Technologische Prozesse führen zu spezifischen Verhältnissen der Lockergesteine in Tagebaukippen. Insbesondere in mit Zugabsetzern gekippten Mischbodenkippen - bedingt durch technogene Modifikationen - treten Materialinhomogenitäten auf, die, werden sie ungenügend respektiert, durch Interaktion zwischen Baugrund und Bauwerk zu unzulässigen Baugrundverformungen führen. Als besondere Lagerungsstrukturen werden Pseudokornstrukturen sowie die Eignung des Erkundungsverfahrens Drucksondierung nachgewiesen. Zuverlässigste Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Deformationseigenschaften der Tagebaukippe sind Probebelastungen. Vom Grundsatz her sind Tagebaukippen locker gelagert und inhomogen. Jede Exploration des Baugrundes Tagebaukippe, insbesondere jedoch der Kippentyp Mischbodenkippe und daraus abgeleitete Entscheidungen sind Einzelfallentscheidungen. In der generalisierten Vorgehensweise sind in jedem Fall spezifische Vorbetrachtungen unabdingbar, um ein abgestimmtes Konzept der Exploration zu realisieren.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erarbeitung eines Planungssystems, wo mit Hilfe des Konzeptes der virtuellen Realität, das effektive Fördervolumen von vorschublosen Schaufelradbaggern im Kopfblockverhieb für beliebige Schneidwiderstände, Scheibenzusammensetzungen, Schneid- und Blockgeometrien bestimmt werden kann. Hierzu wurden am Schaufelradbagger 1510 SRs 6300.50.15 im Braunkohlentagebau Nochten intensive Feldmessungen des Schneidwiderstandes sowie des effektiven Fördervolumens durchgeführt. Besonderes Augenmerk wurde auf Fördervolumenverluste gelegt, welche durch Brems- und Beschleunigungsvorgänge des Radauslegers an den Schwenkenden entstehen. Der Einfluss dieser Fördervolumenverluste an den Schwenkenden wurde analysiert und bewertet. Durch umfangreiche VR Simulationen konnten für den Schaufelradbagger SRs 6300 im Tagebau Nochten optimierte Technologieparameter (Scheibenhöhe, Spantiefe) vorgeschlagen werden.

Zur Überwachung geotechnischer Schwerpunktbereiche kommen in den Tagebauen der Lausitz Energie Bergbau AG unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Eine hohe Flexibilität und erweitere Einsatzmöglichkeiten ergaben sich durch die Verbindung einfacher GNSS-Empfänger und geotechnischer Sensoren zu einem Gesamtsystem (A07Geo). Darüber hinaus werden A07-Empfänger zur Bewältigung vielfältiger Fragestellungen herangezogen. Zwei im Bestand der Markscheiderei befindliche UAV’s eröffnen die Möglichkeit, bei geotechnischen Ereignissen schnellstmöglich auch georeferenziertes Bild- und Videomaterial sowie daraus resultierend Volumenbestimmungen und weiterführende Messungen zur Verfügung zu stellen. Daneben werden aktuell geotechnische Einsatzszenarien für eine Wärmebildkamera näher untersucht.

Die zentrale Zielstellung dieser Arbeit ist der Entwurf eines Steuerungskonzeptes für das Flottenmanagement der mobilen Technik in Tagebauen und Minen. Dies umfasst sowohl die Analyse bestehender Systeme als auch die Formulierung von allgemeinen Systemanforderungen. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird in der Arbeit ein Ideenkatalog skizziert, der auf den folgenden abstrakten Ansatzpunkten beruht - Mobilität, Verteilung und Kooperation der mobilen Objekte. Als integraler Bestandteil des Systems wird darauf aufbauend ein angepasstes Kommunikationskonzept entworfen. Unter Beachtung der geforderten weltweiten Einsatzfähigkeit und als Basis für eine kostengünstige Entwicklung werden neuartige Ansätze der Kombination von Lösungen aus den Bereichen Lokalisierung, Kooperation, Synchronisation, Datenerfassung und Steuerung mobiler Einheiten dargelegt.

Die vorliegende Dissertation beinhaltet die Modellierung und Optimierung von Direktversturztechnologischen Schemen mit dem Ziel, das optimale technologische Schema für den Einsatz des Schürfkübelbaggers in den Braunkohletagebauen der Mongolei zu ermitteln. Zunächst wurden Untersuchungen zur Charakterisierung der bergbau-geologischen Bedingungen der mongolischen Kohlenlagerstätten unter dem Gesichtspunkt durchgeführt, die Anwendungsmöglichkeiten der Direktversturztechnologie zu verdeutlichen. Danach erfolgten Untersuchungen zur Optimierung und Modellierung der technologischen Schemen der Direktversturztechnologie mit einem Schürfkübelbagger und ihre Einsatzrahmen mit dem Ziel, eine technologisch optimale Variante zu identifizieren. Schließlich wurde das Programm "Dragline" entwickelt, um folgende zwei Aufgaben zu lösen: - Die Auswahl eines Schürfkübelbaggers (bzw. die Auslegerlänge und der Kübelvolumen des Schürfkübelbaggers) nach vorgegebenen Abbauparametern - Die Auswahl der Einsatztechnologie für einen vorhandenen Schürfkübelbagger und die Lagerstättenbedingungen. Die Anwendung des Programms und die Bewertung der vom Programm gelieferten Daten erfolgte anhand eines Beispiels einer mongolischen Lagerstätte.

In einer Bauxitmine bei Porto Trombetas im brasilianischen Bundesstaat Pará wurde auf rückgebauten Flächen die Entwicklung der Vegetation untersucht. Seit 1981 wird im Anschluß an den Bauxitabbau mit einheimischen Baumarten aufgeforstet. Zwischen 1993 und 1996 wurden in dem restrukturierten Gebiet acht verschiedene Flächen ausgewählt und das Wachstum der gepflanzten Bäume und der Spontanvegetation bestimmt. Der positive Einfluß des Auftragens von Oberboden aus dem Primärwald, was von der Minengesellschaft routinemäßig durchgeführt wird, wurde deutlich. Gepflanzte Bäume zeigten in den ersten Jahren über 100 % mehr Höhenwachstum im Vergleich zu Flächen ohne Oberboden. Nach elf Jahren entsprechen die Werte der Bodenfruchtbarkeit annähernd denen des Primärwaldes. Ohne Bepflanzung führt das Auftragen von Oberboden aus dem Primärwald zur spontanen Entwicklung eines Sekundärwaldes, der hauptsächlich aus Pionierarten besteht. Aus den Untersuchungen ergeben sich folgende Schlußfolgerungen: Die Pflanzung einheimischer Primärwaldbaumarten läßt in Kombination mit der natürlichen Sukzession einen Sekundärwald entstehen, der in der Artenzusammensetzung dem ursprünglichen Primärwald ähnlicher ist, als ein ausschließlich durch natürliche Sukzession entstandener Sekundärwald. Die untersuchten Aufforstungen zeigen, daß bereits kurz nach den durchgeführten Maßnahmen eine erosionsverhindernde Bodenbedeckung möglich ist und daß durch Rehabilitationsmaßnahmen relativ artenreiche Wälder entstehen können.Insgesamt, verglichen mit Literaturangaben und persönlichen Beobachtungen ähnlicher Flächen, sind die von der MRN aufgeforsteten Wälder in ihrer Sukzessionsentwicklung beschleunigt im Gegensatz zu degradierten Flächen, die nicht behandelt wurden. Aufgrund des steigenden Nutzungsdrucks auf die Primärwälder sollten bei Aufforstungsmaßnahmen auch andersartig degradierter Flächen zukünftig intensive Forschungen bezüglich land- und forstwirtschaftlicher Nutzung dieser Flächen angestrebt werden.

The production of raw materials through mining projects is nowadays very challenging, mainly due to the rapid progress in the industrial and technological fields. On the one hand, they have to fulfill industries' requirements in their demand for materials while making a profit based on the current technologies. On the other hand, they should consider all other limitations, primarily environmental and social challenges that are confronting. The transportation system in any mining project is one of the most significant parts, especially in the technical and economic issues. It must transfer the planned volume of ore/waste that the whole stream of the mining process would not be interrupted and, it can cover the technical challenges and the costs imposed on the project. Additionally, it should be designed and selected to have the lowest environmental impact and the highest safety during the operation. Accordingly, a transportation system selection process that considers all these factors is one of the challenging issues in any mining project. Although the Truck-Shovel system is known as the conventional transportation in open-pit mines, which is preferable because of the low capital cost and high flexibility, it still imposes a high rate of operating costs, safety issues as well as environmental footprints. In-Pit Crushing and Conveying (IPCC) systems are the alternative transportation systems for the Truck-Shovel systems, in which the material is crushed inside the mine’s pit limit and transferred into the outside through conveyor belts. Although these systems are not new, they are mostly neglected as a transportation option basically due to the high capital cost and low flexibility. On the contrary, they can offer more environmentally friendly and safer working areas and a lower operating cost. According to these facts, each transportation system is preferable in a couple of technical, economic, environmental, safety, and social issues. Accordingly, in each circumstance, one or more of these systems can be used in the mining project. However, there is not yet a way or tool that investigates the transportation system selection along with the mine life that takes into account all of these factors. To fill this gap, this project aims to define a model to introduce all these elements while it is interactively connected throughout the mine life. For this and as the first step, the system dynamics modeling is defined and used to build the model for all the technical, economic, environmental, safety, and social factors. As an output of this step, software entitled “TEcESaS Indexes” is designed and produced through Venapp that makes working with the model comfortable. As the second step, a selection method based on the Analytical Hierarchy Process (AHP) is performed that the transportation system selection regarding all the mentioned factors can be made. As the output in this step, the “Sustainability Index” software programmed in the Java language is developed. Considering a hypothetical copper open-pit mine as the case study and implementing the designed software, the results show although the Truck-Shovel system should be used in the first two years of the project (2016 and 2017) in the single expert and deterministic mode, the Fully Mobile In-Pit Crushing and Conveying (FMIPCC) system shows the highest sustainability index among other transportation systems from 2018 until the end of the mine life. While in the group decision making and deterministic simulation, the Truck-Shovel system should be utilized from 2016 to 2020. Additionally, in the group decision making and stochastic mode, the FMIPCC is the selected transportation system with the highest sustainability index probability.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erarbeitung eines Planungssystems, wo mit Hilfe des Konzeptes der virtuellen Realität, das effektive Fördervolumen von vorschublosen Schaufelradbaggern im Kopfblockverhieb für beliebige Schneidwiderstände, Scheibenzusammensetzungen, Schneid- und Blockgeometrien bestimmt werden kann. Hierzu wurden am Schaufelradbagger 1510 SRs 6300.50.15 im Braunkohlentagebau Nochten intensive Feldmessungen des Schneidwiderstandes sowie des effektiven Fördervolumens durchgeführt. Besonderes Augenmerk wurde auf Fördervolumenverluste gelegt, welche durch Brems- und Beschleunigungsvorgänge des Radauslegers an den Schwenkenden entstehen. Der Einfluss dieser Fördervolumenverluste an den Schwenkenden wurde analysiert und bewertet. Durch umfangreiche VR Simulationen konnten für den Schaufelradbagger SRs 6300 im Tagebau Nochten optimierte Technologieparameter (Scheibenhöhe, Spantiefe) vorgeschlagen werden.

Technologische Prozesse führen zu spezifischen Verhältnissen der Lockergesteine in Tagebaukippen. Insbesondere in mit Zugabsetzern gekippten Mischbodenkippen - bedingt durch technogene Modifikationen - treten Materialinhomogenitäten auf, die, werden sie ungenügend respektiert, durch Interaktion zwischen Baugrund und Bauwerk zu unzulässigen Baugrundverformungen führen. Als besondere Lagerungsstrukturen werden Pseudokornstrukturen sowie die Eignung des Erkundungsverfahrens Drucksondierung nachgewiesen. Zuverlässigste Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Deformationseigenschaften der Tagebaukippe sind Probebelastungen. Vom Grundsatz her sind Tagebaukippen locker gelagert und inhomogen. Jede Exploration des Baugrundes Tagebaukippe, insbesondere jedoch der Kippentyp Mischbodenkippe und daraus abgeleitete Entscheidungen sind Einzelfallentscheidungen. In der generalisierten Vorgehensweise sind in jedem Fall spezifische Vorbetrachtungen unabdingbar, um ein abgestimmtes Konzept der Exploration zu realisieren.

Simulations assuming open-pit mines and different cessation landscapes of open-pit mines with urbanization were performed with a non-hydrostatic meteorological model. The possible enhancement or counteracting of the atmospheric responses to these simultaneously occurring (= accumulated) land-use changes are examined applying a formula drived from the principle of superposition. Although accumulated land-use changes substantially affect the local water and energy fluxes and significantly influence cloud and precipitation microphysics, they do not necessarily provide more significant changes in these quantities than the change of different land-use types to only one land-use type (=single land-use changes). Where the atmospheric responses to accumulated land-use changes are enhanced or inhibited, depends on the thermal, dynamical and hydrologic characteristics of the undergoing accumulated land-use changes as well as on the land-use adjacent to the land-use conversion. In regions dominated by drier surfaces (e.g., agriculture), no enhancement or counteraction according to the principle of superposition could be detected in this study. / Simulationen mit einer Tagebaulandschaft sowie verschiedenen Tagebaufolgelandschaften inklusive Urbanisierung wurden mit einem nicht-hydrostatischen meteorologischen Modell durchgeführt. Eine mögliche Verstärkung oder Abschwächung der atmosphärischen Reaktion auf gleichzeitig auftretende (akkumulierte) Landnutzungsänderungen wird mittels einer auf dem Prinzip der Superposition erstellten Formel untersucht. Obgleich die akkumulierten Landnutzungsänderungen die lokalen Energie- und Wasserflüsse merklich sowie die Wolken und Niederschlagsmikrophysik signifikant beeinflussen, führen sie nicht notwendigerweise zu stärkeren Änderungen dieser Größen als einfache Landnutzungsänderungen. Wo sich akkumulierte Landnutzungsänderungen in ihrer Wirkung auf die Atmosphäre verstärken oder abschwächen, hängt davon ab, wie stark sich die dynamischen, hydrologischen und energetischen Eigenschaften der veränderten Landnutzung von der vorherigen und denen der Umgebung unterscheiden. In Regionen, die durch trockene Flächen charakterisiert sind (z.B. Ackerland), konnte in dieser Studie kein Verstärken oder Abschwächen im Sinne einer Abweichung vom Prinzip der Superposition festgestellt werden.