In der Arbeit erfolgen Untersuchungen einer neuartigen Materialkombination hinsichtlich ihrer Eignung als Füllmaterial für alte Bergwerksstollen zum dauerhaften Verfüllen dieser Stollen. Dazu wird ein vorhandenes Füllmaterial dahingehend modifiziert, dass es einer höheren Belastung durch den entstehenden Gebirgsdruck besser standhält. Eine Versuchsanlage für den Einsatz unter Tage wird dafür konzipiert um verschiedene Stoffgemische mit Hilfe eines Strahlrohres vor Ort herzustellen und damit Versuchsstollen zu füllen. In diesem Zusammenhang wird das Prinzip des Strahlrohres näher erläutert und ein auf die Bedingungen und Fördermengen angepasstes Strahlrohr ausgelegt, konstruiert und getestet. Parallel dazu werden mit dem gleichen Füllmaterial im Labor verschiedene Festigkeitsuntersuchungen durchgeführt. Im Anschluss wurde der Aushärtevorgang in den Teststollen dokumentiert und ausgewertet.:1. Einleitung
2. Zielstellung und Abgrenzung der Arbeit
2.1. Ziel der Arbeit
2.2. Lösungsansatz
2.3. Abgrenzung der Arbeit
3. Grundlagen
3.1. Versatzbergbau in Bernterode
3.2. Bewegungsverhältnisse im Suspensionsrohr unter Tage
3.3. Siebklassierung
3.3.1. Analyse
3.3.2. Produktionssiebung
3.4. Statischer Mischer
3.5. Strahlrohr - Funktionsprinzip
4. Realisierung der Steinsalzzugabe
4.1. Auslegung des Strahlrohres
4.1.1. Vorbemerkung
4.1.2. Richtlinien zur Auslegung
4.1.3. Berechnung des Strahlrohres
4.2. Auslegung des statischen Mischers
4.2.1. Auswahl des Mischertyps und Variantenbetrachtung
4.2.2. Berechnung
5. Analytische Untersuchungen
5.1. Grundrezeptur für die Suspension
5.2. Untersuchung des eingesetzten Halits
5.2.1. Klassierung des Halits
5.2.2. Analyse des Halits
5.2.3. Bestimmung weiterer Parameter
5.2.4. Mikroskopische Aufnahmen des Salzes
5.3. Labortechnische Untersuchungen
5.4. Druckfestigkeitsuntersuchungen im Labormaßstab
5.4.1. Beschreibung der Laborversuche
5.4.2. Probenvorbereitung
5.4.3. Durchführung der Druckversuche
5.4.4. Durchführung Langzeitlagerung
6. Experimentelle Untersuchungen unter Tage
6.1. Übersicht
6.2. Versuchsaufbau unter Tage
6.2.1. Vorversuche
6.2.2. Dauerversuche
6.3. In-situ-Versuche
6.4. Ex-situ-Versuche
7. Auswertung
7.1. Stützkornzugabe mit Hilfe eines Strahlrohres
7.2. Einaxialer Druckversuch
7.2.1. Probenvorbereitung
7.2.2. Druckversuch
7.2.3. Druckversuch Langzeitlagerung über 20 Wochen
7.2.4. Mikroskopische Aufnahmen der Bruchflächen
7.2.5. Materialfeuchtemessung
7.2.6. Materialfeuchtemessung Langzeitlagerung
7.3. In-situ-Untersuchungen
7.3.1. Messung des Verformungsmoduls Evd
7.3.2. Dichtemessungen der ausdrainierten Abschnitte
8. Zusammenfassung und Ausblick
9. Literaturverzeichnis
10. Abbildungsverzeichnis
11. Tabellenverzeichnis
12. Anlagen
12.1. Geschichte des Salzbergbaus
12.2. Begriffsdefinition – Suspension
12.3. Statischer Mischer
12.4. Technische Zeichnungen des Strahlrohres
12.5. Ergebnis der Klassierung des eingesetzten Halits
12.6. Protokoll Spülversuch Stützkorn am 15.3.2016
12.7. Protokoll einaxialer Druckversuch Labormaßstab
12.8. Protokoll einaxialer Druckversuch – Langzeitlagerung / The thesis concentrates on the research of a new material combination regarding its usefulness as a long-term filling material for old mines. Already existing filling material was modified in a way to withstand a bigger rock pressure. After a brief introduction of mining in Central Germany, resulting in the necessity of using such a technology, the established process this thesis is based on will be described in greater detail. Further, important terminology and employed technology will be clarified. Based upon this, an underground test facility is designed in order to produce different substance mixtures with the help of a radiant tube to fill the test tunnels. In this context, the principle of the radiant tube will be further clarified. The radiant tube, adjusted to the conditions and delivery rates, will then be constructed and tested. At the same time, the same filling material will be thoroughly tested in a laboratory regarding its strength and cohesiveness. Subsequently, the hardening process in the tunnels underground will be documented and evaluated.:1. Einleitung
2. Zielstellung und Abgrenzung der Arbeit
2.1. Ziel der Arbeit
2.2. Lösungsansatz
2.3. Abgrenzung der Arbeit
3. Grundlagen
3.1. Versatzbergbau in Bernterode
3.2. Bewegungsverhältnisse im Suspensionsrohr unter Tage
3.3. Siebklassierung
3.3.1. Analyse
3.3.2. Produktionssiebung
3.4. Statischer Mischer
3.5. Strahlrohr - Funktionsprinzip
4. Realisierung der Steinsalzzugabe
4.1. Auslegung des Strahlrohres
4.1.1. Vorbemerkung
4.1.2. Richtlinien zur Auslegung
4.1.3. Berechnung des Strahlrohres
4.2. Auslegung des statischen Mischers
4.2.1. Auswahl des Mischertyps und Variantenbetrachtung
4.2.2. Berechnung
5. Analytische Untersuchungen
5.1. Grundrezeptur für die Suspension
5.2. Untersuchung des eingesetzten Halits
5.2.1. Klassierung des Halits
5.2.2. Analyse des Halits
5.2.3. Bestimmung weiterer Parameter
5.2.4. Mikroskopische Aufnahmen des Salzes
5.3. Labortechnische Untersuchungen
5.4. Druckfestigkeitsuntersuchungen im Labormaßstab
5.4.1. Beschreibung der Laborversuche
5.4.2. Probenvorbereitung
5.4.3. Durchführung der Druckversuche
5.4.4. Durchführung Langzeitlagerung
6. Experimentelle Untersuchungen unter Tage
6.1. Übersicht
6.2. Versuchsaufbau unter Tage
6.2.1. Vorversuche
6.2.2. Dauerversuche
6.3. In-situ-Versuche
6.4. Ex-situ-Versuche
7. Auswertung
7.1. Stützkornzugabe mit Hilfe eines Strahlrohres
7.2. Einaxialer Druckversuch
7.2.1. Probenvorbereitung
7.2.2. Druckversuch
7.2.3. Druckversuch Langzeitlagerung über 20 Wochen
7.2.4. Mikroskopische Aufnahmen der Bruchflächen
7.2.5. Materialfeuchtemessung
7.2.6. Materialfeuchtemessung Langzeitlagerung
7.3. In-situ-Untersuchungen
7.3.1. Messung des Verformungsmoduls Evd
7.3.2. Dichtemessungen der ausdrainierten Abschnitte
8. Zusammenfassung und Ausblick
9. Literaturverzeichnis
10. Abbildungsverzeichnis
11. Tabellenverzeichnis
12. Anlagen
12.1. Geschichte des Salzbergbaus
12.2. Begriffsdefinition – Suspension
12.3. Statischer Mischer
12.4. Technische Zeichnungen des Strahlrohres
12.5. Ergebnis der Klassierung des eingesetzten Halits
12.6. Protokoll Spülversuch Stützkorn am 15.3.2016
12.7. Protokoll einaxialer Druckversuch Labormaßstab
12.8. Protokoll einaxialer Druckversuch – Langzeitlagerung
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:38262 |
| Date | 11 June 2020 |
| Creators | Cramer, Kay |
| Contributors | Nendel, Klaus, Linke, Thomas, Technische Universität |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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