Gryning

Pinge efter inbrott i en gammal gruvetunnel i Herbolzheim (Breisgau)
Utbrott av Elura- gruvan i Australien

En daggry (även: Tagebruch , Tagbruch ) är en bergskada som bryter igenom efter frakturer i underytan till jordens yta (på gruvarbetarens språk kallas " dag " ). Där är skadan ofta synlig genom sprickor eller kraterliknande kollaps-trattar (” pingar ”) . Dag Breaks inträffar vanligtvis genom kollapsen av gamla, inte återfylls min -s stollen och - axlar och är därför särskilt vanlig i gruvområdena.

Grunderna

Day Breaks mycket lik de orsakade av naturliga processer i deras effekter sinkholes . Detta beror på att båda händelserna är baserade på samma geomekaniska lagar. Dagsavbrott orsakas dock inte av naturligt förekommande håligheter utan av konstgjorda håligheter, såsom. B. i gruvdrift. Områden där hålrum har uppstått eller har skapats på grunt djup är särskilt utsatta för daggry. Om det finns ytskikt ovanför dessa håligheter som inte är beständiga, kommer ytan att kollapsa under vissa förhållanden. Denna nedbrytning av dagens yta, vågbrytaren, representerar slutfasen av nedbrytningsprocessen, känd som högbrottsprocessen .

Men inte alla hålrum som skapas av gruvdrift leder oundvikligen till en daggry. För att en sprickprocess ska kunna tränga in från botten till toppen behöver å ena sidan överbelastningen inte vara tillräckligt stabil och å andra sidan måste det finnas otillräckligt skydd. Vidare stoppas en brytprocess när tillräckligt med trasigt material ackumuleras, vilket sedan representerar ett nytt stöd för den överhängande hängande väggen . En underjordisk expansion som inte längre är livskraftig har också en ogynnsam effekt . På grund av bergets tryck kommer denna expansion att kollapsa över tiden.

Vid gruvdrift nära ytan, där gruvarbetets ytskikt är mindre än 30 meter, är den befintliga riskpotentialen obegränsad. Vid utvinning av ytan är ytskiktet minst 30 meter. Dessa gruvarbeten förblir öppna under lång tid på grund av det relativt tunna täcklagret och det resulterande låga bergtrycket, så riskpotentialen kvarstår i årtionden. Alla gruvarbeten med djup över 100 meter kallas djupbrytning . Här kan markrörelser kännas igen inom 5 till 10 år på grund av konvergerande gruvanläggningar på bergets yta genom nedsänkning .

Utveckling av dagliga pauser

Om ett område i gropen som har blivit instabil kollapsar till följd av stenbrott eller vittring kan en sådan kollaps arbeta sig upp till jordens yta över tiden. Detta kan leda till nedsänkning, som till exempel kan ses på ytan som fördjupningar. Denna nedsänkning är upp till 15 m i Ruhr-området och kan leda till att landskapet trängs in, eftersom ytvattnet inte längre kan tömmas av naturligt. I extrema fall bryter jord- och bergmassorna igenom på ytan och kraschar in i de underjordiska håligheterna. En djup krater bildas sedan, en så kallad pinge . Ytterligare dagpauser kan inträffa om bristfälliga förslutningar av brunn misslyckas och massorna ovan faller in i det fortfarande öppna brunnen.

Risken för dagpauser beror på följande faktorer:

  • Hålighetens djup
  • Hålighetens volym
  • Klippans styrka, i vilken kaviteten steg upp
  • Tjocklek, hållfasthet och väderegenskaper hos de överbelagda skikten
  • Hydrologi
  • Bergets lossande faktor
  • Tektoniken i underytan

Källa:

Dag Breaks är främst i södra delen av Ruhrområdet framför där utvinning av kol ägde rum nära jordytan och en massiv överbelasta saknades över sömmarna. En annan och mycket farlig typ av öppen dagspaus är kollapsen av en kastad axel som inte var tillräckligt fylld efter gruvdriftens slut .

Frakturbeteende

Beroende på överbelastningens natur har dagpauser två olika brytbeteenden. Å ena sidan kan pausen ske spontant, men å andra sidan kan det också ske med en fördröjning. I de flesta fall inträffar ett daggry spontant, så att det kommer till ljus i full storlek på kort tid. Detta gör hernialtratten direkt synlig. Vid fördröjd gryning uppträder endast ett litet dropphål på jordytan, så att hela dimensionen på spaltratten inte syns i början. Först efter en tid faller den lösa jorden tillbaka så att hela skadan blir synlig.

Handlingsområde

Ett handlingsområde är ett område på ytan av ytan som har påverkats negativt i dess egenskaper och funktioner på grund av verkan av den gamla gruvan nära ytan. Framtida nedskrivningar kan inte uteslutas inom påverkansområdet. Inom påverkningsområdet, med början från tunnelaxeln och utåt, riskerar dagens yta att sjunka, kollapsa och till och med kollapsa. På 1970-talet började man undersöka och utvärdera alla skador som hittills varit kända. En beräkningsmetod för storleken på påverkansområdet utvecklades utifrån resultaten från utvärderingarna av de skadliga händelserna. För beräkning av dimensionerna för det område som påverkas av ytan (area EB ), varvid tjockleken på den överbelasta ovanför rutt eller tunnelgolvet ( ), tunneln eller rutt bredd eller längd ( ), hållfastheten hos rutten förlängning ( A ) och djupet på berglinjen ( ), även känt som det djup som är relevant för åtgärden. Djupet som är relevant för åtgärden kan bestämmas med hjälp av ett nomogram upprättat av herr Hollmann och Nürenberg. För beräkningen används en kritisk vinkel på 50 gon för överbelastningen och återfyllningen och 70 gon för kolbergen. Ett säkerhetsavstånd ( S ) på 1,5 meter runt axeldiametern ( ) beaktas också i beräkningen . Handlingsområdet beräknas enligt formeln:

Om tunnelbredden är lika stor eller till och med mindre än tunnelhöjden i en tunnel utgrävd i stenar och bergskyddet är minst fyra gånger tunnelhöjden, är tunnelns yta stabil på dagens yta .

faror

Om daggryet inträffar med en fördröjning är risken för inbrott mycket hög, eftersom områdena runt bryttratten vanligtvis redan har lossnat och sjunker när de utsätts för stress. De största farorna med dagpauser är att de drabbade områdena vanligtvis kollapsar plötsligt. Detta är särskilt farligt för människor när daggry uppstår i områden som är bebodda eller på annat sätt används av människor.

säkerhet

För att en paus på dagen ska kunna utvärderas och fortsättas, måste den först upptäckas, erkännas som en paus på dagen och rapporteras om. Först då kan ytterligare åtgärder initieras. När en daggry inträffar spärras området av polisen som den första säkerhetsåtgärden. Sedan, ibland samtidigt, informeras befolkningen om händelsen. Riskzonen bevakas vanligtvis av säkerhetspersonal tills säkerhetsåtgärderna har genomförts för att förhindra så kallad katastrofturism. Ett team av experter undersöker sedan pausen i pausen och det omgivande området och bedömer skadan. Områdena analyseras och hålrummen mäts geodetiskt. Stödkonstruktionernas tillstånd och befintliga håligheter undersöks med avseende på stabilitet och de enskilda områdena delas in i faroklasser. Övriga säkerhetsåtgärder diskuteras och genomförs.

Som säkerhetsåtgärder, beroende på skador och lokala möjligheter, introduceras tygstödpelare, så kallade Bullflex-pelare, och fylls med betong eller hålrummen fylls helt med så kallade blixtdammar. Geosyntetiska förstärkningar kan användas för att överbrygga dagpauser . Genom att ofta infoga flera lager av geosyntetik kan faror från okontrollerade dagpauser undvikas , särskilt inom gamla manhål . Dessa aktiviteter övervakas med så kallade fältspioner för att övervaka eventuella ihållande deformationer av befintliga kvarvarande pelare . Dessa mätprober är installerade i sprickor och sprickor och kan registrera även de minsta rörelserna på några tusendels millimeter. Detta innebär att ytterligare rörelser i bergen övervakas.

tidig upptäckt

Ett överflöd av åtgärder används för att tidigt upptäcka dagpauser. Således utvärderade gruvoperatören av Markscheider gamla kartor och planarbeten för att få data om tidigare gruvor. Så kallade deponeringsprojektioner av områden med risk för kollaps skapas från den insamlade informationen. Resultaten av dessa beräkningar vidarebefordras till ansvariga gruvmyndigheter för vidare teknisk utvärdering.

De tillgängliga uppgifterna används för att bättre bedöma befintliga faror. Med hjälp av den statistiska analysen av dagpauser som redan har inträffat utvecklas empiriska modeller med vilka dagpaushändelser som bättre kan bedömas. Med hjälp av dessa empiriska formler kan variabler som den relativa sannolikheten för brott vid dagens yta, dagbrottets diameter, pausavståndet och paustiden bestämmas bättre. Baserat på parametrarna erhållna från de utvärderade mätningarna av de gamla händelserna och data, ställs analytiska modeller upp. Dessa beräkningsmetoder kan användas för en praxisorienterad riskbedömning. Detta gör det möjligt att bestämma sannolikheten för att gryningen inträffar och omfattningen av skador som kan förväntas.

Exempel

Några exempel på kända dagpauser:

  • 1977 orsakade en okontrollerad vattenintrång en nedlagd bergsaltgruva i Wapno (Polen) att kollapsa. Under daggryet som varade fram till 1978 sjönk hela Wapnos centrum med 53 hus och en järnvägsstation. 1402 personer blev hemlösa.
  • 1992 inträffade en daggry i omedelbar närhet av ett sjukhus i Rheinland, vilket var så stort att sjukhuset förstördes fullständigt. Det faktum att ingen skadades, en är Steiger tack vare skifferbrottet. Han hade hört ovanliga ljud under jorden och informerade omedelbart allmänna ordningskontoret, som beordrade att sjukhuset skulle evakueras.
  • Den 17 juli 1998 i Lassing (Steiermark) orsakade en kollaps av en gruva en 50 m bred och 30 m djup paus under dagen då ett hus sjönk och en sjö bildades. Det var den värsta gruvolyckan i Österrike under efterkrigstiden. Elva gruvarbetare hade en olycka när gropen kollapsade, endast en kunde räddas efter nio dagar. Pingen fylldes ungefär två år efter olyckan.
  • Under 2004 blev dagpauser på Siegener Rosterberg känd över hela landet under namnet " Siegener Loch ". Gamla håligheter och tunnlar i Hohe Grethe- gruvan hade kollapsat och resulterat i fyra dagars pauser. Säkerhetsarbetet varade ungefär ett år, 22 000 ton material pumpades in i berget.
  • Ett annat gryning märktes i februari 2008 i en vingård nära Herbolzheim (Breisgau). Här hade en tunnel i en tidigare malmgruva gått igenom till ytan. På grund av obegripligheten och risken för ytterligare inbrott var ett stort område runt avbrottet permanent avspärrat.
  • Ett exempel på en av Subrosion orsakad eller förvärrad dagar fraktion är i deponin Zepzig inträffade dag paus. Här lakas groparna i en gammal kaliumgruva (Friedenshall / Solvayhall) ytterligare ut av grundvattnet.

webb-länkar

Commons : Daybreak  - samling av bilder, videor och ljudfiler

Individuella bevis

  1. ↑ a b c d e f Barbara Juza: Exploration and stabilization of near-day cavities in the former gipss mine in Hochleiten. Examensarbete vid Stolen för gruvvetenskap, gruvteknik och gruvdrift vid Montanuniversität Leoben; Leoben 2008, s. 35-45.
  2. ↑ a b c d e Gunter Gernot Gschwandtner: Bergmekaniska undersökningar av komplexa gruvbyggnader med exemplet på en övergiven gipsgruva. Dissertation at the Chair for Subsurface Engineering at the Montanuniversität Leoben, Leoben 2013, s. 9, 137–141.
  3. ^ Bergstadt Schneeberg: Der Tagbruch ( Memento från 2 april 2016 i Internetarkivet ) (senast åtkomst den 8 oktober 2012).
  4. ↑ a b c d e Steffen Päßler: Om sannolikheten för dagpauser och riskbedömningen med hjälp av exemplet med rörledningar i centraltysk brunkol. Godkänd habiliteringsuppsats vid fakulteten för geovetenskap, geoteknik och gruvdrift vid Tekniska universitetet Bergakademie Freiberg, Freiberg 2014, s. 7–13.
  5. ↑ a b A.H. Goldreich: Markrörelserna i kolfältet och deras inflytande på dagens yta. Publicerad av Julius Springer, Berlin 1926.
  6. ↑ a b c d e Helmut Prinz, Roland Strauss: Engineering Geology . 5: e redigerade och utökade upplagan, Spektrum akademischer Verlag, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2472-3 , s. 454–458.
  7. ↑ a b Michael Clostermann: Inverkan av gammal gruvdrift, dimensionering av inverkan och riskområden och påverkan av gruvnivån. Expertutlåtande på uppdrag av Arnsberg District Government Department of Mining and Energy in North Rhine-Westphalia, Project No. 16–124, Dortmund 2020, s. 32–39.
  8. Main Mark Mainz: Geotekniska modeller för bedömning av riskområden i gamla gruv- och axelskyddsområden i Aachens kolbrytningsområde. Godkänd avhandling vid fakulteten för georesources and material technology of the Rheinisch - Westfälische Technische Hochschule Aachen, Aachen 2007, s. 40–53, 85–90.
  9. ↑ a b c Helmut Kratzsch: Bergschadenkunde. Springer Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1974, s. 49–52, 434, 435.
  10. ^ G. Meier: sinkholes and day breaks - möjligheter till numerisk modellering. Online (senast öppnat den 8 oktober 2012; PDF; 1,4 MB).
  11. Ün Günter Meier: Att bestämma påverkningsområden orsakade av gammal gruvdrift . I: 9 : e Altbergbau-Kolloquium . Leoben 2009, VGE Verlag GmbH, Essen 2009.
  12. ↑ Praktisk anmärkning: Är underlaget säkert? - Den gamla gruvsituationen i Nordrhein-Westfalen ( Memento från 25 maj 2010 i Internetarkivet ) (nås den 8 oktober 2012; PDF; 244 kB)
  13. ^ Helmut Kratzsch: Bergschadenkunde. 5: e uppdaterade och reviderade upplagan, Papierflieger Verlag GmbH, Clausthal-Zellerfeld 2008, ISBN 3-00-001661-9 .
  14. ↑ Fenk, J., En teori om dagens ursprung bryter över håligheter i Lockerbergen, avhandling B, Freiberg 1979.
  15. ↑ Fritz Heise, Fritz Herbst: Lärobok för gruvvetenskap med särskild hänsyn till utvinning av stenkol. Första volym, publicerad av Julius Springer, Berlin 1908.
  16. ↑ a b Michael Clostermann: Gammal gruv- och markanvändningsplanering: Hantera arven tidigare - idag - imorgon ? Geokinematic Day Freiberg 2009.
  17. ↑ a b Faror från reliker från gammal gruvdrift (anläggningsteknik) . Online (senast öppnat den 8 oktober 2012; PDF; 20 kB).
  18. ↑ Günter Meier: Rekommendation "Geoteknisk och gruvseparerande undersökning av gammal gruvdrift" . Online (nås 15 januari 2021; PDF; 178 kB).
  19. ^ A b c Edward Popiołek, Zygmunt Niedojadło: Tillämpningen av geofysiska metoder för att lösa gamla gruvproblem. Online ( minnesmärke den 29 december 2010 i internetarkivet ) (senast öppnat den 8 oktober 2012; PDF; 441 kB).
  20. ↑ H. Richard Schulz: Subrosion, sinkholes och gryning - möjliga användningar av gravimetri i Karst och gamla gruvdrift. I: Meddelanden från German Geophysical Society eV, DGG Colloquium. Deutsche Geophysikalische Gesellschaft eV (red.), Specialvolym I / 2015, ISSN 0947-1944, Hannover 2015, s. 63, 64.
  21. ↑ a b Claas Heitz: Golvvalv under statisk och icke-statisk belastning, med hänsyn till förstärkning från geogrids. I: Geoteknisk serie publikationer. D.-G. Kempfert (red.) Institute for Geotechnics and Geohydraulics of the University of Kassel, Issue 19, Kassel 2006, ISBN 978-3-89958-250-5 , s. 2, 10, 11.
  22. Ater Ekaterina Scherbina: Möjlig användning av geogrider vid gruvdrift och efterbrytning . I: Georesources, handelsdagbok för resurser, gruvdrift, geoteknik, tunnling och utrustning. GeoResources Portal Manfred König (red.), Volym 5, nr 01/2019, Gelsenkirchen 2019, ISSN 2364-8414, s. 13, 14.
  23. ↑ a b Volker Spreckels, Andreas Schlienkamp, ​​Ansgar Greiwe, Lars Eberhardt: Lämplighet för ALS, Aero- och UAS - fotometri för tidig upptäckt och inspelning av dagliga pauser. I: 36: e vetenskapligt - tekniskt årsmöte för DGPF. Publicering av German Society for Photogrammetry, Remote Sensing and Geoinformation eV Thomas P. Kersten (red.), Volym 25, ISSN 0942-2870, Bern 2016, s 97, 98, 111.
  24. ^ Wismut GmbH (red.): Miljörapport 2010 . Chemnitz 2010, s. 10-17.
  25. ↑ Statskontoret för geovetenskap och naturresurser Brandenburg (red.): Prestationsbalans 2002. Kleinmachnow 2003.
  26. ^ A b Bernhard Schrott: Gruvinformationssystemet (BIS) för gruvmyndigheterna i delstaten Nordrhein-Westfalen. I: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institute for Geology, B. Merkel, H. Schaeben, Ch. Wolkersdorfer, A. Hasche-Berger (Red.), Vetenskaplig kommunikation, nr 31, Behandlingsteknik för vatten påverkad av Mining GIS - Geoscientific Applications and Developments, Proceedings volume for the workshops at the Geological Institute of the TU Bergakademie Freiberg, 22 + 23 juni 2006, ISSN 1433-1284, s. 234–237.
  27. ^ A b Günter Meier: Geoteknisk dokumentation och gruvdokumentation för säkerhets- och avhjälpande åtgärder vid gammal gruvdrift. Online (nås 15 januari 2021; PDF; 2,9 MB).
  28. ↑ Dieter D. Genske: Grundläggande teknik och tillämpning av ingenjörsgeologi. Springer Verlag, Berlin Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-25756-1 .
  29. ↑ diepresse.com: För tio år sedan öppnade jorden i Lassing ( Memento från 30 augusti 2010 i Internetarkivet ).
  30. ↑ Like a Swiss Cheese: Mountain Damage in South Westphalia Siegerland ( Memento från 29 juni 2007 i Internetarkivet ) (nås den 8 oktober 2012) (senast åtkomst den 8 oktober 2012)
  31. ^ Potash- och bergsaltgroparna i Tyskland. 6.31 FRIEDENSHALL (SOLVAYHALL) (senast nått den 15 januari 2021).

Anmärkningar

  1. ↑ Termen stabilitet beskriver berglagrets förmåga att förbli stående runt ett underjordiskt hålrum som inte stöds under en viss tid utan att förstöras. (Källa: Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. )
  2. ↑ Enligt en nyare klassificering anses gruvdrift vara nära dagen om överbelastningen är mindre än eller lika med den 15-faldiga totala tjockleken. (Källa: Barbara Juza: Utforskning och stabilisering av närmaste hålrum i den tidigare Hochleiten-gipsgruvan. )
  3. ↑ Enligt en ny klassificering anses gruvdrift vara nära ytan om överbelastningen är mindre än eller lika med den 60-faldiga totala tjockleken. (Källa: Barbara Juza: Utforskning och stabilisering av närmaste hålrum i den tidigare Hochleiten-gipsgruvan. )
  4. Old När det gäller gammal gruvdrift talar man om djup gammal gruvdrift när djupområdet är minst 50 meter +/- 10 meter. (Källa: Gunter Gernot Gschwandtner: Bergmekaniska undersökningar av komplexa gruvestrukturer med exemplet på en övergiven gipsgruva. )