Entwicklung der Gebirgsmechanik bei den alpinen Salzbergbauen der Salinen Austria AG

Abstract

Throughout the history of the alpine salt mining questions concerning the stability of extraction areas and mining losses have played an important role. Continuing technical improvements, like the implementation of pump and drilling technology, have influenced the brine production processes over centuries and as a consequence also the geometry of the mining excavation. Whereas in the past stope layouts were based on empirical experiences gained over centuries, the systematic introduction of technology of solution mining from deep boreholes at the beginning of the 1970's has resulted in increased application of rock mechanical models. These models have been revised several times and adapted to the latest best available technology of numerical modelling and stress analysis. In the last 10 years geomechanical model calculations relevant for the current mining planning for all production areas have been conducted. However, despite these state of the art calculations mining losses do occur as a result of the irregular nature of salt deposit which can lead to irregularly shaped brine caverns instead of the ideal radial symmetrical brine bodies. Thus, Salinen Austria AG cooperates with the German engineering firm Müller+Hereth to develop a "dynamic" rock mechanical model in which the actual geometry of brine caverns is incoporated into the numeric model and evaluated. This development was made possible by recent improvements of affordable calculating capacities. Salinen Austria AG hopes to achieve significant improvements concerning exploitation of fields, which will have an immediate effect on mining capacity and sustainability.

Zusammenfassung

Stabilitätsfragen im Spannungsfeld zwischen optimalem Abbauzuschnitt und Vermeidung von Abbauverlusten spielten im alpinen Salzbergbau seit jeher eine maßgebliche Rolle. Über die Jahrhunderte beeinflussten laufende technische Verbesserungen, wie Einführung von Pump- und Bohrtechnik, die Solungsverfahren und in der Folge die Form des Abbauhohlraums. Waren die Abbauzuschnitte über Jahrhunderte auf empirischen Erfahrungen aufgebaut, wurden mit der systematischen Einführung der Bohrlochsondentechnologie Anfang der 70er-Jahre des 20. Jahrhunderts gebirgsmechanische Modellrechnungen eingeführt und sukzessive verbessert. Die Modelle wurden im Laufe der Zeit zum Teil mehrmals überarbeitet und dem modernen Stand der Technik betreffend EDV-gestützte Rechenmodelle angepasst. In den letzten 10 Jahren wurden für alle heute in Produktion befindlichen Abbaufelder geomechanische Modellrechnungen durchgeführt, die für die laufende Abbauplanung Anwendung finden. Doch auch die nach modernem Stand der Technik erstellten Modellrechnungen lieferten bis dato kein taugliches Werkzeug, um Abbauverluste zu vermeiden, die entstehen, wenn sich anisotrop ausgebildete Solkavernen nur innerhalb von idealen rotationssymmetrischen Planaussolungskörpern entwickeln dürfen. Daher arbeitet die Salinen Austria AG gemeinsam mit dem deutschen Ingenieurbüro Müller+Hereth an einem "dynamischen" gebirgsmechanischen Modell, in dem die tatsächlich vermessenen Solkavernen in ein numerisches Modell übertragen werden und im Zusammenhang mit tatsächlichem Lagerstätten- und Geländemodell bezüglich der Standsicherheit beurteilt werden können. Letzteres ist erst in jüngster Zeit durch Verbesserung von leistbaren Rechenkapazitäten möglich geworden. Die Salinen Austria AG verspricht sich dadurch deutliche Verbesserungen in der Lagerstättenausnutzung, die sich unmittelbar auf Bergbaukapazität und Nachhaltigkeit auswirken werden.