In-situ-Messungen

Oberflächenpacker zur Ermittlung der Durchlässigkeit in einem gefrästen Stollen im Granit Quelle: BGR

In-situ-Untersuchungen und Überwachungsmessungen sind wesentliche Bestandteile einer Standorterkundung und gehen in die Beweissicherung für den Betrieb eines Endlagerbergwerkes mit ein. Bei der Entsorgung von Abfällen in tiefen geologischen Formationen soll die Einlagerung der Schadstoffe in untertägigen Hohlräumen, in Strecken, Kammern oder Bohrlöchern vorgenommen werden. Diese Hohlräume werden zum Teil im Sprengverfahren, mit Teilschnittmaschinen oder im Vollschnittverfahren aufgefahren. Durch die Auffahrung der Grubenräume werden Spannungsumlagerungen hervorgerufen, die zu Gebirgsverformungen führen. Mit den Spannungsumlagerungen und Verformungen sind auch Änderungen der hydraulischen Gebirgseigenschaften verbunden. Diese Gebirgsreaktionen sind abhängig von den Eigenschaften der im Einflussbereich der Grubenräume anstehenden Gesteinsschichten, von Größe und Richtung der Gebirgsspannungen, von den Abmessungen der Grubenräume sowie von den Auffahrmethoden und der Wirkung von Ausbaumitteln bzw. Versatz. Für die Charakterisierung des Gebirges sowie zur Identifikation und Bewertung einer potentiellen Ausbreitung von Schadstoffen in Auflockerungszonen, die aus der Auffahrung resultieren, setzt die BGR unterschiedliche, zum Teil selbst entwickelte In-situ-Messmethoden ein:

• Felsmechanische und felshydraulische In-situ-Messungen

• In-situ-Geophysik:

  • Georadar zur Standorterkundung
  • Seismische und Ultraschall In-situ-Messungen
  • Geoelektrische In-situ-Messungen
  • Temperaturmessungen in Bohrungen
  • Neuartige Kombination von Geoelektrik (ERT)- und Miniseismik-Messungen

Auf Grundlage der in situ ermittelten Messdaten werden Gebirgsparameter bestimmt, die in numerischen Modellen zur Sicherheitsbewertung eines potentiellen Endlagerbergwerkes Eingang finden. Ergänzend werden die In-situ-Messdaten für die Validierung der numerischen Berechnungsergebnisse herangezogen. Die Ermittlung von Spannungsänderungen und Gebirgsverformungen ist damit ein wesentlicher Bestandteil zur Überwachung von Grubenbauen und den Nachweis der Sicherheit von Endlagerbergwerken. Aber auch für die Überwachung und standsicherheitliche Bewertung anderer untertägiger Anlagen werden diese Messmethoden eingesetzt.

Maßgebend für alle diese Arbeiten sind der Stand von Wissenschaft und Technik, aber auch die Entwicklung von Untersuchungs- und Messmethoden und der zugehörigen Messgeräten wird von der BGR vorangetrieben.