Descanso del día

Pinge tras el robo de un antiguo túnel minero en Herbolzheim (Breisgau)
Erupción de la mina Elura en Australia

Un amanecer (también: Tagebruch , Tagbruch ) es un daño de montaña que se abre después de fracturas en el subsuelo hasta la superficie de la tierra (en el lenguaje de los mineros llamado " día " ). Allí, el daño a menudo es visible a través de grietas o embudos de colapso en forma de cráter (" pings ") . Apunte el día, por lo general se producen por el colapso de edad, no se rellenan las minas -S Stollen y - ejes y por lo tanto son particularmente comunes en la minería regiones.

Lo esencial

Day Breaks muy similar al provocado por procesos naturales en sus efectos sumideros . Esto se debe a que ambos eventos se basan en las mismas leyes geomecánicas. Sin embargo, los descansos del día no son causados ​​por caries naturales, sino por caries artificiales, como. B. en minería. Las áreas en las que han surgido o se han creado cavidades a poca profundidad están particularmente en riesgo de amanecer. Si hay capas superficiales sobre estas cavidades que no son permanentemente resistentes, la superficie de la superficie colapsará bajo ciertas condiciones. Esta ruptura de la superficie del día, el rompeolas, representa la fase final del proceso de ruptura conocido como proceso de alta ruptura .

Sin embargo, no todas las cavidades creadas por la minería conducen inevitablemente a un amanecer. Para que un proceso de fractura penetre de abajo hacia arriba, por un lado, la sobrecarga no tiene que ser lo suficientemente estable y, por otro lado, debe haber una cobertura insuficiente. Además, un proceso de rotura se detiene cuando se acumula suficiente material roto, lo que representa un nuevo soporte para la pared colgante que sobresale . Una expansión subterránea que ya no es viable también tiene un efecto desfavorable . Debido a la presión de las montañas , esta expansión colapsará con el tiempo.

En la minería cercana a la superficie, en la que la capa superficial de la explotación minera es inferior a 30 metros, el potencial de peligro existente es ilimitado. En la minería cercana a la superficie, la capa superficial es de al menos 30 metros. Estos trabajos mineros permanecen abiertos durante mucho tiempo debido a la capa de cobertura relativamente delgada y la baja presión resultante de la roca, por lo que el riesgo potencial permanece durante décadas. Todos los trabajos mineros con profundidades de más de 100 metros se denominan minería profunda . Aquí, los movimientos del suelo se pueden reconocer dentro de 5 a 10 años debido a la convergencia del trabajo de las minas en la superficie de la montaña a través del hundimiento .

Desarrollo de pausas diarias

Si un área del pozo que se ha vuelto inestable colapsa como resultado de la explotación de canteras o la intemperie, dicho colapso puede llegar hasta la superficie de la tierra con el tiempo. Esto puede conducir a hundimientos, que pueden verse en la superficie como depresiones, por ejemplo. Estos hundimientos son de hasta 15 m en el área del Ruhr y pueden provocar un pantano del paisaje, ya que el agua superficial ya no puede drenarse de forma natural. En casos extremos, la tierra y las masas rocosas se abren paso en la superficie y chocan contra las cavidades subterráneas. Entonces se forma un cráter profundo, el llamado pinge . Pueden producirse más descansos del día si los cierres de pozos de registro almacenados de forma inadecuada fallan y las masas de arriba caen en el pozo de registro todavía abierto.

El riesgo de pausas del día depende de los siguientes factores:

  • Profundidad de la cavidad
  • Volumen de la cavidad
  • La fuerza de la roca, en la que ascendió la cavidad fue
  • Espesor, resistencia y propiedades a la intemperie de las capas de sobrecarga
  • Hidrología
  • Factor de aflojamiento de la roca
  • Tectónica del subsuelo

Fuente:

Los descansos del día se encuentran principalmente en la parte sur del área del Ruhr, frente a donde se llevó a cabo la extracción de carbón cerca de la superficie de la tierra y faltaba una sobrecarga masiva sobre las vetas. Otro tipo de jornada de puertas abiertas muy peligroso es el colapso de un pozo arrojado que no se llenó lo suficiente después del final de la explotación minera .

Comportamiento de fractura

Dependiendo de la naturaleza de la sobrecarga, los descansos del día tienen dos comportamientos de ruptura diferentes. Por un lado, la ruptura puede ocurrir de forma espontánea, pero por otro lado, también puede ocurrir con retraso. En la mayoría de los casos, un amanecer se produce de forma espontánea, por lo que sale a la luz en tamaño completo en poco tiempo. Esto hace que el embudo de la hernia sea inmediatamente visible. En el caso de un amanecer retrasado, solo aparece un pequeño orificio de caída en la superficie de la tierra, de modo que todas las dimensiones del embudo de fractura no son visibles al principio. Solo después de algún tiempo la tierra suelta retrocede, de modo que el daño total se vuelve visible.

Area de accion

Un área de acción es un área en la superficie de la superficie que ha sido afectada adversamente en sus propiedades y funciones debido a la acción de la antigua minería cerca de la superficie. No se puede descartar un deterioro futuro en el área de impacto. Dentro del área de impacto, comenzando desde el eje del túnel hacia afuera, la superficie del día está en riesgo de hundimiento, colapso e incluso colapso. En la década de 1970, se comenzó a investigar y evaluar todos los eventos de daños conocidos hasta ese momento. Se desarrolló un método de cálculo para el tamaño del área de impacto a partir de los hallazgos de las evaluaciones de los eventos dañinos. Para el cálculo de las dimensiones del área afectada por la superficie ( EB ), el espesor de la sobrecarga sobre la ruta o piso del túnel ( ), el túnel o ancho o largo de la ruta ( ), la fuerza de la extensión de la ruta ( A ) y la profundidad de la línea de la roca ( ), también conocida como la profundidad relevante para la acción. La profundidad relevante para la acción se puede determinar con la ayuda de un nomograma elaborado por los Sres. Hollmann y Nürenberg. Para el cálculo se utiliza un ángulo crítico de 50 gon para la sobrecarga y el relleno y 70 gon para las montañas de carbono; también se tiene en cuenta en el cálculo una distancia de seguridad ( S ) de 1,5 metros alrededor del diámetro del eje ( ). El área de acción se calcula según la fórmula:

Si el ancho del túnel es tan grande o incluso menor que la altura del túnel en un túnel excavado en rocas y la capa de roca es al menos cuatro veces la altura del túnel, entonces el área de este túnel es estable en la superficie del día. .

peligros

Si el amanecer se produce con retraso, el riesgo de intrusión es muy alto, ya que las áreas alrededor del embudo de ruptura generalmente ya están aflojadas y hundidas cuando se exponen al estrés. Los mayores peligros de los descansos del día son que las áreas afectadas suelen colapsar repentinamente. Esto es particularmente peligroso para los humanos cuando el amanecer ocurre en áreas habitadas o utilizadas por humanos.

Seguridad

Para que una pausa en el día se evalúe y se persiga más, primero se debe descubrir, reconocer como una pausa en el día e informar sobre ella. Solo entonces se podrán iniciar nuevas medidas. Cuando amanece, la policía acordona la zona como primera medida de seguridad. Luego, a veces al mismo tiempo, se informa a la población del incidente. La zona de peligro suele estar custodiada por personal de seguridad hasta que se hayan completado las medidas de seguridad para prevenir el llamado turismo de desastres. Luego, un equipo de expertos examina la ruptura en la ruptura y el área circundante y evalúa el daño. Se analizan las áreas y se miden geodésicamente las cavidades. El estado de las estructuras de soporte y las cavidades existentes se examinan con respecto a la estabilidad y las áreas individuales se dividen en clases de peligro. Las otras medidas de seguridad se discuten e implementan.

Como medidas de seguridad, según los daños y las posibilidades locales, se introducen y rellenan con hormigón pilares de soporte de tela, los denominados pilares Bullflex o se rellenan completamente las cavidades con los denominados diques de rayos. Se pueden utilizar refuerzos geosintéticos para salvar los descansos del día . Al insertar a menudo varias capas de geosintéticos, se pueden evitar los peligros de los descansos del día incontrolados , especialmente en el área de las alcantarillas viejas . Estas actividades se monitorean con los llamados espías de campo para monitorear cualquier deformación persistente de los pilares residuales existentes . Estas sondas de medición se instalan en hendiduras y hendiduras y pueden registrar incluso los movimientos más pequeños de unas pocas milésimas de milímetro. Esto significa que se controlan otras actividades de movimiento en las montañas.

detección temprana

Se utilizan numerosas medidas para la detección temprana de los descansos del día. Por lo tanto, mediante los mapas antiguos de Markscheider y los trabajos del plan evaluaron al operador minero para obtener datos sobre las antiguas minas. Las llamadas proyecciones de depósitos de áreas en riesgo de colapso se crean a partir de los datos recopilados. Los resultados de estos cálculos se envían a las autoridades mineras responsables para su posterior evaluación técnica.

Los datos disponibles se utilizan para evaluar mejor los peligros existentes. Utilizando el análisis estadístico de las pausas del día que ya se han producido, se desarrollan modelos empíricos con los que se pueden evaluar mejor los eventos de las pausas. Con estas fórmulas empíricas se pueden determinar mejor variables como la probabilidad relativa de rotura en la superficie del día, el diámetro de la rotura del día, la distancia de la rotura y el tiempo de la rotura. Con base en los parámetros obtenidos de las mediciones evaluadas de los eventos antiguos y los datos, se configuran modelos analíticos. Estos enfoques de cálculo se pueden utilizar para una evaluación de riesgos orientada a la práctica. Esto permite determinar la probabilidad de que se produzca el amanecer y la magnitud de los daños que se esperan.

Ejemplos de

Algunos ejemplos de descansos diurnos conocidos:

  • En 1977, una entrada incontrolada de agua provocó el colapso de una mina de sal de roca en desuso en Wapno (Polonia). En el amanecer que duró hasta 1978, todo el centro de Wapno con 53 casas y una estación de tren se hundió . 1402 personas se quedaron sin hogar.
  • En 1992 se produjo un amanecer en las inmediaciones de un hospital de Renania, que fue tan grande que el hospital quedó completamente destruido. El hecho de que nadie resultó herido, uno es Steiger gracias a la cantera de pizarra. Había escuchado ruidos inusuales bajo tierra e inmediatamente informó a la oficina de orden público, que ordenó la evacuación del hospital.
  • El 17 de julio de 1998 en Lassing (Estiria) el colapso de una mina provocó una rotura de 50 m de ancho y 30 m de profundidad en el día en que se hundió una casa y se formó un lago . Fue el peor accidente minero en Austria en el período de posguerra. Once mineros tuvieron un accidente cuando se derrumbó el pozo, solo uno pudo ser rescatado después de nueve días. El pinge se completó unos dos años después del accidente.
  • En 2004, los descansos del día en Siegener Rosterberg se hicieron conocidos en todo el país con el nombre de " Siegener Loch ". Antiguas cavidades y túneles en la mina Hohe Grethe se derrumbaron y resultaron en descansos de cuatro días. El trabajo de aseguramiento duró aproximadamente un año, se bombearon 22.000 toneladas de material a la montaña.
  • Otro amanecer se notó en febrero de 2008 en un viñedo cerca de Herbolzheim (Breisgau). Aquí, un túnel de una antigua mina de mineral se había abierto paso hasta la superficie. Debido a la imponderabilidad y al riesgo de más robos, una gran área alrededor de la rotura fue acordonada permanentemente.
  • Un ejemplo de una fracción de días causada por subrosión o agravada es en el vertedero Zepzig ocurrió al amanecer. Aquí los pozos de una antigua mina de potasa (Friedenshall / Solvayhall) se lixivian aún más por el agua subterránea.

enlaces web

Commons : Daybreak  : colección de imágenes, videos y archivos de audio

Evidencia individual

  1. ↑ a b c d e f Barbara Juza: Exploración y estabilización de cavidades cercanas al día en la antigua mina de yeso en Hochleiten. Tesis de Diploma en la Cátedra de Ciencias Mineras, Tecnología Minera y Gestión Minera de la Montanuniversität Leoben; Leoben 2008, págs. 35-45.
  2. ↑ a b c d e Gunter Gernot Gschwandtner: Investigaciones mecánicas de rocas de edificios mineros complejos utilizando el ejemplo de una mina de yeso abandonada. Disertación en la Cátedra de Ingeniería del Subsuelo de la Montanuniversität Leoben, Leoben 2013, p. 9, 137-141.
  3. ↑ Bergstadt Schneeberg: Der Tagbruch ( Memento del 2 de abril de 2016 en Internet Archive ) (consultado por última vez el 8 de octubre de 2012).
  4. ↑ a b c d e Steffen Päßler: Acerca de la probabilidad de interrupciones del día y la evaluación de riesgos utilizando el ejemplo de tuberías en la ingeniería civil de lignito en el centro de Alemania. Tesis de habilitación aceptada en la Facultad de Geociencias, Geotecnia y Minería de la Universidad Técnica Bergakademie Freiberg, Freiberg 2014, págs. 7–13.
  5. ↑ a b A.H. Goldreich: Los movimientos del suelo en el campo de carbón y su influencia en la superficie del día. Publicado por Julius Springer, Berlín 1926.
  6. ↑ a b c d e Helmut Prinz, Roland Strauss: Ingeniería en geología . Quinta edición editada y ampliada, Spektrum akademischer Verlag, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2472-3 , págs. 454–458.
  7. ↑ a b Michael Clostermann: Relevancia del impacto de la minería antigua, dimensionamiento de las áreas de impacto y peligro e influencia de los niveles de agua de la mina. Opinión de expertos en nombre del Departamento de Minería y Energía del Gobierno del Distrito de Arnsberg en Renania del Norte-Westfalia, Proyecto núm. 16-124, Dortmund 2020, págs. 32–39.
  8. ↑ Mark Mainz: Modelos geotécnicos para la evaluación de áreas de peligro de las antiguas áreas mineras y de protección de pozos en la zona minera de carbón de Aquisgrán. Disertación aprobada en la Facultad de Georrecursos y Tecnología de Materiales de Rheinisch - Westfälische Technische Hochschule Aachen, Aachen 2007, págs. 40–53, 85–90.
  9. ↑ a b c Helmut Kratzsch: Bergschadenkunde. Springer Verlag, Berlín / Heidelberg / Nueva York 1974, págs. 49–52, 434, 435.
  10. ^ G. Meier: sumideros y descansos del día: posibilidades de modelado numérico. En línea (consultado por última vez el 8 de octubre de 2012; PDF; 1,4 MB).
  11. ↑ Günter Meier: Para determinar áreas de influencia causadas por la antigua minería . En: 9º Altbergbau-Kolloquium . Leoben 2009, VGE Verlag GmbH, Essen 2009.
  12. ↑ Nota práctica: ¿Es seguro el subsuelo? - La antigua situación minera en Renania del Norte-Westfalia ( Memento del 25 de mayo de 2010 en Internet Archive ) (consultado el 8 de octubre de 2012; PDF; 244 kB)
  13. ^ Helmut Kratzsch: Bergschadenkunde. Quinta edición actualizada y revisada, Papierflieger Verlag GmbH, Clausthal-Zellerfeld 2008, ISBN 3-00-001661-9 .
  14. ↑ Fenk, J., Una teoría sobre el origen de los descansos del día sobre cavidades en las montañas Locker, Disertación B, Freiberg 1979.
  15. ↑ Fritz Heise, Fritz Herbst: Libro de texto de ciencia minera con especial consideración de la minería del carbón. Primer volumen, publicado por Julius Springer, Berlín 1908.
  16. ↑ a b Michael Clostermann: Planificación antigua de minería y uso de la tierra: ¿lidiar con los legados en el pasado, hoy, mañana ? Día de la geocinemática de Freiberg 2009.
  17. ↑ a b Peligros de las reliquias de la antigua minería (ingeniería civil) . En línea (consultado por última vez el 8 de octubre de 2012; PDF; 20 kB).
  18. ↑ Günter Meier: Recomendación "Investigación geotécnica y de separación de minas de minería antigua" . En línea (consultado el 15 de enero de 2021; PDF; 178 kB).
  19. ^ A b c Edward Popiołek, Zygmunt Niedojadło: La aplicación de métodos geofísicos en la solución de viejos problemas mineros. En línea ( Memento del 29 de diciembre de 2010 en Internet Archive ) (consultado por última vez el 8 de octubre de 2012; PDF; 441 kB).
  20. ↑ H. Richard Schulz: Subrosión, sumideros y amanecer: posibles usos de la gravimetría en el karst y la minería antigua. En: Mensajes de la Sociedad Geofísica Alemana eV, Coloquio DGG. Deutsche Geophysikalische Gesellschaft eV (Ed.), Volumen especial I / 2015, ISSN 0947-1944, Hannover 2015, págs.63, 64.
  21. ↑ a b Claas Heitz: Bóvedas de piso bajo cargas estáticas y no estáticas, teniendo en cuenta el refuerzo de geomallas. En: Serie de publicaciones geotécnicas. D.-G. Kempfert (Ed.) Instituto de Geotecnia y Geohidráulica de la Universidad de Kassel, Número 19, Kassel 2006, ISBN 978-3-89958-250-5 , págs. 2, 10, 11.
  22. ↑ Ekaterina Scherbina: Posibles usos de las geomallas en minería y post-minería. En: Georesources, revista comercial de recursos, minería, geotecnia, túneles y equipos. Portal de GeoResources Manfred König (Ed.), Volumen 5, No. 01/2019, Gelsenkirchen 2019, ISSN 2364-8414, págs. 13, 14.
  23. ↑ a b Volker Spreckels, Andreas Schlienkamp, ​​Ansgar Greiwe, Lars Eberhardt: Idoneidad de ALS, Aero- y UAS - fotometría para la detección temprana y el registro de pausas diarias. En: 36º Encuentro Científico - Técnico Anual de la DGPF. Publicación de la Sociedad Alemana de Fotogrametría, Percepción Remota y Geoinformación eV Thomas P. Kersten (Ed.), Volumen 25, ISSN 0942-2870, Berna 2016, págs. 97, 98, 111.
  24. ^ Wismut GmbH (Ed.): Informe medioambiental 2010 . Chemnitz 2010, págs. 10-17.
  25. ↑ Oficina Estatal de Geociencias y Recursos Naturales de Brandeburgo (Ed.): Balance de desempeño 2002. Kleinmachnow 2003.
  26. ^ A b Bernhard Schrott: El sistema de información minera (BIS) de las autoridades mineras del estado de Renania del Norte-Westfalia. En: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Instituto de Geología, B. Merkel, H. Schaeben, Ch. Wolkersdorfer, A. Hasche-Berger (Eds.), Comunicación científica, No. 31, Tecnologías de tratamiento para aguas influenciadas por la minería GIS - Geocientífico Aplicaciones y desarrollos, volumen de actas de los talleres del Instituto Geológico de la TU Bergakademie Freiberg, 22 + 23 de junio de 2006, ISSN 1433-1284, págs. 234–237.
  27. ^ A b Günter Meier: documentación geotécnica y minera para medidas de seguridad y reparación en minería antigua. En línea (consultado el 15 de enero de 2021; PDF; 2,9 MB).
  28. ↑ Dieter D. Genske: Conceptos básicos y aplicación de la geología de ingeniería. Springer Verlag, Berlín Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-25756-1 .
  29. ↑ diepresse.com: Hace diez años la tierra se abrió en Lassing ( Memento del 30 de agosto de 2010 en Internet Archive ).
  30. ↑ Like a Swiss Cheese: Mountain Damage in South Westphalia Siegerland ( Memento del 29 de junio de 2007 en Internet Archive ) (consultado el 8 de octubre de 2012) (consultado por última vez el 8 de octubre de 2012)
  31. ^ Los pozos de sal de roca y potasa en Alemania. 6.31 FRIEDENSHALL (SOLVAYHALL) (consultado por última vez el 15 de enero de 2021).

Observaciones

  1. ↑ El término estabilidad describe la capacidad de los estratos rocosos de permanecer en pie alrededor de una cavidad subterránea sin apoyo durante un cierto período de tiempo sin ser destruidos. (Fuente: Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. )
  2. ↑ Según una clasificación más reciente, la extracción se considera cercana al día si la sobrecarga es menor o igual al espesor total de 15 veces. (Fuente: Barbara Juza: Exploración y estabilización de cavidades cercanas al día en la antigua mina de yeso Hochleiten ) .
  3. ↑ De acuerdo con una clasificación más reciente, se considera que la minería está cerca de la superficie si la sobrecarga es menor o igual al espesor total de 60 veces. (Fuente: Barbara Juza: Exploración y estabilización de cavidades cercanas al día en la antigua mina de yeso Hochleiten ) .
  4. ↑ En el caso de la minería antigua, se habla de minería antigua profunda cuando el rango de profundidad es de al menos 50 metros +/- 10 metros. (Fuente: Gunter Gernot Gschwandtner: Investigaciones mecánicas de rocas de estructuras mineras complejas utilizando el ejemplo de una mina de yeso abandonada ) .