Mikroakustische Langzeit-Messungen im Grubengebäude Morsleben

Land / Region: Deutschland

Projektanfang: 01.01.1994

Projektende: 31.12.2026

Projektstand: 01.02.2024

Aufgabenstellung

Mikroakustische Messungen werden im Endlager Morsleben im Rahmen von geomechanischen Untersuchungen zur Integrität des Gebirges und zur Stabilität untertägiger Hohlräume durchgeführt. Durch die Erfassung von hochfrequenter seismischer Energie wird Mikrorissbildung direkt nachgewiesen und geortet. Die zeitnahe Auswertung der Ereignisse erlaubt einen Beitrag zur Arbeitssicherheit unter Tage. Statistische Analysen von Mikroriss-Clustern erlauben eine Identifikation von makroskopischen Rissbildungen.

Durchgeführte Arbeiten und Ergebnisse

Seit 1994 werden mikroakustische Dauermessungen im Zentralteil und Südfeld Bartensleben des Endlagers Morsleben in drei Gebirgsabschnitten mit einer räumlichen Erstreckung von jeweils etwa 100 m durchgeführt. Bis Stand Anfang 2024 sind insgesamt 220 Millionen mikroakustische Ereignisse detektiert und lokalisiert worden. Mikroakustischen Ereignisse belegen die Auflockerung des Steinsalzes im Bereich der Abbaue und lokale Rissbildungen an der Grenze von Steinsalz und Anhydrit sowie im Anhydrit. Die Ergebnisse der mikroakustischen Messungen werden im Zusammenhang mit Ergebnissen anderer geomechanischer Untersuchungsmethoden wie Modellberechnungen, Laboruntersuchungen und In-situ-Messungen von Deformationen und Spannungen interpretiert.

3D-Darstellung der registrierten mikroakustischen Ereignisse im Zentralteil Bartensleben des Endlagers Morsleben im Monat November 2023 Quelle: BGR

Klicken, um eine interaktive 3D-Darstellung der registrierten mikroakustischen Ereignisse im Zentralteil Bartensleben des Endlagers Morsleben im Monat November 2023 zu öffnen: Mikroakustische Langzeit-Messungen im Grubengebäude Morsleben (html, 13 MB)

Erkennbar sind streifenförmige Anordnungen von Mikrorissen kleinster Ereignisse in der Größenordung von mm bis cm im Firstbereich verfüllter Abbaue im Zentralteil Bartensleben des Endlagers Morsleben. Die mikroakustischen Ereignisse sind als Punkte dargestellt und gefärbt nach der Magnitude. Die blauen Vierecke zeigen die Positionen der Sonden der Messanlage 3, welche an der Ortung der Ereignisse im Zentralteil beteiligt sind. Die grauen Flächen zeigen das Grubengebäude an. Drehen der Darstellung erfolgt durch Gedrückthalten der linken Maus und mittels entsprechender Bewegung der Maus. Rotation erfolgt durch gedrückt halten von „STRG“-Taste und Bewegen der Maus. Laterale Bewegung erfolgt durch Gedrückthalten der „SHIFT“-Shift Taste und Bewegung der Maus. Zoomen erfolgt mit der mittleren Maustaste.

Die Verfüllung von Abbauen mit Salzbeton im Rahmen der bergbaulichen Gefahrenabwehr im Zentralteil Bartensleben von 2003 bis Anfang 2011 führte auf kurze Sicht zu zusätzlichen Gebirgsbeanspruchungen. Diese Beanspruchungen werden räumlich detailliert und in ihrer zeitlichen Entwicklung durch mikroakustische Messungen erfasst und charakterisiert. Nach Beginn der Verfüllung der einzelnen Abbaue stieg die Mikrorissaktivität in ihrem Umfeld stark an. Auch mehrere Monate nach Abschluss der Verfüllung nahm sie noch einmal zu. Diese Aktivitätserhöhung zeigt sich zum überwiegenden Teil in streifenförmigen Anordnungen von Mikrorissen im Bereich der Firsten und Stöße der Abbaue. Die Streifen traten jeweils etwa ein Jahr nach Abschluss der Verfüllung des Abbaus auf und blieben bis heute erhalten. Es wird davon ausgegangen, dass diese hohe Mikrorissakivität auf makroskopischen Rissflächen stattfindet und somit deren räumliche Lage und zeitliche Entwicklung charakterisiert. In Teilen des verfüllten Grubenteils wird seit mehreren Jahren eine allmähliche Abnahme der Mikrorissaktivität festgestellt.

Projektbeiträge: