Strömungs- und Transportmodell, Langzeitsicherheit ... - PTKA - KIT

COLENCO-MEMO 1764/04 GRS-NOTIZ 550800-02 3 (8)
18.02.2010
Dr. Krupp unterstellt im Sondervotum, dass die Gasbildung im Verhältnis 1:1 die
Auspressung von Lösung bewirkt, d.h. dass die von ihm berechnete Gasbildung von
5200 m 3 /a bei 5 MPa zu einer volumenmäßig gleichen Lösungsauspressung während
der gesamten Dauer der Gasbildung führt.
Der von Dr. Krupp genannte Prozess der gasgetriebenen Lösungsauspressung wurde in den Modellrechnungen
im Auftrag von HMGU berücksichtigt. Er wirkt allerdings nur bis zum Beginn
des Gasaustritts aus der Grube in das Deckgebirge. Dies und die maßgebenden Ursachen dafür
sind in [GRS&COL 2006b] genannt. Sobald der Gasaustritt aus der Grube einsetzt, endet das
Anwachsen der gespeicherten Gasvolumina in der Grube und damit das Verdrängen von Lösung.
Damit endet auch das gasgetriebene Auspressen von Lösung aus der Grube. Je größer die Rate
der Gasbildung, desto früher setzt die Gasfreisetzung aus der Grube ein und endet die gasgetriebene
Lösungsauspressung aus der Grube. Nach den Modellrechnungen im Auftrag von HMGU
setzt die Gasfreisetzung in das Deckgebirge je nach Szenario für die Gasbildung und das Gasspeichervolumen
in der Grube nach einigen bis mehreren Hundert Jahren ein. Nach dem Ende
der gasgetriebenen Lösungsauspressung bewirkt nur noch die Konvergenz der Grubenbaue eine
Lösungsauspressung.
In der Modellierungsstudie setzt Dr. Krupp ohne weitere Begründung eine zeitlich
anhaltende Lösungsauspressrate von 10 000 m 3 /a an.
Es ist zu vermuten, dass dieser Ansatz durch Verdoppelung der von Dr. Krupp berechneten Lösungsverdrängung
durch Gasbildung/-speicherung entstanden ist. Die Analysen im Auftrag von
HMGU beinhalteten neben detaillierten Abklärungen zur Gasbildung durch ISTec auch umfangreiche
Untersuchungen zur Konvergenz der Grubenbaue in der Phase nach Stilllegung der Grube.
Diese wurden von IfG (Leipzig) durchgeführt, stützen sich auf die in der Schachtanlage vorgenommenen
gebirgsmechanischen Messungen und umfassen sowohl numerische 2D- als auch
3D-Modellrechungen. Eine zusammenfassende Darlegung dieser Modellrechnungen enthält Kapitel
6.5 von [GRS&COL 2006b]. Die Modellrechnungen berücksichtigen unter anderem, dass
ein hoher hydraulischer Widerstand des Deckgebirges bei Lösungsauspressung zu einem hohen
Lösungsdruck im Grubengebäude führt, der mäßigend auf die Konvergenz der Grubenbaue wirkt
(negative Rückkopplung). Dies ist ein Effekt, der im Modell von Dr. Krupp nicht berücksichtigt
wird (siehe Anmerkung in Kapitel 2.3).
Nach den Modellrechnungen im Auftrag von HMGU bewirken die Lösungsverdrängung durch
Gasspeicherung und jene durch Konvergenz der Grubenbaue zusammen eine Lösungsauspressrate
aus der Grube in das Deckgebirge von
o rund 1000 m 3 /a während einigen Jahrzehnten,
o rund 400 m 3 /a während einigen Jahrhunderten und
o rund 100 m 3 /a während einigen Jahrtausend.
Der mögliche Unterschied in der Lösungsauspressrate aus der Grube nach einer Stilllegung gemäß
dem HMGU-Konzept und einer Stilllegung nach dem Konzept Vollverfüllung wurde in
P:\1764_ge\Technische Unterlagen\ME1764_04_Stell_Modell_Krupp_R1a.doc