K+S KALI GmbH Abbauvorhaben von K+S im Bereich des Ortsteils Lautenhausen Wahrnehmung von Sprengungen, Senkungen an der Tagesoberfläche 2.11.2015, Lautenhausen Dr. Tonn, K+S KALI GmbH K+S Gruppe
DIN 4150 Erschütterungen im Bauwesen Normatives Instrument zur Überwachung von Sprengungen im Bergbau Deutsche Norm DIN 4150 Erschütterungen im Bauwesen Teil 1: Vorermittlung von Schwingungsgrößen Teil 2: Einwirkung auf Menschen in Gebäuden Teil 3: Einwirkung auf bauliche Anlagen K+S Gruppe 1
Grundlagen zur Immission Anregungen aus Einzelereignissen (Sprengungen) Einzelereignisse sind Ereignisse die zeitlich und räumlich so voneinander getrennt sind, dass die Wirkungen zweier aufeinander folgender Ereignisse nicht mehr zusammentreffen können. Die Stärke der Erschütterungen und der Einwirkungsbereich werden vor allem durch die Größe der Lademenge (pro Zündzeitstufe) und die Art der Sprengung bestimmt. Erschütterungen aus Einzelereignissen führen in der Regel nicht zu ausgeprägten Resonanzen von Gebäuden oder Bauteilen. (Bei der Kürze der Andauer von Sprengerschütterungen kann Resonanz nicht erreicht werden, weil der Einschwingvorgang bereits in der Anfangsphase abgebrochen wird) K+S Gruppe 2
DIN 4150, Teil 1 DIN 4150, Teil 1 - Vorermittlung von Schwingungsgrößen Die Norm enthält Angaben für die Vorermittlung von Erschütterungen und beschreibt Verfahren mit Hinweisen, auf deren Grundlage die Werte von Erschütterungsgrößen vorermittelt werden können. Mit diesen Werten kann eine Beurteilung der Erschütterungseinwirkungen nach DIN 4150, Teil 2 und DIN 4150, Teil 3 erfolgen. K+S Gruppe 3
DIN 4150, Teil 1 Schwinggeschwindigkeit [mm/s] Schwinggeschwindigkeit in verschiedenen Entfernungen bei einer Ladungsmenge von 50 kg Sprengstoff (Andex) 10000 1000 100 10 1 0,5 mm/s 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Entfernung vom Sprengort [m] K+S Gruppe 4
DIN 4150, Teil 2 DIN 4150, Teil 2 - Einwirkung auf Menschen in Gebäuden Der Zweck der Norm ist die angemessene Berücksichtigung des Erschütterungsschutzes im Immissionsschutz. Es werden Anforderungen und Anhaltswerte genannt, bei deren Einhaltung erwartet werden kann, dass in der Regel erhebliche Belästigungen von Menschen durch Erschütterungen in Wohnungen und vergleichbar genutzten Räumen vermieden werden! K+S Gruppe 5
DIN 4150, Teil 2 Wahrnehmung der Erschütterungen durch den Menschen bereits ab Schwinggeschwindigkeiten von 0,1 mm/s K+S Gruppe 6
DIN 4150, Teil 2 Belästigung von Personen in Gebäuden Zum Schutz vor erheblichen Belästigungen von Personen in Gebäuden (Wohnungen oder vergleichbar genutzten Räumen), werden die einwirkenden Sprengerschütterungen ermittelt und beurteilt. Messort KB-Wert: z.b. Wohnzimmer, Deckenmitte K+S Gruppe 7
DIN 4150, Teil 2 Anhaltswerte Der KB Fmax Wert wird anhand von Erschütterungsmessungen im Wohngebäude - am Ort der stärksten Einwirkung - gemessen und berechnet. Der KB Fmax darf tags in reinen Wohnbereichen 3, in Mischgebieten 5 betragen. Der KB Fmax darf nachts in reinen Wohnbereichen 0.2, in Mischgebieten 0.3 betragen. K+S Gruppe 8
DIN 4150, Teil 3 DIN 4150, Teil 3 - Einwirkung auf bauliche Anlagen Die Norm beschreibt ein Ermittlungs- und Beurteilungsverfahren für Erschütterungseinwirkungen auf bauliche Anlagen. Bei Einhaltung der dort aufgeführten Anhaltswerte treten in der Regel Schäden im Sinne einer Verminderung des Gebrauchswertes von Bauwerken nicht ein. Definition Anhaltswert: Ein aus Erfahrung festgelegter Wert, bei dessen Einhaltung ein Schaden nicht eintritt. K+S Gruppe 9
DIN 4150, Teil 3 Tabelle: DIN 4150, Teil 3 "Einwirkung auf bauliche Anlagen" K+S Gruppe 10
DIN 4150, Teil 3 Messort: Fundament im Gebäude K+S Gruppe 11
Schwingungsmessungen mobile Messtechnik K+S Gruppe 12
Beispiel einer Schwingungsmessung 2 Sekunden K+S Gruppe 13
Schwinggeschwindigkeit [mm/s] K+S KALI GmbH Werk Werra Vergleich der Messwerte mit der DIN 4150-3 25 DIN 4150-3 Bezug der Messwerte zu den Anhaltswerten für Wohn- und besonders erhaltenswerte Gebäude 20 15 10 5 Wohngebäude besonders erhaltenswerte Gebäude Messung Vorausberechnung 0 0 20 40 60 80 100 120 Frequenz [Hz] K+S Gruppe 14
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess Im Bereich Sprengwesen wird ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess durchgeführt. Dies betrifft: - Prüfung der Möglichkeit zur Reduzierung der Immissionen - Überprüfung der Sprengarbeiten - Überarbeitung der Sprengparameter - Festlegung von Maßnahmen, wie Datenauswertung und evtl. Änderung der Parameter - Einbeziehen der Nachbarschaft durch Feststellen der gefühlten Einwirkung - Möglichkeit der Benachrichtigung über ein eingerichtetes Nachbarschaftstelefon Tel.-Nr. 0800/9377210 K+S Gruppe 15
Senkungsmessungen über Tage Veranlassung: Verformungseigenschaften des Salzes Konvergenz der untertägigen Grubenbaue Ziel der Senkungsmessungen: Nachweis der Senkungsbeträge über Tage Überwachung der Abbaudimensionierung Dokumentation gegenüber der Behörde Messungsdurchführung: geometrisches Feinnivellement Messzyklus = 5 Jahre, letzte Messung in 2014 K+S Gruppe 16
Senkungsmessungen über Tage 27 km Höhennetz in Zahlen WI 2.644 Messpunkte 3.890 Teilstücke Bad Hersfeld Lautenhausen WI 1.500 km Messwege HA UB MK Bad Salzungen 35 km K+S Gruppe 17
Senkungsmessungen über Tage K+S Gruppe 18
Senkungsmessungen über Tage K+S Gruppe 19
Senkungsmessungen über Tage K+S Gruppe 20
Senkungsmessungen über Tage K+S Gruppe 21
Senkungsmessungen über Tage K+S Gruppe 22
Senkungsmessungen über Tage Ergebnisse der Senkungsmessungen: Nachweis einer großflächigen Senkungsmulde mit sehr flachen Rändern Geringe Senkungsbeträge Harmonischer Senkungsverlauf mit abnehmenden Beträgen Gewährleistung der Bergbausicherheit: Gemeinsame Auswertung und Dokumentation der übertägigen Senkungsmessungen, der untertägigen Messungen im Abbauhorizont sowie der seismischen Beobachtungen Nachweis der Zulässigkeit der eingesetzten Abbauverfahren K+S Gruppe 23