Entwässerungslösungen für unterirdische Kohlebergwerke unter Tage

Eine der traditionellen Herausforderungen, mit denen viele Untertagebergwerke der Vietnam National Coal and Mineral Industries Group (TKV) konfrontiert sind, ist die Organisation einer sicheren Produktion im Tagebau. Insbesondere müssen viele Bergwerke technische Maßnahmen ergreifen, um das Eindringen von Wasser aus alten Tagebauen in die Untertagebergwerke zu kontrollieren und zu bewältigen und so die Sicherheit insbesondere während der Regen- und Sturmsaison zu gewährleisten.

Flöz 11 des Tagebaus der Nui Beo Coal Joint Stock Company ist ein Gebiet, dessen Ausbeutung eingestellt wurde und das gemäß dem Projekt zur Schließung der Kohleminen der Flöze 11, 13 und 14 – Nui Beo-Mine in den Bezirken Ha Tu, Ha Trung und Ha Phong, Stadt Ha Long, Provinz Quang Ninh – saniert wird. Zuvor lag der tiefste Wasserstand dieses Flözes bei -135 m über dem Meeresspiegel, aktuell liegt er bei etwa -94 m. Es wird angenommen, dass die Wassermenge im Flöz die darunter entstehende unterirdische Produktionsstätte beeinträchtigen könnte.

Der Tagebaustandort von Flöz 11, Nui Beo Coal Joint Stock Company – Vinacomin, wird saniert und das Risiko des Eindringens von Wasser in den darunter liegenden unterirdischen Produktionsbereich kontrolliert.

Gemäß dem genehmigten Minenschließungsplan werden die Ha Tu Coal Joint Stock Company und die Nui Beo Coal Joint Stock Company ab 2023 gemeinsam einen Plan zur Verfüllung von Flöz 11 umsetzen. Es wird erwartet, dass Flöz 11 bis 2028 verfüllt und Bäume zur Wiederherstellung der Umwelt gepflanzt werden. Während der Wartezeit auf die Wiederherstellung dieses Gebiets hat Nui Beo Coal proaktiv Maßnahmen ergriffen, um das Eindringen von Flözwasser in das Gebiet, in dem der Untertagekohleabbau stattfindet, zu überwachen und zu kontrollieren.

Herr Nguyen Danh Hai, stellvertretender Leiter der Abteilung Geodäsie und Geologie der Nui Beo Coal Joint Stock Company – Vinacomin, sagte: „Wir führen wöchentlich vier hydrologische Überwachungsbohrungen durch und führen regelmäßige Bohrungen durch. An stürmischen Tagen erhöhen wir die Anzahl der Überwachungsbohrungen auf alle zwei Tage, um das Verhältnis zwischen Oberflächen- und Grundwasser zu beurteilen. Gleichzeitig verfolgen wir einen Plan zur strengen Kontrolle und Minimierung der Wassermenge, die in das unterirdische Bergbaugebiet eindringt.“

Angesichts der im alten Tagebau verbleibenden Wassermenge setzte Nui Beo Coal ein Pumpsystem mit einer Kapazität von ^{630 m³} /h ein, um das Oberflächenwasser abzupumpen und zu behandeln und so das Eindringen in die darunterliegenden Tunnel zu begrenzen. Darüber hinaus überwachte Nui Beo Coal die gesamte Geländeoberfläche, identifizierte und bewertete das Riss- und Setzungsrisiko und schlug Maßnahmen zur Einebnung und Verdichtung des Geländes vor, um das Risiko von Wassereintritt zu verringern. Für das Gelände oberhalb des natürlichen Entwässerungsniveaus errichtete das Unternehmen Entwässerungsbänder, um das Wasser zu verteilen und dessen Eindringen in den Tagebau zu verhindern.

Laut Herrn Pham Quoc Toan, stellvertretender Leiter der Abteilung für Technik und Bergbautechnologie bei TKV: „Abraumgestein mit lockerer Struktur weist große Poren auf, sodass der Boden von Tagebaugruben bzw. mit Abraumgestein gefüllte Tagebaugruben Orte mit der Fähigkeit zur Wasserspeicherung sind und bei der Ausbeutung von Untertagebergwerken als Wasserspeicherobjekte betrachtet werden können.“

Der Tagebau-Kohlebergbau der Khe Sim Company (Dong Bac Corporation) befindet sich oberhalb des unterirdischen Kohleproduktionsgebiets Lo Tri der Thong Nhat Coal Company – TKV.

Andererseits wird sich beim Abbau im Tagebau unter Verwendung der Totalbrandtechnologie das Gleichgewicht der ursprünglichen Gesteinsmasse verändern und es entstehen chaotische Einsturzbereiche, Bereiche mit Rissbildung, Absackbereiche usw. Der Prozess des Kohleabbaus mit Totalbrand führt außerdem zu einer erhöhten Durchlässigkeit der Trennschicht zwischen Tagebau und Untertagebau, was die Sicherheit im Produktionsbereich des Untertagebaus gefährdet.

Um dieses Risiko zu begrenzen, wurden in Untertagebergwerken, die im Tagebau produzieren, vorgezogene Explorationsbohrungen und Bohrungen zur Wassergewinnung durchgeführt. Hinzu kamen zusätzliche Maßnahmen wie das Vorschieben der Abbaufront, das Anbringen von Bewehrungsstäben oder Sprengungen, um die Abbaufront in Teilen vorzuschieben.

„In den Tagebaugebieten hat die Nui Beo Coal Joint Stock Company vor Beginn der Ausbeutung Probebohrungen und Grundwasserüberwachungen durchgeführt und diese während des Ausbeutungsprozesses kontinuierlich aufrechterhalten. Gemäß dem technischen Plan muss die Mindestbohrungslänge durch den alten Grubenboden verlaufen, der eingeebnet wurde, um die Sicherheit des Untertagebaus zu gewährleisten“, sagte Herr Nguyen Van Dinh, Leiter der Abteilung Technik – Bergbautechnologie bei der Nui Beo Coal Joint Stock Company – Vinacomin.

Untertagebergwerke müssen verstärkt überwacht und wasserhaltige Objekte identifiziert werden, um Maßnahmen zu ihrer Beseitigung zu ergreifen und die Produktionssicherheit zu gewährleisten.

Im Grunde handelt es sich dabei auch um Techniken, die viele Untertagebergwerke anwenden, um die Sicherheit beim Kohleabbau im Tagebau mit dem Totalbrandverfahren zu gewährleisten. TKV wird künftig neue technische Methoden und Technologien erforschen und anwenden sowie fortschrittliche Materialien und Geräte einsetzen, um die Auswirkungen auf die Wasserbarriere zwischen Tagebau und Untertagebergwerk zu begrenzen.

Darüber hinaus untersucht der Konzern geeignete Entsorgungsmöglichkeiten für Tagebaue, um die Möglichkeit einer Wasseransammlung in der Deponie zu minimieren und ein Eindringen von Wasser am Deponieboden zu verhindern. Geeignete Entsorgungsmöglichkeiten tragen zudem dazu bei, die direkt in die Deponie eintretende Wassermenge zu minimieren und die Deponie zu entwässern. Dadurch wird ein Eindringen von Wasser in die Mine verhindert und die Produktionssicherheit gewährleistet.

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