Die Nutzung von Kaligruben für die Hochdruckspeicherung gasförmiger Medien setzt den Nachweis der Standsicherheit und der Dichtheit über Jahrzehnte voraus. Die Differenz zwischen der minimalen Hauptspannung im sekundären Spannungsfeld und dem maximalen Speichergasdruck muß bei Salzgesteinen mindestens 0,5 MPa betragen, da die Permeabilität der die Lagerstätte abdichtenden Gesteinsschichten bei kleineren Druckdifferenzen exponentiell zunimmt. Die minimale Hauptspannung kann durch Frac-Messungen mit dem Medium Gas in-situ bestimmt werden. An zwei Beispielen wird gezeigt, daß sich im Senkungszentrum signifikante Entspannungen in den hangenden und liegenden Steinsalzschichten ergeben können. Ein geomechanisches Modell zur Berechnung des statischen, zeitabhängigen Systemverhaltens muß auf der Grundlage markscheiderischer Meßergebnisse angepaßt werden. In den Meßebenen Abbauhorizont und Tagesoberfläche ist die zeitliche Entwicklung von Senkungsbetrag, Senkungsgeschwindigkeit und Senkungsmulde nachzubilden. Die Ergebnisse eines solchen Berechnungsmodells (minimale Hauptspannung, Senkung und Pfeilerbelastung bei 30-jährigem Speicherbetrieb mit Gasdrücken zwischen 3 MPa und 10 MPa) werden beispielhaft dargestellt. Der Nachweis der dynamischen Stabilität muß das Versagen von Hohlraumkonturen und Tragelementen im Abbauhorizont sowie das Versagen von Diskontinuitäten, Schichtflächen und Störungszonen im umgebenden Gebirge berücksichtigen. Durch Berechnungen wird gezeigt, daß abgeworfene Hartsalzfelder eine hohe dynamische Stabilität besitzen. Bei ständiger Aufrechterhaltung eines Kissendrucks wird durch die Stützwirkung des Gases die Systemstabilität des Grubengebäudes erhöht, so daß ein Stabilitätsverlust während des Betriebszeitraumes ausgeschlossen werden kann.
Geomechanische Problemstellungen bei der Nachnutzung großvolumiger Kaligruben zur Hochdruckspeicherung von Gas
Geomechanical problems on using former potash mines as high pressure storage for gas
Erdöl-Erdgas-Kohle ; 111 , 6 ; 260-265
1995
6 Seiten, 10 Bilder, 7 Quellen
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