GEOVIA SURPAC

Der Einsatz von moderner Bergbauplanungssoftware gehört heute zu den Grundvoraussetzungen für die adäquate und kundenorientierten Durchführung einer Bergbauplanung. FUMINCO verwendet für die Abbauplanung GEOVIA SURPAC, allerdings können auch Daten anderer Software, wie DataMine Studio, eingelesen und bearbeitet werden. GEOVIA SURPAC ist ein umfassendes CAD-System zur Planung und Projektierung von Tagebau- und Tiefbauunternehmungen, das die Arbeiten in jeder Planungsphase unterstützt.

Im Rahmen der Erstellung eines geologischen Modells müssen in einem ersten Schritt umfangreiche geologische Daten erfasst und aufbereitet werden. Zusätzlich wird auch eine erste Plausibilitätsprüfung durchgeführt. Detaillierte Informationen über die zu erkundende Lagerstätte werden in der Regel über Explorationsbohrungen gewonnen. Diese Bohrlochdaten werden über Datenbankfunktionen in GEOVIA SURPAC eingebunden. Die softwareeigene Bohrlochdatenbank kann Informationen zum Verlauf der Bohrungen und zur erbohrten Geologie verarbeiten. Der nächste Schritt bei der Lagerstättenmodellierung ist die Erstellung geologischer Schnittprofile sowie 3-D-Hangend- und 3-D-Liegendschichten für jeden Materialhorizont.

Um den Lagerstättenkörper detailliert abbilden zu können, wird auf Grundlage der Bohrlochdatenbank und der 3-D-Schichtdaten ein sogenanntes Blockmodell erstellt. Der große Vorteil von Blockmodellen liegt darin, dass der Lagerstättenkörper in geometrische Untereinheiten gegliedert wird. Diese Untergliederung ermöglicht unter anderem ein Zuschneiden oder Abgrenzen des Lagerstättenvolumens innerhalb verschiedener Planungsstände und damit eine genaue Volumenermittlung für jeden Abbaustand.

Der letzte Schritt bei der Entwicklung eines geologischen Blockmodells ist die Implementierung der geologischen, hydrologischen, chemischen und physikalischen Daten aus der Bohrlochdatenbank unter Verwendung geostatistischer Methoden in die entsprechenden Blöcke. Geostatistische Methoden sind zum Beispiel „inverse distance“ oder „nearest neighbour“. Die Implementierung erfolgt in Form von sogenannten frei definierbaren Blockattributen. Es können pro Block bis zu 256 Attribute gespeichert werden. Dabei konzentrieren sich die Arbeiten vor allem auf das Wertmaterial. Für eine Kohlelagerstätte sind zum Beispiel die folgenden Werte für die Tagebau- und Kraftwerksplanung wichtig:

• Wassergehalt
• Brenn- und Heizwert
• Aschegehalt
• Schwefelgehalt
• Dichte

Der Abschluss der geologischen Projektarbeit ist neben einer umfassenden Dokumentation auch die Darstellung der Lagerstättenparameter anhand von sogenannten Themenkarten beziehungsweise geologischen Schnitten. Die Themenkarten dienen zum einen der Qualitätskontrolle und zum andern als Grundlage für den nächsten Planungsprozess. Folgende Karten werden zum Beispiel für eine Kohlelagerstätte benötigt:

• Abraum : Kohle-Verhältnis
• Qualitätskarten (zum Beispiel Schwefelgehalt) für jedes Kohleflöz
• Mächtigkeitskarten (Einzel- und Gesamtmächtigkeit)

Das 3-D-Blockmodell bildet die Grundlage aller weiteren Planungsprozesse. Der Prozess der Bergbauplanung beginnt mit der Erfassung aller zur Verfügung stehenden und relevanten Parameter, wie zum Beispiel die vom Kunden geplante Jahresfördermenge oder die einzuhaltenden Böschungsneigungen. Im Rahmen der bergbaulichen Bearbeitung der Lagerstätte wird anschließend die Tagebauendstellung, der sogenannte „Final Pit“, entwickelt, auf dessen Grundlage eine Grobplanung des Abbaus in Form von Sektoren und der benötigten Außenkippen erfolgt. In diesem Planungsschritt wird auch schon eine erste Grobplanung der Transportwege durchgeführt. Dadurch entsteht eine belastbare Grundlage für verschiedene Planungsszenarien, die im weiteren Verlauf des Projektes ausmodelliert werden. Weiterhin können für jeden einzelnen Sektor separate Themenkarten erstellt werden.

Auf der Basis der einzelnen Sektoren werden in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden für den Tagebau mehrere Aufschlussfiguren entwickelt. Für die Auswahl des besten Szenarios sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Der Aufschluss sollte an einer Stelle erfolgen, an der sich das Wertmineral in der geringstmöglichen Teufe befindet, um ein gutes Abraum : Wertmineral-Verhältnis gewährleisten zu können. Auch die maximal mögliche Endteufe ist ein wichtiger Faktor. Mit Hilfe von GEOVIA SURPAC können mehrere Szenarien erstellt und bergbautechnisch und betriebswirtschaftlich ausgewertet werden, um am Ende dem Kunden eine maßgeschneiderte Lösung präsentieren zu können. Die einzelnen Planungsszenarien unterscheiden sich meist durch verschiedene Soll-Förderzahlen oder Endteufen des Tagebaus.

Anschließend erfolgt abschnittsweise eine Abbau- und Haldenplanung in fortlaufenden Ständen über das Berechtigungsfeld/die Bergbaukonzession vom Tagebauaufschluss bis zum Tagebauendstand mit Berechnung der jeweils anstehenden Massen an Wertmineral und Abraum. Die Anordnung der Sohlen erfolgt dabei in Abhängigkeit von den eingesetzten Gewinnungsgeräten. Die Auswahl der erforderlichen Geräte wird in enger Abstimmung mit dem Kunden auf der Grundlage der zu erreichenden Fördermenge und der Abbauführung getroffen.

Eine Optimierung der Förderung im Tagebaubetrieb wird durch die Berechnung von so genannten Massenschwerpunkten realisierbar. Die Planung der Transportwege und die Lage der erforderlichen Infrastruktur, wie zum Beispiel Brecherstandorte, werden daraufhin ausgelegt.

Eine fortlaufende Kontrolle der Arbeiten im Planungsprozess erfolgt vor allem durch den Einsatz einer zweiten Planungssoftware. So werden zum Beispiel die Ergebnisse der Volumenberechnungen der einzelnen Tagebaustände, die auf der Grundlage des Bockmodells durchgeführt wurden, durch eine zweite Berechnung mit der Software AutoCAD Civil 3D verifiziert. Diese CAD-Software kann zwar nicht, wie es mit dem Blockmodell möglich ist, das Volumen einzelner Schichten berechnen, jedoch das Gesamtvolumen des jeweiligen Tagebaustandes. Dieses sollte bei beiden Kalkulationen gleich sein. Die gesamte Haldenplanung erfolgt mit der Software AutoCAD Civil 3D.

Abgeschlossen wird der Bergbauplanungsprozess durch eine ausführliche Dokumentation der Ergebnisse und die Erstellung von Karten und Plänen. Weitere ausführliche Informationen über die Einsatzmöglichkeiten von GEOVIA SURPAC finden Sie auf der GEOVIA-Homepage.