SUMMARY:

Mined cavities are used world-wide as storage facilities for various materials (oil, gas, waste). Thereby, new problems arise for the rock-mechanics engineer: proof of the long-term tightness, stability analysis of very large caverns which cannot be artificially supported, the influence of considerable changes of temperature on the rock behavior. Recent results of research on rheological (creep-) behavior and on the flow- and failure parameters of rock salt can help to solve these 9roblems. A numerical computer code - ANSALT - to solve engineering problems in evaporite rock has been developed. An extensive concept for the 9roof of stability of a mine for the final disposal of radioactive wastes in salt rock has been worked out.

ZUSAMMENFASSUNG:

Bei den kuenstlich geschaffenen Speicherhohlraumen unterscheidet man bergmannisch hergestellte Felskavernen und ausgespuelte Salzkavernen. Solche Kavernen werden fuer die Lagerung verschiedenartiger Stoffe (Ö1, Gas, Abfalle) weltweit genutzt. Dabei haben sich auch fuer den Felsmechaniker neuartige Probleme ergeben: Nachweis der lang-zeitigen Dichtheit, Standsicherheitsanalyse nicht ausbaufahiger groBer Hohlraume, Einfluß starker Temperaturanderungen auf das Gebirgsverhalten. Zur Lösung dieser Probleme k6nnen neue Forschungsergebnisse zum rheologischen (Kriech-) Verhalten Und ueber Fließ- und Bruchparameter speziell von Steinsalz beitragen. Die Entwicklung eines numerischen Rechenprogrammes - ANSALT - zur Bearbeitung von Ingenieurproblemen im Salzgebirge ist abgeschlossen. Zum Endlagerberqwerk fuer radioaktive Abfalle im Salzgebirge ist ein umfassendes Konzept - fuer den Sicherheitsnachweis erarbeitet worden.

RESUME:

Dans les cavernes de stockage de construction artificielle, on distinque les cavernes minières, des cavernes salines lessivees. Les cavernes salines furent utilisees dans le monde entier pour l''entrepot de materiaux divers (petrole, gaz, dechets). Ce faisant, le specialiste de la mechanique des roches se heurta a de nouveaux problemes: mise en evidence de l''etancheite de long duree, analyse de la stabilite de grandes cavernes dont la fortification n''est pas possible, influence de forts changements de tempèrature sur le comportement de la roche. Pour resoudre ces problèmes, de nouveaux resultats de recherche sont en mesure Je contribuer au comportement rheologique et sur les parametres de coulement et de ~UPture du sel gemme. Le developpement d''un programme numerique de calcul- AN SALT - servant à resoudre les problemes d''ingenieur est acheve. Un vasta concept pour la preuve de la securite a ete elabore pour un stockage definitive des dechets radioactifs dans la roche saline.

EBILEITUNG

Die Einbringung von gasförmigen oder fluessigen Energietrgern (Ö1, Gas, Druckluft) oder Produkten der chemischen Industrie (Erdölprodukte u.a.) in unausgekleideten Hohlraumen unter der Erdoberflache zur voruebergehenden Lagerung wird als "Untergrundspeicherung" bzm. "unterirdische Speicherung" definiert. Bei der Speicherung ist eine spatere Wiederentnahme des Speichergutes vorgesehen. 1m Gegensatz dazu wird die dauerhafte Beseitigung von Stoffen (Abfallen) in den untergrund mit der Absicht, sich,ihrer zu entledigen, als "Deponie" oder "Endlagerunq" bezeichnet. Der fuer die Lagerung genutzte unterirdische Hohlraum ist entweder natuerlich vorhanden (Porenspeicher in klastischen Sedimenten) oder wird kunstlich geschaffen (Kavernen). Als natuerliche Porenspeicher werden vor allem ausgebeutete Gas- oder Öllagerstatten oder auch wassergefuellte poröse Sedimentschichten (Aquifere) verwendet, die sich ueber geologische Zeiten hinweg als dicht gezeigt haben. Bei den kuenstlich geschaffenen Speicherhohlrumen unterscheidet man bergmannisch errichtete Felskavernen und durch Ausspuelen von Salzformationen hergestellte Salzkavernen. In einigen Fallen werden auch aufgelassene Bergwerke oder alte Stollen zu Speicher- oder Deponiezwecken eingerichtet. Im folgenden werden einige felsmechanische Fragestellungen, die sich bei der Planung und Errichtung von Speicherkavernen ergeben, behan-- delt.

GEOTECHNISCHE KRITERIEN FOR DIE STANDORTAUSWAHL VON SPEICHERKAVERNEN IM FELS

Die Technik, fluessige Speicherprodukte in unausgekleideten Felskavernen zu lagern, setzt ein allseitiges Druckgefalle vom umgebenden Grundwasser zum Kaverneninhalt voraus, da im porösen oder gekluefteten Fels nur das Porenwasser und Kluftwasser den Speicherraum abdichten. Das benötigte Druckgefalle wird dadurch gewahrleistet, Daß der höchstmögliche Stand des Speicherqutes in der Kaverne immer unter dem niedrigsten Grundwasserspiegel gehalten wird. Verluste von Speichergut aber auch Verschmutzung des Grundwassers durch das Speichergut werden durch dieses Druckgefalle ausgeschlossen. Urn das erforderliche Druckgefalle aufrecht zu erhalten, muB das der Kaverne zufließende Wasser abgepumpt werden und - nach Durchlaufen einer Klaranlage - einem Vorfluter zugeleitet werden. Tabelle 1 gibt einige Beispiele von Sgeicheranlagen dieser Art. Aus den geschilderten Gegebenheiten des Speicherverfahrens lassen sich die geotechnischen Ansprueche, die an den Fels und die Grundwasserverhaltnisse gestellt werden mussen, ableiten Geeignet fuer die Anlage von Speicherkavernen sind alle Gesteinsfolgen ausreichender ~achtigkeit mit - einer Eigentragfahigkeit, die den Bau standsicherer Hohlraume der erforderlichen GroBe ohne Ausbau (bzw. mit nur geringem Ausbau) ermöglicht - geringer Durchlassigkeit - genugend Teufe unter einem Grundwasserspiegel, der nur geringen Schwankungen unterliegt - guenstiger Lage zu einem Vorfluter mit ausreichender Wasserfuehrung. Durch diese Bedingungen wird erreicht, daß die Kosten fuer die aufzufahrenden Hohlraume auf ein Mindestmaß beschrankt werden, daß nur geringe Wassermengen abgepumpt und geklart werden muessen und daß der Vorfluter nicht unzulassig verschmutzt wird.

Klassifizierung Nach dem Grad, in dem die dargeleg ten Anforderungen an Kavernenstandorte sich erfullen lassen, konnen unter Berucksichtigung von Erfahrungen aus dem Felshohlraumbau drei Klassen unterschieden werden, z.B. fuer eine vergleichende Standortbewertung.

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