ibi - Innovative Braunkohlen-Integration in Mitteldeutschland

Innovative Braunkohlen-Integration in Mitteldeutschland

 

Projektinformationen

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gefördert vom BMBF

Kohlenwasserstoffe, welche derzeit für die chemische Industrie hauptsächlich aus Erdöl und Erdgas gewonnen werden, sind die Basis für die Herstellung von Chemierohstoffen und Veredelungsprodukten wie Arzneimittel. Die begrenzte Verfügbarkeit und die Preisentwicklung dieser fossilen Rohstoffe bedingen die Nutzung alternativer Kohlenwasserstoffträger wie Kohle.

Da eine stoffliche Nutzung der Kohle wesentlich höhere Ansprüche an die Kohlequalität stellt als eine energetische Nutzung, für die sie gegenwärtig vorrangig verwendet wird, ist die Entwicklung neuer Technologien zur selektiven Gewinnung erforderlich. Bestehende Gewinnungs-, Aufbereitungs- und Verwertungsverfahren müssen hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit verbessert werden. Zu diesem Zweck wurde das (durch das BMBF geförderte) „ibi“-Bündnis mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft ins Leben gerufen. Insgesamt gibt es sechs miteinander verzahnte Verbundforschungsprojekte, von denen unser Institut in Zusammenarbeit mit der MIBRAG mbH das Verbundprojekt 1 „Integriertes Lagerstättenmanagement“ bearbeitet.

Thema: Integriertes Lagerstättenmanagement

ibi-wachstumskern.de

Neben der Entwicklung neuer Gewinnungsgeräte zur hochselektiven Gewinnung von definierten Kohlesorten ist die Erstellung genauerer Lagerstättenmodelle nötig, um die richtige Qualität und die ausreichende Menge der verschiedenen Kohlesorten sicherstellen zu können. In der Praxis werden derzeit Interpolationsverfahren zur Modellierung der Geologie, Hydrologie sowie aller relevanten Qualitätsparameter verwendet. Die mengengesteuerte Abbauplanung erfolgt über Einzelvarianten. Weder bei der Modellierung noch bei der Abbauplanung wird die in-situ Variabilität (bzw. die geologische Unsicherheit) berücksichtigt, welche einen starken Einfluss auf die Ergebnisse hat und Abweichungen zwischen den geplanten Erwartungen und dem tatsächlichen Gewinn verursacht.

Unser Ziel ist es daher eine Methodik zur Abbauplanungsoptimierung zu entwickeln und zu implementieren, die auf Lagerstättenmodellen basiert, welche (erstmals für sedimentartige Lagerstätten) die geologische Unsicherheit durch die Verwendung der geostatistischen Simulation abbildet. Simulationsalgorithmen sind zu implementieren, die an sedimentartige Lagerstätten angepasst sind. Die Abbauplanungsoptimierung wird anhand eines Blockmodelles mit Ansätzen aus der mathematischen und kombinatorischen Programmierung umgesetzt und ist an die kontinuierlichen Gewinnungstechnologien in Sedimentlagerstätten angepasst.

Herausforderungen bei der Entwicklung sind die zu erwartenden Problemgrößen. Die verwendeten Algorithmen müssen effizient und praktikabel umsetzbar sein. Strategien zur Lösung dieser Fragestellungen umfassen unter anderem die Parallelisierung und die Aggregierung von Blöcken und Perioden des Abbauplanungsmodells ohne die Optimalität zu verlieren.

Förderkennzeichen: 03WKBZ01B

Projektleiter

 

Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Ralf Donner

Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. Ralf Donner


Projektleiter

Karl-Neubert-Bau / Fuchsmühlenweg 9

Telefon +49 (0)3731 / 39-3555
Ralf [dot] Donnerattu-freiberg [dot] de



 

Veröffentlichungen

  • Abschlussbericht
  • John, A.:
    Weiterentwicklung und Anwendung geostatistischer Simulationsverfahren zur unsicherheitsbasierten Modellierung von komplexen, sedimentartig ausgebildeten Lagerstätten, Dissertation
  • John, A., Donner, R.:
    Unsicherheitsbasierte Lagerstättenmodellierung im Braunkohletagebau als Bestandteil eines integrierten Lagerstättenmanagements, Tagungsband zum 15. Geokinematischer Tag, 15. und 16. Mai in Freiberg, Schriftenreihe des Institutes für Markscheidewesen und Geodäsie an der TU Bergakademie Freiberg, Heft 2014-1,  S. 43-57, ISBN 978-3-938390-13-9.
  • Minnecker, C.:
    Unsicherheitsbasierte Abbauplanungsoptimierung im Braunkohletagebau als Bestandteil eines integrierten Lagerstättenmanagements, Tagungsband zum 15. Geokinematischer Tag, 15. und 16. Mai in Freiberg, Schriftenreihe des Institutes für Markscheidewesen und Geodäsie an der TU Bergakademie Freiberg, Heft 2014-1,  S. 58-66, ISBN 978-3-938390-13-9.
  • John, A.:
    Aufbau eines komplexen 3D-Lagerstättenmodells einer Braunkohlenlagerstätte unter Nutzung geostatistischer Simulationsverfahren – Von den Rohdaten zum Modell, bergbau – Zeitschrift für Rohstoffgewinnung, Energie, Umwelt(02/2014), Ring Deutscher Bergingenieure (RDB e.V.), ISSN-Nr.: 0342-5681
  • Minnecker, C., Benndorf, J., Lohsträter, O.:
    Optimizing of Long-Term Mine Planning in Large Lignite Deposits, in „Mine Planning and Equipment Selection - Proceedings of the 22nd MPES Conference, Dresden, Germany, 14th – 19th October 2013“ , ISBN 978-3-319-02677-0, S. 113-124, http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-02678-7_12.
  • John, A:
    Ansatz für den Aufbau eines komplexen 3D-Lagerstättenmodells einer Braunkohlenlagerstätte unter Nutzung geostatistischer Simulationsverfahren, Proceedings XV. International ISM Congress 2013 · Tagungsband Energie und Rohstoffe 2013 – ISM & DMV, September 16-20, Volume 1, S. 472-484, ISBN 978-3-86797-137-9.
  • Minnecker, C.:
    Optimierung der langfristigen Abbauplanung von Braunkohle, Tagungsband des 14. Geokinematischen Tages  (16./17. Mai 2013) in Freiberg, ISBN 978-3-938390-10-8, S. 202-214.
  • Donner, R., John, A.:
    Geostatistische Simulation oder besser Kollokation?, Tagungsband zum 13. Geokinematischen Tag, 10. und 11. Mai in Freiberg, Schriftenreihe des Institutes für Markscheidewesen und Geodäsie an der TU Bergakademie Freiberg, Heft 2012-1,  S. 312-320, ISBN 978-3-86797-137-9.
  • Minnecker, C.:
    Ansatz zur optimierten Abbauplanung für die selektive Gewinnung in Braunkohletagebauen, Tagungsband zum 13. Geokinematischen Tag, 10. und 11. Mai in Freiberg, Schriftenreihe des Institutes für Markscheidewesen und Geodäsie an der TU Bergakademie Freiberg, Heft 2012-1, S. 321-332, ISBN 978-3-86797-137-9
  • John, A.:
    Approaches to increase the prediction accuracy in a geological reservoir model of a brown coal deposit as a requirement for a highly selective coal extraction, International Conference Young Researchers at the State Mining University of St. Petersburg, April 25-27, 2012, Tagungsband, S. 91-93, ISBN 978-5-94211-564-7.