| Abstract |
Im Siegener Erzbergbaurevier wurden im Laufe der letzten 2500 Jahren eine Vielzahl von Schaechten zur Gewinnung von Eisenerz aufgefahren. Im Zuge der Stilllegung in den 1960er Jahren stieg der Grundwasserstand wieder auf Normalniveau an. Viele der haeufig bis 900 m tiefen Schaechte (tiefster Schacht 1360 m) sind heute noch zugaenglich und koennen auch fuer eine geothermische Nutzung erschlossen werden.Das Ziel der hier vorgestellten Untersuchungen ist die neuartige Versorgung eines neu erschlossenen Gewerbegebietes mit Bergwerkswaerme und die Einspeicherung nicht benoetigter Ab- und Prozesswaerme in das Altbergwerk „Grube Ameise“ in Siegen. Dazu wird eine speziell fuer den Altbergbau neu entwickelte 2 Phasen-Wechselsonde (Einspeicherung von Waerme in den Sommermonaten und der Entnahme in den Wintermonaten) mit dem Transportmittel CO2 gebaut und deren Effektivitaet unter Realbedingungen getestet. Grundlegend sind die geotechnischen und hydrogeologischen Voraussetzungen fuer den Einsatz derartiger Sonden in Schaechten des Altbergbaus und die uebertragbarkeit der Ergebnisse.Zunaechst werden die hydrogeologischen, hydraulischen und hydrochemischen Bedingungen im Schacht, den alten Strecken und Abbaubereichen sowie deren Anbindung an das hydraulische Sys-tem des Gebirges ermittelt. Die hydrogeologischen und hydraulischen Aspekte werden mittels einer Tiefensonde (Ermittlung pH-Wert, Leitfaehigkeit, Temperatur, Stroemungsgeschwindigkeit und Stroemungsrichtung) bis in 1000 m Tiefe untersucht. Kuenftige Ziele sind die Quantifizierung der Fliesspfade und Fliess- bzw. Aufenthaltszeiten, hydraulische Verbindungen und Parameter (kf-Wert, Dispersivitaet, Porositaet) mit Hilfe von tiefenabhaengigen Tracerversuchen. Parallel dazu erfolgt die Erfassung moeglicher hydrochemischen Veraenderungen durch den Sondenbetrieb (z.B. in Bezug auf Korrosion). Die Datenermittlung erfolgt durch in Situ Messungen sowohl vor als auch waehrend des Sondenbetriebs um Veraenderungen im Stroemungsverhalten des Wassers im Schacht detektieren zu koennen.Die Ergebnisse werden anhand von hydraulischen und hydrogeochemischen Modellen (Feflow, Leapfrog, PhreeqC) in Bezug auf Auswirkungen des Sondenbetriebs auf die Grundwasserstroemung im Grubengebaeude sowie zur Prognose der hydrochemischen und -physikalischen Eigenschaften des Wassers bei langfristigem Einsatz der Sonde herangezogen. |