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Schwimmende Plattformen und Multi-Sensor-Systeme für das Monitoring von gefluteten Untertagebergwerken

Floating Platforms and Multi-sensor Systems for Monitoring Flooded Underground Mines

Mareike Schubert, Yu Lan, Sebastian Matz, Yichen Jiang, Angela Binder, Mario Kolling, Oliver Langefeld, Jens-André Paffenholz

Geflutete Bergwerke stellen besondere Anforderungen an die Überwachung von Infrastruktur und Wasserqualität. Zwei Forschungsprojekte am Institute of Geotechnology and Mineral Resources der TU Clausthal entwickeln schwimmende Plattformen und Multi-Sensor-Systeme (MSS) für unterschiedliche Erkundungsszenarien. 1) Für vollständig geflutete Grubenräume wird ein existierendes Unterwasserfahrzeug des Fraunhofer IOSB-AST in Kooperation mit der RAG Aktiengesellschaft weiterentwickelt und unter realen Bedingungen erprobt. 2) Für teilgeflutete, untertägige Stollen wurde eine schwimmende Plattform entwickelt und ein Prototyp realisiert, der ein MSS für das geometrische Monitoring sowie zur Erfassung relevanter Wasserqualitätsparameter trägt. Der realisierte Prototyp wird im Ernst-August-Stollen, dem zentralen Wasserlösungsstollen im Oberharz, evaluiert. Die Herausforderungen reichen von präziser Trajektorienbestimmung und Navigation über Signalübertragung bis hin zur Anpassung an die herausfordernden untertägigen Bedingungen. Trotz unterschiedlicher Einsatzumgebungen verfolgen beide Projekte einen gemeinsamen technologischen Ansatz: modular, adaptiv und auf die Anforderungen des Nachbergbaus zugeschnitten. Ziel ist ein zuverlässiges, flexibles und kosteneffizientes Monitoring zur langfristigen Gewährleistung von Sicherheit und Umweltverträglichkeit sowie zur Lieferung eines Beitrags für potenzielle, zukünftige Nutzungen der untertägigen Strukturen.

Flooded mines pose special challenges for infrastructure and water quality monitoring. Two research projects at the Institute of Geotechnology and Mineral Resources at Clausthal University of Technology are developing floating platforms and multi-sensor system (MSS) for different exploration scenarios: 1) For completely flooded mine workings an existing underwater vehicle from Fraunhofer IOSB-AST is being further developed in cooperation with RAG Corporation and tested under real conditions. 2) For a partially flooded underground adit a floating platform is developed and realized as a prototype. This prototype carries a MSS for geometrical monitoring and recording relevant water quality parameters. The realized prototype is evaluated in the Ernst-August adit, central water drainage adit in the Upper Harz region. The challenges range from precise trajectory estimation, navigation and signal transmission to adaptation to challenging underground conditions. Despite different operating environments, both projects pursue a common technological approach: modular, adaptive and tailored to the requirements of post-mining operations. The aim is to achieve reliable, flexible and cost-efficient monitoring to ensure long-term safety and environmental compatibility as well as contributing to potential future use cases for underground structures.

DOI: 10.14627/avn.2026.3.4
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