Entwicklung eines salzgrusbasierten Versatzkonzepts unter der Option Rückholbarkeit - Phase I

Abstract

Das vom BMUV finanzierte SAVER I - Projekt (Entwicklung eines Salzgrusbasierten Versatzkonzepts unter der Option Rückholbarkeit) wurde im Zeitraum vom 01.07.2021 bis 31.10.2023 durchgeführt. Grundlegende Ziele des Projektes waren die Herstellung zweier untertägiger vollinstrumentierter Versatzkörper aus angefeuchtetem, qualifiziert eingebrachtem Salzgrus und sogenanntem GESAV-Material im Steinsalzbergwerk der GSES Beteiligungs GmbH in Sondershausen. Dies wurde erfolgreich ausgeführt unter Verwendung der im GESAV-II-Projekt entwickelten Kombinationsmethode aus Schleuderversatz mit anschließender Vibrationsverdichtung. Als Material für den angefeuchteten Salzgrus wurde das KOMPASS-Referenzmaterial aus dem gleichnamigen Partnerprojekt genutzt. Das weiterhin verwendete GESAV-Material ist ein hinsichtlich seines Korngefüges (durch Zugabe von Bindemittel) sogenannter matrixstabiliserter und im salinaren Milieu langzeitstabiler Salzgrus, welcher sich in den ersten Tagen nach Einbau bereits durch die Bildung von intergranularen Salzbrücken stabilisiert. Vorläufige Untersuchungen ergaben eine realisierte Einbaudichte von 1,62 t/m3 beim KOMPASS-Referenzmaterial und 1,5 t/m3 für das GESAV-Material. Insgesamt wurden ca. 550 t Material versetzt. Zur Steigerung des Realitätsgrades der Versuche und für spätere Untersuchungen zur Rückholbarkeit hat die TU Bergakademie Freiberg im Projekt eine POLLUX-Endlager-Behälter-Attrappe im Maßstab 1 : 1 entwickelt, welche in beiden Bauwerken verbaut wurde. Die Verwendung von befeuchteten Salzgrus in Einlagerungsbereichen wurde bisher wegen einer möglichen Migration von Feuchtigkeit in Richtung der Einlagerungsbehälter wegen der dadurch erhöhten Korrosion als kritisch angesehen. Durch die Verwendung verschiedener Salzgrusmischungen, welche gegenseitige Kontaktzonen hatten, konnte über die Instrumentierung der Versatzkörper im Betrachtungszeitraum nachweislich keine Fluidmigration in Richtung der POLLUX-Attrappen festgestellt werden, die eine Eignung der Materialien im Nahbereich zu Einlagerungsfeldern ausschließen würde. Die enge messtechnische Überwachung der Bauwerke validierte die in GESAV-II erhaltenen Messwerte und ermöglichte erstmals einen Erkenntnisgewinn über Materialverhalten des KOMPASS-Referenzmaterials unter großtechnischen In-Situ-Bedingungen. Das geochemische Monitoring wurden parallel zur messtechnischen Überwachung ebenfalls in 4-wöchigen Intervallen durchgeführt und hat gezeigt, dass die Bildung des Polyhalits beim GESAV-Material bereits nach 8 Monaten abgeschlossen ist und nicht wie bisher angenommen nach 10 Monaten. Das Projekt wird ab dem 01.11.2023 mit dem Folgeprojekt SAVER II fortgesetzt.