Home | Labore | Industriehilfe | Technikum | Referenzen | Weiterbildung | Projekte | Veröffentlichungen | Links

LAGERSTÄTTENMODELLIERUNG

..................................................................................................................................................................................

Rohstoff-Qualitäts-Modellierung von Lagerstätten
..................................................................................................................................................................................

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Gero Stolle

Die Rohstoff-Qualitäts-Modellierung am Beispiel von Tonlagerstätten ist so vielschichtig wie die Art der Nutzung der Tone und die damit verbundenen Rohstoffkonditionen. Das Ziel derartiger Modellierungsarbeiten besteht in der Erarbeitung hochauflösender Qualitäts-Strukturen von Rohstoffkörpern auf der Grundlage granulometrischer, geo- chemischer und keramtechnologischer Daten. Dabei werden die räumlichen Variabilitäten der Rohstoffkenn-werte in den Lagerstätten erfasst und darauf aufbauend unverzichtbare Entscheidungshilfen für einen qualitätsorientierten Abbau entwickelt.

Auch die Beschränkung auf ein engeres Erzeugnisspektrum, wie z. B. bei grobkeram- ischen Produkten, erfordert bei der Vielfalt der substantiellen Komponenten des Roh- stoffes eine Verdichtung bzw. Bündelung der granulometrischen, geochemischen und keramtechnologischen Daten, um den Gewinnungs-, Aufbereitungs- und Hochtempe- raturprozess besser steuern zu können.

Aufgrund der hohen Vielfalt der unterschiedlich bedeutsamen Rohstoffkennwerte ist es notwendig, diese mit Hilfe der univariaten und multivariaten Statistik zu reduzieren, um einen für die jeweilige Lagerstätte charakteristischen granulometrischen, geochemischen oder  keramtechnolgischen Hauptkennwert zu extrahieren. Darüber hinaus ist es anhand des jeweiligen Hauptkennwertes (Modellkennwertes) und der Korrelations- und Regressionsrechnung möglich, jeden für die Lagerstätte später benötigten Kennwert zu berechnen.

Nachfolgend werden verschiedene Teilschritte der Modellierungsarbeiten stichpunktartig zusammengefaßt. Die detailierte Beschreibung (pdf-Format) vertieft diese Stichpunkte mit Hilfe von ausgewählten Tabellen sowie Graphiken und verdeutlicht damit die hohe Praxisrelevanz und vielfältige Bedeutung der Lagerstättenmodellierung.

Aufarbeitung der bisherigen Erkundungsphasen und Betreuung neuer Erkundungsarbeiten

• Ermittlung des Kenntnisstandes
• Betreuung von Feldarbeiten (Probenahme an vorhandenen Bohrkernen; Festlegung, Bemusterung und Probenahme an neuangelegten Bohrungen und Schurfprofilen inkl. Erarbeitung von Schichtenverzeichnissen, Säulenprofilen sowie Erstellung geologischer Schnittrisse
• Georeferenzierung von Tagebauphotos
• Interpolation von Isobathen- und Isopachenkarten auf Grundlage lithologischer Grenzen

Ermittlung der granulometrischen, geochemischen und keramtechnologischen Kennwerte

• Chemische Zusammensetzung, Mineralogische Zusammensetzung, Gehalt quellfähiger Tonminerale, organischer und anorganischer Kohlenstoff
• Ermittlung der Korngrößenverteilung mittels Sedigraph oder Lasergranulometer
• Bestimmung von Schwindungen, Brennfarben, thermisches Verhalten

Hochpassfilterung

• Granulometrische und geochemische Neusegmentierung des Rohstoffkörpers mit Hilfe hochpassgefilterter Kennwerte (Darstellung hochpassgefilterter Kenwerte in Kurven; Trendanalyse der hochpassgefilterten Kurven und Festlegung neuer granulometrischer und geochemischer Grenzen im Rohstoffkörper)

Analyse der korrelativen Zusammenhänge granulometrischer, geochemischer und keramtechnologischer Kennwerte im Rohstoffkörper sowie Erarbeitung eines rohstoffspezifischen Modellkennwertes

• Univariate Statistik (Erarbeitung der Internstruktur des Datensatzes mit Hilfe statistischer Maßzahlen und Häufigkeitsverteilungen; Eliminierung und Ausweisung von Ausreißern nach Tests)
• Bivariate und Multivariate Statistik (Berechnung der linearen Einfachkorrelationen sowie der partiellen und multiplen Korrelationen; Aufstellung von Entscheidungsbäumen als Grundlage für die Formulierung von Regressionsfunktionen; Berechnung der linearen und multiplen Regressionen)

Erarbeitung der hochauflösenden Internstruktur des Rohstoffkörpers über zweidimensionale und dreidimensionale Qualitäts-Strukturen

• Zweidimensionale Qualitäts-Strukturen (Berechnung der Tiefpassfilter; Vermaschung von Stützpunkten (meist Bohrungen) in Dreiecks-Netzen; Rechnergestützte Isolinienkonstruktion in Schnittrissen auf Grundlage des tiefpassgefilterten Rohstoffkennwertes; Ausweisung von Parallel-Strukturen und Dreiecks-Anomalien; Berechnung der gewogenen Mittel für festgelegte Nebenstützpunkte auf vertikalen Schnittlinien durch das Isolinienfeld; Ausweisung der Lagerstättenentropie bezogen auf die Stützpunktanzahl und Stützpunktdistanzen)
• Dreidimensionale Qualitäts-Strukturen (Erarbeitung von dreidimensionalen Qualitäts-Blockkarten als Grundlage für das Qualitäts-Sicherungssystem; Ausweisung vordefinierter Mikro- und Makroblöcke mit durchschnittlichen granulometrischen, geochemischen und keramtechnologischen Kennwert-Gehalten)

Erarbeitung von Mengen-Qualitäts-Bilanzen als Grundlage für einen qualitätsorien- tierten kurz-, mittel- und langfristigen Rohstoffabbau und Rohstoffversatz

• Ausweisung von Bilanz-Vorräten und Außerbilanz-Vorräten für einzelne Abbauscheiben
• Erarbeitung von kumulativen Mengen-Qualitäts-Tabellen und kumulativen Mengen-Qualitäts-Diagrammen für die Abbauscheiben und Bilanz-Vorräte 

Detailierte Beschreibung (pdf-Datei; 321 kB)

(c) 2007 by Keramik-Institut Meißen. Alle Rechte vorbehalten.  Juristischer Hinweis.