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Georadar-Messungen Untertage

Georadar-Messungen Untertage mit räumlicher Auswertung

Radar-Messung Untertage mit mobiler RegistriereinheitRadar-Messung Untertage mit mobiler Registriereinheit Quelle: BGR

Für Sicherheitsbelange im Bergbau und für die geologische Erkundung im Vorfeld bergmännischer Arbeiten sind Georadar-Messungen ein wichtiges Instrument. Da die Messungen Untertage im Vollraum erfolgen, ist es für eine räumliche Auswertung unerlässlich die Richtung zu bestimmen aus der eine Reflexion empfangen wird.

Untertage, längs einer Strecke oder Bohrung ist der Bewegungsspielraum begrenzt und die Messanordnung nicht immer an die Problemstellung anpassbar. Von dem häufig komplexen Verlauf einer Grenzschicht im Gestein erfassen Georadar-Messungen nur Teilbereiche. Die geometrische Reflexionsbedingung muss erfüllt sein. Daher ist die genaue Kenntnis der räumlichen Lage der Reflektoren bedeutend. Durch geologische Plausibilität gelingt es die gefundenen Reflektoren zuzuordnen und das geologische Modell zu finden.

Das in der BGR entwickelte Auswerteverfahren ermöglicht es beliebige untertägige Georadar-Messungen räumlich auszuwerten. Hierbei wird für jede Reflexion die Empfangsrichtung bestimmt und über ein robustes Migrationsverfahren, der Wellenfrontrekonstruktion, die räumliche Lage jedes Reflexionspunktes berechnet. Zu jedem Reflexionspunkt kann eine Elementarfläche konstruiert werden, die den Reflexionsbedingungen genügt. Verbindet man diese Elementarflächen, so ergibt dies ein Band im Raum das den Verlauf der reflektierenden Grenzschicht wiedergibt. Da diese Reflexionsflächen komplizierte Gebilde im Raum sein können ist eine Darstellung mit einem interaktiven 3D-Grafiksystem sehr hilfreich bei der Interpretation. 

Die Ergebnisse der untertägigen Georadar-Messungen stellen neben Aufschlüssen die Basis zur Konstruktion eines räumlichen Modells der geologischen Strukturen.

Mit dieser Methode steht der Geologie ein wichtiges Hilfsmittel zur Konstruktion eines dreidimensionalen geologischen Modells zur Verfügung und dem Bergbau ein unterstützendes Verfahren zur Planung und sicheren Durchführung von untertägigen Bauen.

Anwendung:

Georadar-Messungen werden Untertage durchgeführt in:

In Bohrungen wird die Richtungsinformation durch eine Bohrlochsonde mit richtungsempfindlicher Empfangsantenne gewonnen.

Zur Richtungsbestimmung bei Messungen in Strecken und Schächten wird eine geeignete Messanordnung der Antennen in Form einer Rundum-Messung gewählt. In Strecken können auch richtungsempfindliche Peilantennen eingesetzt werden, die eine höhere Messzeit beanspruchen, aber eine genauere Richtungsbestimmung erlauben.

Downloads:

Literatur:

  • Gundelach, V.; Blindow, N.; Buschmann, U.; Salat, C.: Underground GPR measurements for spatial investigations in a salt dome, Ground Penetrating Radar (GPR), 2012 14th International Conference on , vol., no., pp.464,468, 4-8 June 2012 doi: 10.1109/ICGPR.2012.6254910.
    URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6254910&isnumber=6254686
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