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2013
Journal Article
Titel
Thermische Nutzung von Haldenschwelbränden - Erkenntnisse und Erfahrungen aus einem Pilotprojekt
Alternative
Thermal utilization of a smouldering mining dump - findings and experiences from a pilot project
Abstract
Haldenschwelbrände stellen aufgrund der vorhandenen hohen Temperaturen ein bisher ungenutztes Energiepotenzial dar. In einem vom BMBF gefördertem Verbundprojekt wurde die Möglichkeit der thermischen Nutzung von Haldenschwelbränden mithilfe einer Pilotanlage untersucht. Dazu wurden auf einer Halde im westlichen Ruhrgebiet drei 25 m tiefe koaxiale Erdwärmesonden installiert und über einen Zeitraum von etwa zwei Jahren betrieben. Mit der Pilotanlage konnte eine langfristige Gesamtleistung von ca. 9 kW erreicht werden, was einer Entzugsleistung von ca. 100 W/m entspricht. Durch theoretische Untersuchungen und weiterführende Laboruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass die besonderen Standortbedingungen, z.B. die inhomogene Temperaturverteilung im Haldenkörper sowie die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Haldenmaterials, maßgebend für die Leistungsfähigkeit der Anlage sind. Darüber hinaus kann durch die Verwendung optimaler Systemparameter (z.B. thermisch verbesserte Verfüllmaterialien, ausreichende Strömungsgeschwindigkeit im Rohrsystem) die Leistung zusätzlich gesteigert werden. Hinweis: Der Beitrag stellt eine Fortführung des Beitrags ""Haldengeothermie - Chancen und Risiken bei der thermischen Nutzung von Haldenschwelbränden"" (geotechnik 34 (2011), Heft 2, pp. 127-135) dar und wurde in Teilen dort bereits abgedruckt.
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Smouldering mining dumps represent a large source of energy that has not been exploited yet. Using the example of a dumpsite in the western Ruhr-area, the thermal utilization of a smouldering fire was investigated in the framework of a joint research project. Therefore three coaxial geothermal probes with a depth of 25 m each were installed and operated during a time period of about two years. A long-term heat extraction with an overall performance of about 9 kW could be achieved. This corresponds to a heat extraction rate of about 100 W/m. In theoretical analyses and laboratory tests it could be shown that the local conditions on the dump site (e.g. temperature distribution, thermal conductivity of the dump material) are the most important factors for the possible heat output. Furthermore, the heat output can as well be increased by choosing optimal system parameters (e.g. thermally improved backfill material, sufficient velocity in the pipe system).