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Dieser Artikel verdeutlicht den Strukturwandel im Kohleabbaugebiet Rheinisches Revier aus einer erziehungswissenschaftlich-konstruktivistischen Perspektive. Vor dem Hintergrund sozialer, gesellschaftlicher, ökologischer und ökonomischer Veränderungen wird Lebenslanges Lernen als multiperspektivische Schlüsseldimension beschrieben. (DIPF/Orig.) This article illustrates the structural change in the Rhenish mining area from an educational constructivist perspective. Lifelong learning is described as a multiperspective key dimension against the background of social, societal, ecological and economic changes. (DIPF/Orig.)

The success of a cement production project depends on the raw material supply. Longterm quarry production planning (LTQPP) is essential to maintain the supply to the cement plant. The quarry manager usually attempts to fulfil the complicated calculations, ensuring a consistent supply of raw materials to the cement plant while guaranteeing technical and operational parameters in mining. Modern quarry management relies on block models and mathematical algorithms integrated into the software to optimize the LTQPP. However, this method is potentially sensitive to geological uncertainty in resource estimation, resulting in the deviation of the supply production of raw materials. More importantly, quarry managers lack the means to deal with these requirements of LTQPP. This research develops a stochastic optimization framework based on the combination of geostatistical simulation, clustering, and optimization techniques to optimize the LTQPP. In this framework, geostatistical simulation techniques aim to model the quarry deposit while capturing the geological uncertainty in resource estimation. The clustering techniques are to aggregate blocks into selective mining cuts that reduce the optimization problem size and generate solutions in a practical timeframe. Optimization techniques were deployed to develop a new mathematical model to minimize the cost of producing the raw mix for the cement plant and mitigate the impact of geological uncertainty on the raw material supply. Matlab programming platform was chosen for implementing the clustering and optimization techniques and creating the software application. A case study of a limestone deposit in Southern Vietnam was carried out to verify the proposed framework and optimization models. Geostatistical simulation is applied to capture and transfer geological uncertainty into the optimization process. The optimization model size decreases significantly using the block clustering techniques and allowing generate solutions in a reasonable timeframe on ordinary computers. By considering mining and blending simultaneously, the optimization model minimizes the additive purchases to meet blending requirements and the amount of material sent to the waste dump. The experiments are also compared with the traditional optimization framework currently used for the deposit. The comparisons show a higher chance of ensuring a consistent supply of raw materials to the cement plant with a lower cost in the proposed framework. These results proved that the proposed framework provides a powerful tool for planners to optimize the LTQPP while securing the raw material supply in cement operations under geological uncertainty.:Title page _ i Declaration_ ii Acknowledgements _ i Publications during candidature_ii Abstract _iii Table of contents _v List of figures_viii List of tables _ xi List of abbreviations _xii Chapter 1 . Introduction _1 1.1 Background _1 1.2 Statement of the problem _2 1.3 Research aims and objectives_ 3 1.4 Scope of research _4 1.5 Research methodology _ 4 1.6 Significance of theresearch_5 1.7 Organization of thesis _6 Chapter 2 . Literature review _ 8 2.1 Introduction _ 8 2.2 Cement raw materials _8 2.3 Cement production process _ 8 2.3.1 Raw material recovery _9 2.3.2 Raw material processing_10 2.4 Impact of raw materials on the cement production process _12 2.5 Quarry planning and optimization _13 2.6 Long-term production planning (LTPP) problem _14 2.6.1 Deterministic approaches to solve the LTPP problem_15 2.6.2 Stochastic approaches for solving the LTPP problem_21 2.7 Conclusion_26 Chapter 3 . A stochastic optimization framework for LTQPP problem_28 3.1 Introduction_28 3.2 Deposit simulation_29 3.2.1 Simulating the rock type domains using SIS_30 3.2.2 Simulating the chemical grades within each domain conditionally to rock type domains, using SGS_30 3.3 Block clustering _31 3.4 The mathematical formulation for the LTQPP problem_32 3.4.1 Notation_34 3.4.2 Mathematical formulation_36 3.5 Numerical modelling_39 3.5.1 Clustering _39 3.5.2 SMIP formulation_41 3.6 Conclusion _47 Chapter 4 . Hierarchical simulation of cement raw material deposit_ 49 4.1 Introduction _49 4.2 Research area _ 50 4.2.1 General description_50 4.2.2. Data set_50 4.3. Application of hierarchical simulation _53 4.3.1 Rock-type simulation _ 53 4.3.2 Grade simulation _60 4.4. Discussion_73 4.5. Conclusion_76 Chapter 5 . Application of the stochastic optimization framework_77 5.1 Introduction_77 5.2 Implementation of KHRA _77 5.3 Implementation of the SMIP model _78 5.3.1 Sensitivity of the penalty cost _80 5.3.2 The effectiveness of the SMIP model _82 5.4 Risk mitigation _85 5.5 Conclusion _87 Chapter 6 . Conclusions and future works _ 89 6.1 Conclusions _89 6.2 Future works _91 References_ 93 Appendix I. Software Application _100 A.I.1 Introduction _100 A.I.2 Input preparation _101 A.I.2.1 Format of block model input _101 A.I.2.2 Import block model input _102 A.I.2.2 Cost assignment _104 A.I.2.3 Size reduction _ 107 A.I.3 Optimization _110 A.I.3.1 Destination _110 A.I.3.2 Production capacity _ 111 A.I.3.3 Additive purchase _ 111 A.I.3.4 Pit slopes _ 111 A.I.3.5 Optimization _ 112 A.I.4 Visualization of optimization results _112

The production of raw materials through mining projects is nowadays very challenging, mainly due to the rapid progress in the industrial and technological fields. On the one hand, they have to fulfill industries' requirements in their demand for materials while making a profit based on the current technologies. On the other hand, they should consider all other limitations, primarily environmental and social challenges that are confronting. The transportation system in any mining project is one of the most significant parts, especially in the technical and economic issues. It must transfer the planned volume of ore/waste that the whole stream of the mining process would not be interrupted and, it can cover the technical challenges and the costs imposed on the project. Additionally, it should be designed and selected to have the lowest environmental impact and the highest safety during the operation. Accordingly, a transportation system selection process that considers all these factors is one of the challenging issues in any mining project. Although the Truck-Shovel system is known as the conventional transportation in open-pit mines, which is preferable because of the low capital cost and high flexibility, it still imposes a high rate of operating costs, safety issues as well as environmental footprints. In-Pit Crushing and Conveying (IPCC) systems are the alternative transportation systems for the Truck-Shovel systems, in which the material is crushed inside the mine’s pit limit and transferred into the outside through conveyor belts. Although these systems are not new, they are mostly neglected as a transportation option basically due to the high capital cost and low flexibility. On the contrary, they can offer more environmentally friendly and safer working areas and a lower operating cost. According to these facts, each transportation system is preferable in a couple of technical, economic, environmental, safety, and social issues. Accordingly, in each circumstance, one or more of these systems can be used in the mining project. However, there is not yet a way or tool that investigates the transportation system selection along with the mine life that takes into account all of these factors. To fill this gap, this project aims to define a model to introduce all these elements while it is interactively connected throughout the mine life. For this and as the first step, the system dynamics modeling is defined and used to build the model for all the technical, economic, environmental, safety, and social factors. As an output of this step, software entitled “TEcESaS Indexes” is designed and produced through Venapp that makes working with the model comfortable. As the second step, a selection method based on the Analytical Hierarchy Process (AHP) is performed that the transportation system selection regarding all the mentioned factors can be made. As the output in this step, the “Sustainability Index” software programmed in the Java language is developed. Considering a hypothetical copper open-pit mine as the case study and implementing the designed software, the results show although the Truck-Shovel system should be used in the first two years of the project (2016 and 2017) in the single expert and deterministic mode, the Fully Mobile In-Pit Crushing and Conveying (FMIPCC) system shows the highest sustainability index among other transportation systems from 2018 until the end of the mine life. While in the group decision making and deterministic simulation, the Truck-Shovel system should be utilized from 2016 to 2020. Additionally, in the group decision making and stochastic mode, the FMIPCC is the selected transportation system with the highest sustainability index probability.

Designing and implementing comprehensive reclamation programme during mine operations can minimize environmental damage and decrease potential legal liability. Although Regulation (23) of the Ghana Environmental Assessment Regulation (1999) requires mine proponents to have plans for reclamation, it has been revealed most degraded mine-sites have not been reclaimed. Even in cases where some mining companies made reclamation attempts, such efforts could not produce any favourable outcome due to the failure in adopting such best reclamation management practices as slope stabilization and substrate amendment to promote vegetation establishment. Subsequently, this study was undertaken to (a) investigate the role of biological geotextiles in erosion control and (b) examine effects of organic amendments with stockpiled subsoil on tree growth and on ground vegetation cover. A waste-rock dump was graded to 33% slope and covered with a 70 cm layer of subsoil at the Amoma Pit of Newmont Ghana Gold Limited Ahafo-South project. To achieve the first objective, two kinds of biological geotextiles; Elephant-grass mat and “York” mat, were used with bare ground as control, in a randomized block design with two replications each. Mat performance against erosion was expressed as a percentage from the total sediment yield. Results showed both the Elephant-grass mat and the York mat significantly (p < 0.05) reduced soil loss by 56.6% and 97.3%, respectively, compared to the control. The mats acted as cover and protected the graded mine-slope against erosion and allowed vegetation to establish and grow through them. Two experimental plots (24 × 15 m) were established on a different portion of the waste-rock dump for the second objective. The treatments, manure (23 t ha-1) and control (no manure), were applied, followed by seeding of Cowpea (Vigna unguiculata) and planting of potted-seedlings of five forest-tree species. The Laser-point-quadrat method was used to estimate ground vegetation cover, whereas erosion was visually observed. Diameter and height data of the planted trees were collected. The results indicated the manure had significant positive influence on tree growth and on ground vegetation cover which facilitated superior soil stabilization, compared to the control. Manure supplied sufficient N to overcome N deficiency of the subsoil and additionally increased soil organic matter that boosted microbial activity and mineralization. The findings of the study highlight the urgent need of implementing best reclamation management practices in protecting the environment and securing successful reclamation during mine operations in Ghana. The achievement of this will promote responsible mining and further contribute to Ghanaians’ acceptability of mining as a sustainable developmental land use activity, rather than as a curse. Die Planung und Umsetzung umfassender Rekultivierungsprogramme während bergbaulicher Tätigkeit kann Schäden an der Umwelt sowie mögliche rechtliche Haftungen reduzieren. Obwohl die Regelung (23) der Ghanaischen Umweltprüfungsverordnung (1999) Bergbautreibende dazu verpflichtet Rekultivierungspläne vorzulegen, bleiben viele Bergbauflächen nichtrekultiviert. Auch in den Fällen, in denen Bergbauunternehmen Rekultivierungsversuche durchführten, blieb der Erfolg aufgrund von Fehlern bei der Umsetzung von Rekultivierungspraktiken zur Hangstabilisierung und Substratverbesserung aus. Diese Studie untersucht (a) biologische Geotextilien für den Erosionsschutz und (b) Auswirkungen organischer Bodenverbesserungsmittel auf das Baumwachstum und die Bodenvegetationsbedeckung. Auf einer Abraumhalde der Amoma-Grube wurde im Rahmen des Newmont Ghana Gold Limited Ahafo-South Projekts ein Hang mit einer Neigung von 33% mit einer 70 cm mächtigen Lage aus Unterbodenmaterial bedeckt. Für die erste Fragestellung wurden zwei biologische Geotextilien (Matten aus Elefantengras sowie „York“-Matten) und eine Kontrollvariante mit unbedeckter Bodenoberfläche in einem randomisierten Blockversuch mit je zwei Wiederholungen der beiden Matten eingesetzt. Die Erosionsschutzwirkung der Matten wurde in Prozent des Gesamtsedimentabtrags ausgedrückt. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl die Elefantengrasmatten als auch die York-Matten den Bodenabtrag signifikant (p < 0,05) um jeweils 56,6% bzw. 97,3% im Vergleich zur Kontrolle reduzierten. Die Matten schützten den Haldenhang vor Erosion und erlaubten die Entwicklung und das Durchwachsen der Vegetation. Zwei Versuchsflächen (24 x 15 m) wurden auf der Abraumhalde für die zweite Fragestellung eingerichtet. Auf ihnen wurde Mist (23 t ha-1) ausgebracht und eine Kontrollvariante (ohne Mist) etabliert sowie Kuhbohnen (Vigna unguiculata) ausgesät und Setzlinge von fünf Waldbaumarten gepflanzt. Die Laserpunkt-Quadrat-Methode wurde genutzt, um den Deckungsgrad der Bodenvegetation zu schätzen und Erosionserscheinungen wurden visuell beobachtet. Durchmesser und Höhe der Bäume wurden gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Mistzufuhr einen signifikanten positiven Einfluss auf Baumwachstum und Bodenvegetation hatte und damit zur Bodenstabilisierung beitrug. Der Mist stellte N bereit, um das N-Defizit des Unterbodenmaterials auszugleichen und erhöhte den Gehalt an organischer Bodensubstanz, was die mikrobielle Aktivität und die Mineralisation förderte. Die Studie zeigt den Bedarf für geeignete Rekultivierungsmaßnahmen für den Umweltschutz und zur Sicherstellung einer erfolgreichen Bergbaurekultivierung in Ghana. Damit wird ein verantwortlicher Bergbau gefördert sowie die Akzeptanz in der ghanaischen Bevölkerung für den Bergbau als eine nachhaltig Landnutzung und weniger als ein Fluch unterstützt.

Verflüssigungserscheinungen von Böden wurden bisher meistens im Zusammenhang mit zyklischen, undrainierten Beanspruchungen infolge von Erdbeben untersucht. Allerdings sind in jüngerer Vergangenheit größere Verflüssigungsereignisse in Kippengeländen ehemaliger Braunkohlentagebaue aufgetreten, welche nicht durch Erdbeben ausgelöst wurden. Im Allgemeinen sind die Eigenschaften und der Zustand des anstehenden Bodens, die Größe und Art der zyklischen oder statischen Einwirkung sowie die hydraulischen Verhältnisse Einflussparameter, welche das undrainierte Scherverhalten, und somit die Verflüssigung, kontrollieren. Das steady state-Konzept stellt eine Möglichkeit zur Modellierung des Spannungsdehnungs-Verhaltens dar. Der Einfluss des Feinkorngehaltes auf die Lage und Funktion der steady state-Linie experimentell untersucht. Danach wird das steady state-Konzept angewendet, um das Verflüssigungspotenzial von Lausitzer Kippensanden zu untersuchen und quantitativ einzuschätzen.

As ore grades decline, waste rock to ore ratios increase and mines become progressively deeper mining operations face challenges in more complex scenarios. Today´s predominant means of material transport in hard-rock surface mines are conventional mining trucks however despite rationalisation efforts material transportation cost increased significantly over the last decades and currently reach up to 60% of overall mining. Thus, considerations and efforts to reduce overall mining costs, promise highest success when focusing on the development of more economic material transport methods. Semi-mobile in-pit crusher and conveyor (SMIPCC) systems represent a viable, safer and less fossil fuel dependent alternative however its viability is still highly argued as inadequate methods for the long term projection of system capacity leads to high uncertainty and consequently higher risk. Therefore, the objective of this thesis is to develop a structured method for the determination of In-pit crusher and conveyor SMIPCC system that incorporates the random behaviour of system elements and their interaction. The method is based on a structured time usage model specific to SMIPCC system supported by a stochastic simulation. The developed method is used in a case study based on a hypothetical mine environment to analyse the system behaviour with regards to time usage model component, system capacity, and cost as a function of truck quantity and stockpile capacity. Furthermore, a comparison between a conventional truck & shovel system and SMIPCC system is provided. Results show that the capacity of a SMIPCC system reaches an optimum in terms of cost per tonne, which is 24% (22 cents per tonne) lower than a truck and shovel system. In addition, the developed method is found to be effective in providing a significantly higher level of information, which can be used in the mining industry to accurately project the economic viability of implementing a SMIPCC system.

This thesis deals with geomorphic processes associated with Small-Scale Opencast Mining (SSOM) in the Gatumba sector of the Western Highlands of Rwanda. In this area tin and tantalum mining was carried out for decades, and it has brought about increase in the wealth and standard of living of the people. Though a lot has been done and achieved in soil erosion research, and despite the enormous wealth coming from mining in Rwanda and Gatumba sector in particular, the negative environmental impacts resulting from mining activities were overlooked by miners and stakeholders and are scarcely addressed in the research yet. This trend was bound to last since there were no valid guidelines for assessing impacts and reclamation of mine sites for the operators in the sector. It was recently, in 2007, that restoration of mining areas has received great attention from the Rwanda Geology and Mine Authority. The objective of the research was to assess and to increase the understanding of geomorphic impact produced by SSOM. In this regards, the following aspects which indicate the types and spatial distribution of geomorphic processes were measured: (i) investigate the landforms typical of SSOM, (ii) map the watershed morphometry of the study area, (iii) analyse the most relevant properties of soils in term of geomorphology, and (iv) to assess the soil loss potential in the study area. Primary and secondary data were collected from Government agencies and personal observations. Desk study to review papers and relevant literatures, field observation and experiments, laboratory analyses, mapping and modelling using RUSLE were combined together to develop a practical and integrated methodological approach to effect and realize the objectives. The argument guiding this analytical approach is that physical processes produced by mining cannot be assessed through a single method. The first step mainly concentrated on defining mining sites suitable for assessing geomorphic processes. Within the two studied mines, namely Ruhanga and Gatare, different plots were identified based on the post-mining land uses, to investigate the level of soil and landscape degradation by comparing them with that of control sites located outside of mining influence. Modelling using RUSLE in GIS interface enabled to quantify soil loss potential within the mines and the watershed. Results indicate that the direct processes associated with opencast mining commonly involve pitting and trenching. Indirect and less conspicuous processes emerge as a long-term consequence of mining. They include depletion of organic matter, compaction or loosening of soil particles in mine sites mostly reflected by low content in organic matter, low rating in soil stable aggregates, and often high soil bulk densities which are variably distributed within the mine sites. This could explain the restriction or lowering, or the rapid infiltration of water into the soil during field experiments, as a consequence probably of the sealing of soil pores or the formation of fissures around mine shafts, from which slides or slumps occur. In average, soil organic matter comprises between 1 and 2.5 % on control sites and ex-mine cultivated sites. organic matter content of soils on reclamation sites was in the same ranges with that of control and ex-mine cultivated sites, but could reach 4,8 % in topsoil of some sample locations. The ex-mine self-recovering sites present much lower organic matter content which doesn’t exceed 2 % in general. The soil aggregation rating of the area is from very low (8%) to low (≤13.5 %). In general, the bulk density ranges between 1.29 to 1.56 g cm-3, and locally can attain 1.76 g cm-3. As a consequence, the total porosity changes locally. Application of correlation and multiple regression models showed a strong influence of soil organic matter on the bulk density. Infiltration tests performed on different experimental sites showed differences of rates in water intake rates as in infiltration curves as well. Infiltration rates are variably distributed over the mines. They range from very slow (3.8 mmhr-1) to rapid (111.18 mm hr-1). Atterberg Limits analyses showed that soils of Gatumba Mining District do not possess extreme properties and they are suitable for engineering purposes. The liquid limit ranges between 51 % and 26 %, whereas the plastic limit is comprised between 22 % and 18 %. The highest plastic index (PI) determined was 29 % and the later soil had a plastic index of 6 %. The average soil loss in the Gatumba watershed is 27.45 t ha-1 yr-1 with a standard deviation of 0.891. More than 65% of land are prone to high rates of soil loss (exceeding 10 t ha-1 yr-1), and an increasing soil erosion follows increasing slope and land use patterns. The maxima of soil erosion rates are found in Upper Kibilira, Kirombozi and Gisuma catchments respectively. Based on different scenarios applied to quantify soil erosion rates, we found that more the organic matter content from 0. 5%, 2% and >2%) is increased with better support practice (from contour, strip and terrace), more the soil erosion potentials are decreased linearly, in the order of 18.8 to 17.8 t ha-1 yr-1 from 2% to >2 % of organic matter content respectively. To make SSOM more environmentally sustainable, there is a need of developing integrated practices and cross-cutting approaches that reduce the environmental impact of mining operations, and leave mine sites in an acceptable state for reuse by people or systems. Practices such as isolation of soil and earth material, stabilization of slopes and amendments of sites to be restored should be highly considered in the process of rehabilitation of affected sites. Diese Arbeit behandelt geomorphologische Prozesse, die im Zusammenhang mit kleinräumigen Tagebauen (Small-Scale Opencast Mining) in der Gatumba-Region des westlichen Hochlands von Ruanda auftreten. In diesem Gebiet fand jahrzehntelanger Zinn- und Tantalabbau statt, der das Einkommen und den Lebensstandard der Bevölkerung erhöht hat. Obwohl im Bereich der Bodenerosionsforschung viel unternommen und erreicht wurde, und trotz des aus dem Bergbau in Ruanda und Gatumba kommenden enormen Reichtums, wurden dessen negative Auswirkungen auf die Umwelt sowohl von Bergbautreibenden als auch anderen Interessengruppen ignoriert und von der Forschung weitgehend vernachlässigt. Dieser Zustand hat sich verfestigt, da es für die Akteure in der Region keine verbindlichen Regelungen hinsichtlich Erfassung von Auswirkungen des Bergbaus und Wiederherstellungsmaßnahmen gibt. Erst kürzlich, im Jahr 2007, hat die Wiederherstellung der Bergbaugebiete größere Aufmerksamkeit seitens der Ruandischen Geologie- und Bergbaubehörde erhalten. Das Ziel der Forschungsarbeiten war es, die geomorphologischen Auswirkungen von kleinräumigen Tagebauen abzuschätzen und besser zu verstehen. In diesem Zusammenhang wurden die folgenden Aspekte, die die Art und räumliche Verteilung von geomorphologischen Prozessen charakterisieren, erfasst: (i) Untersuchung der Landschaftsformen, die für SSOM kennzeichnend sind, (ii) Kartierung der Einzugsgebiets-Morphometrie im Untersuchungsgebiet, (iii) Analyse der relevantesten Bodeneigenschaften hinsichtlich der Geomorphologie, und (iv) Abschätzung der potentiellen Bodendegradation im Untersuchungsgebiet. Primäre und sekundäre Daten wurden bei Regierungsbehörden und durch eigene Beobachtungen zusammengestellt. Literaturrecherche, Feldbeobachtungen und-experimente, Laboranalysen, Kartierung und Modellierung mittels RUSLE wurden kombiniert um einen praktischen und integrativen methodischen Ansatz für das Erreichen der Zielstellungen zu entwickeln. Die Grundidee bei diesem analytischen Ansatz ist, dass die mit dem Bergbau assoziierten physikalischen Prozesse nicht durch nur eine einzige Methode erfasst werden können. In einem ersten Schritt wurden geeignete Tagebaue für die Erfassung geomorphologischer Prozesse bestimmt. Innerhalb der zwei untersuchten Tagebaue (Ruhanga und Gatare) wurden anhand der nachbergbaulichen Landnutzung verschiedene Untersuchungsflächen identifiziert, um den Grad der Boden- und Landschaftsdegradierung anhand des Vergleichs mit Kontrollstandorten außerhalb des bergbaulichen Einflusses zu untersuchen. Modellierung mit RUSLE über ein ArcGIS-Interface ermöglichte die Quantifizierung des Bodenabtragspotentials innerhalb der Tagebaue und des Einzugsgebiets Die Ergebnisse zeigen, dass die direkten Prozesse, die mit tagebaulichem Bergbau verbunden sind, üblicherweise die Anlage von Gruben und Gräben umfassen. Indirekte und weniger augenfällige Prozesse treten als langfristige Konsequenz des Bergbaus auf. Sie umfassen die Verringerung der organischen Substanz, Verdichtung oder Auflockerung von Bodenpartikeln an Bergbaustandorten, die meist mit einem niedrigen Gehalt an OS einhergeht, niedrige Gehalte an stabilen Bodenaggregaten, und oftmals hohen Lagerungsdichten, die variabel innerhalb der Bergbaustandorte verteilt sind. Dies könnte die Beschränkung oder Absenkung, oder die schnelle Infiltration von Wasser in den Boden während der Feldexperimente erklären, möglicherweise als Konsequenz der Porenversiegelung oder der Rissbildung um Minenschächte, von denen aus Rutschungen oder Grundbrüche entstehen. Die organischen Substanz-Gehalte reichen von 1 bis 2,5% an den Kontrollstandorten und landwirtschaftlich genutzten ehemaligen Bergbaustandorten. OS-Gehalte an wiederhergestellten Standorten waren in derselben Größenordnung wie die Kontrollstandorte und die landwirtschaftlich genutzten ehemaligen Bergbaustandorte. Die sich selbst erholenden Standorte im ehemaligen Tagebau weisen weit niedrigere organischen Substanz-Gehalte auf, die generell 2 % nicht überschreiten. Die Rate der Bodenaggregatbildung reicht von sehr gering (8 %) bis gering (≤13,5 %). Die Lagerungsdichten reichen von 1,29 bis 1,59 g cm-3, und können lokal bis 1,76 g cm-3 erreichen. Als Konsequenz ändert sich auch die Gesamtporosität lokal. Die Anwendung von Korrelations- und multiplen Regressionsmodellen ergab einen starken Einfluss der organischen Substanz auf die Lagerungsdichten. Infiltrationsexperimente, die an Proben der verschiedenen Versuchsstandorte durchgeführt wurden, zeigten Unterschiede sowohl bei der Wasseraufnahmerate als auch bei den Infiltrationskurven. Infiltrationskurven sind variabel über die Untersuchungsstandorte verteilt. Sie reichen von sehr langsam (3,8 mm h-1) bis schnell (111,2 mm h-1). Die Versuche zu den Atterberg’schen Grenzen zeigen, dass die Böden des Gatumba-Bergbaudistrikts keine extremen Eigenschaften aufweisen und für technische Maßnahmen geeignet sind. Die Fließgrenze liegt zwischen 26 % und 51 %, wohingegen die Ausrollgrenze Werte zwischen 18 % und 22 % umfasst. Die höchste gemessene Ausrollgrenze war 29 %, und dieser Boden wies eine Plastizitätszahl von 6 % auf. Der durchschnittliche Bodenabtrag im Gatumba Einzugsgebiet beträgt 27,45 t ha-1 a-1 mit einer Standardabweichung von 0,891. Mehr als 65 % des Landes sind anfällig für hohe Bodenabtragsraten (mehr als 10 t ha-1 a-1), und eine steigende Bodenerosion folgt steigenden Hangneigungen und Landnutzungsmustern. Die Höchstwerte der Bodenabtragungsraten finden sich jeweils im Oberen Kibilira, Kirombozi und Gisuma-Einzugsgebiet. Auf Grundlage verschiedener Szenarien, die zur Quantifizierung der Bodenerosionsraten angewendet wurden, zeigte sich, dass mit höheren organischen Substanz-Gehalten (2 % bis >2 %) und mit verbesserten Anbaupraktiken (Kontur-, Streifen-, Terrassenanbau) die Bodenerosionsraten linear in der Größenordnung von 17,8 bis 18,8 t ha-1 a-1 verringern. Um kleinräumigen Tagebauen umweltverträglicher zu gestalten bedarf es der Entwicklung integrierter Methoden und interdisziplinärer Ansätze die die Umweltfolgen von Bergbauoperationen reduzieren und Bergbaustandorte in einem nutzungsfähigen Zustand hinterlassen. Praktiken wie die Trennung von Boden und Gesteinsaushub, die Stabilisierung von Hängen und die Verbesserung von Wiederherstellungsstandorten sollten größte Berücksichtigung beim Rehabilitationsprozess betroffener Standorte finden.

In dieser Arbeit wurden Angebotskurven für 22 bedeutende Ölförderländer ermittelt und anschließend zu globalen Angebotskurven aggregiert. Gemäß den ermittelten Angebotskurven sind nahezu alle gegenwärtig in der Förderphase befindlichen Ölprojekte in den Untersuchungsländern auch beim aktuellen Ölpreis von 35 bis 40 US-$ je Barrel unter Berücksichtigung der kurzfristigen Grenzkosten rentabel. Sollte der Ölpreis jedoch in den kommenden Jahren auf diesem Niveau verharren, wird es bis zum Jahr 2024 zu einem Angebotsengpass auf dem globalen Ölmarkt kommen, da zur Deckung der zukünftigen Nachfrage die Erschließung kostenintensiver, unkonventioneller Lagerstätten und von Lagerstätten in tiefen und sehr tiefen Gewässern notwendig ist. Damit es bis zum Jahr 2024 nicht zu einem solchen Angebotsengpass kommt, ist gemäß des ermittelten langfristigen Marktgleichgewichts ein Ölpreis von mindestens 80 (2014er) US-$ je Barrel notwendig.:1. Einleitung 2. Rohöl - Eine naturwissenschaftliche Einführung 3. Charakteristika von Rohölprojekten 4. Historie der Ölindustrie 5. Ökonomik von Rohölprojekten 6. Fallstudien zu den bedeutendsten Förderländern 7. Ermittlung regionaler und globaler Angebotskurven 8. Zusammenfassung

Most of mining operations in Indonesia use open pit mine methods, with truck and shovel system and a large amount of manpower. The mining industry plays an important role contributed to the national economy and development in Indonesia, otherwise the mine accidents become as sensitive issue or problem. The main cause of mine accidents is still dominant of the low safety awarenesses and accountabilities, and also improperly cost spent on the occupational health and safety (OSH) programs. This thesis describes the concept behind the return on prevention and workers‟ perception descriptive analyses of the occupational health and safety in relation to improve safety performances. The proactive action plan related to accidents prevention is as an essential step of the risk management processes. Participation and intervention for all employees are important and urgent, especially for the frontline workers, which are crucial in achieving good safety performances with financial support properly. The main objective of this study evaluates of the workers‟ perception and cost spent on the occupational health and safety program at the companies in relation to accident prevention efforts. In general, the several objectives are described to evaluate of the mine accident rates, the validity and reliability tests of the questionnaires, workers relationships and suggestions, interviews, observations, and the OSH cost effectiveness. The methods of this study are assessed by the descriptive statistical analysis approaches of the return on prevention with the microeconomic model of the net present value, internal rate of return, and cost benefit analysis to justify the benefits return and the break even point and interventions directly according to the workers‟ perception through questionnaire, interview, and observation. The methodology is assessed by the gathering data obtained from the companies through the surveys of the questionnaire, interview, observation, and the money expenses in the occupational health and safety for the workers. The valuation methods are used by the degree of significance of 95%, margin of error 5%, with total number of respondents are 1,600 persons as sampling which representation of the four surface coal mine companies in Indonesia. The seven elements are a basic assessment approached of the training and education, personal protective equipment, preventive medical check up, employment injury insurance, improvement existing technology, signalization, and organization. The result shows the advantages using these analyses which described the importance of the money invested on OSH and effectiveness of interventions by worker‟s perception in order to prevent accidents at workplace. The effectiveness of interventions to the environment working conditions and workers mindsets directly. The OSH cost invested for workers, in general, will triggers the work performances to be better, and then the occupational health and safety in a strong position to achieve the goals of the company. Improvement safety awareness and accountability of workers shall reduce or prevent accidents at work, and the company should be invested money in the OSH program with the minimum amount is US $ 207.17 per employee or US $ 0.12 per ton of coal produced. The investment of the people and money properly shall give significant impacts in preventing accidents to achieve zero accident vision in order to protect people, property, process and profit of the company for short or long term benefits, and will also give a good images for sustainable in mining business.

La région qui s’étend aux environs de Halle sur le rebord oriental du Harz à l’ouest du cours de la Saale peut s’enorgueillir d’un prestigieux passé minier. L’extraction du sel puis de la potasse, l’exploitation du cuivre du Mansfelder Land attestée depuis 1199, enfin plus récemment le développement de grandes mines de lignite à ciel ouvert ont laissé des traces profondes dans les paysages accidentés de terrils (Halden) et d’excavations. Malgré l’arrêt presque complet de toute activité d’extraction depuis l’unification, ce passé minier va encore peser longtemps sur l’environnement de la région affectée par de nombreux mouvements de terrain et dont les sols et les rivières présentent localement de fortes concentrations en métaux lourds. La reconversion économique de la région exige un vaste programme d’assainissement et de réhabilitation des paysages miniers. L’immense exploitation de lignite de Geiseltal va ainsi devenir un lac qui doit servir de support à des activités de loisirs. Dans le Mansfelder Land par contre, on ne souhaite pas faire table rase du passé et l’on développe un concept consistant à valoriser le patrimoine minier symbolisé par les nombreux « Halden » qui constituent un élément essentiel du paysage. The region around the city of Halle extending from the eastern margin of the Harz mountains to the west bank of the River Saale to the east can pride itself on a splendid mining past. The extraction of rock salt and potash, the mining of copper in the Mansfelder Land since 1199 and more recently the vast open-cast mining activities associated with the extraction of brown coal have left obvious traces in the landscape such as tall slag heaps (tailings) and deep excavations. Despite almost complete abandonment of mining activities since German reunification, the environment remains profoundly affected by its mining heritage through land subsidence, slope instability and heavy metal contamination of soils and rivers. The economic restructuring of the region requires a huge programme of remediation of mining areas. The vast excavation pit near Geiseltal will become a lake for recreational activities. In Mansfelder Land, by contrast, it is not intended to make a complete break with the mining past, the idea being to maintain the numerous slag heaps as mining memorials and visible symbols of the mining inheritage. Westlich der Saale bei Halle blickt das östliche Harzvorland auf eine glanzvolle Bergbaugeschichte zurück. Der Salz- und Kalibergbau, die seit 1199 nachgewiesene Kupfergewinnung und in jüngerer Zeit die Entwicklung der großen Braunkohletagebaue haben viele sichtbare Spuren in der Landschaft hinterlassen, die durch Halden und große Gruben gekennzeichnet sind. Trotz der Einstellung fast aller Grubenbetriebe nach der Vereinigung prägt dieser ehemalige Bergbau noch heute die Umwelt des östlichen Harzvorlandes, z. B. durch zahlreiche Sackungserscheinungen und durch lokale Schwermetallbelastung der Böden und Flüsse. Die wirtschaftliche Umgestaltung der Gegend erfordert ein großes Sanierungsprogramm für die Bergbaufolgelandschaft. Der riesige Braunkohletagebau bei Geiseltal soll ein See und als Erholungsgebiet genutzt werden. Im Gegensatz dazu wird im Mansfelder Land nicht geplant, mit der Bergbaulandschaft Tabula rasa zu machen. Ein Konzept wird entwickelt, nach dem zahlreiche Halden, als Symbole der Bergbaugeschichte und markante Zeugen der Kulturlandschaft zu Bergbaudenkmäler erklärt werden.

Coal mining is an important economic activity as it covers the energy demands, generates export revenues and creates employment opportunities. Mining can, however, impact the local environment. Different mining operations produce several types of waste materials and one of the major wastes produced by open-pit mines is waste rock, which is dumped at waste rock dumps. The waste rock dumps can impact the environment in several ways. For instance, in Vietnam open-pit mines have disturbed the beauty of region where an important tourist resort “Ha Long Bay” is located resulting in the conflict of interest between mining itself on one hand while the aesthetics of an environmentally sensitive area located nearby on the other hand. RAME (Research Association Mining and Environment) is a joint industry and academic research effort to promote sustainable solutions for the mining industry in Vietnam and was founded by the German research institutions and companies in the year 2005. The present work has been completed in the framework of execution of the RAME research project. This dissertation investigates the environmental as well as the stabilisation performance of traditional sidehill fill dumping practice from open-pit mines with a focus on existing dumping operations in the Quang Ninh Province of Vietnam. Special emphasis is put on the potential issues of sidehill fill dumping and several case studies are being presented to demonstrate the potential problems of disposal practice which resulted in the necessity of a new dumping approach. A new concept of dumping the waste rock in the form of layers as a solution has been proposed and implemented within the framework of the RAME research project. The new dumping concept constitutes the later parts of the investigation, in order to avoid potential dumping problems. Layered dumping as an alternative to the traditional sidehill fill disposal offers significant potential stabilisation and environmental benefits which are discussed in the present work. A particular focus is given to the economical comparison of the traditional as well as the new disposal approach to assess the feasibility of the layered dumping method. Cost comparison approach is developed in the present work for both sidehill fill and layered dumping based on a block model of the waste rock dump. The results of the model disclose the possible financial benefits for particular dumping profiles with the implementation of layered dumping. The results of cost comparison from the developed model are then compared to the actual cost of dumping operations in Vietnam. The results support the fact that the application of new dumping approach can help to resolve the conflicting issues of mining and environment while bringing economic benefits at the same time.

In dieser Masterarbeit wird das Lobbying gegenüber dem Entscheidungsträger im Fall des CCS-Gesetzes von 2009 - 2012 in Deutschland anhand von Interviews mit dem Energieunternehmen Vattenfall und den Umweltorganisationen WWF und Greenpeace untersucht. Lobbyismus wird von den Politikwissenschaftlern Thomas Leif und Rudolf Speth als fünfte Gewalt bezeichnet. Die fünfte Gewalt ist eine Analogie zu den drei unabhängigen Gewalten der Staatstheorie, nämlich die Exekutive (vollziehende Gewalt), die Legislative (Gesetzgebung) und die Judikative (Rechtsprechung). Nicht nur große Unternehmen wie Vattenfall, sondern auch Umweltorganisationen wie Greenpeace und WWF bekennen sich heute zur Lobby-Arbeit und Lobbying ist die meist verbreitete Handlungsweise der deutschen Umweltorganisationen. CCS ist eine Abkürzung des Englischen Carbon Dioxide Capture and Storage, auf Deutsch: CO2-Abscheidung und -Speicherung. CCS ist eine Technologie, die versucht, das CO2 abzuscheiden und unterirdisch zu speichern, so dass es nicht in die Atmosphäre gelangt. CO2 gilt als die Hauptursache des globalen Klimawandels und viele sehen CCS als eine Möglichkeit, den CO2-Ausstoß zu reduzieren, während andere es als eine teure und gefährliche Technologie sehen, die eine Sackgasse ist. Viele Bücher und Artikel sind über das Thema Lobbyismus geschrieben worden und viele Artikel widmen sich dem Gesetzgebungsverfahren, dem CCS-Gesetzgebungsprozess in Deutschland. Obwohl einige Artikel sich dem Lobbying bei diesem Prozess gewidmet haben, haben sich keine mit den Aussagen von Akteuren beschäftigt, die selber aktiv waren, um Einfluss auf Entscheidungsträger auszuüben. Der Bundestagsabgeordnete und Berichterstatter zu CCS bei der SPD, Marco Bülow, hat allerdings ein Kapitel zum CCS-Prozess im Licht von Lobbying, in dem Buch Wir Abnicker (2010) geschrieben, aber aus der Sicht der Entscheidungsträger. Dort behauptet Bülow, dass die Umweltverbände es wegen ihrer deutlich geringeren personellen und finanziellen Ausstattung schwer haben, ein Gegengewicht zu den Unternehmen und ihren Vertretungen in der Konkurrenz um Einfluss zu bilden. Diese Arbeit wird diese Behauptung im Licht des Gesetzgebungsprozesses zu CCS untersuchen.

graph. Darst.

Ill., graph. Darst.

The problem of long-term planning of a hard rock open pit mine (discontinuous exploitation operation) is a large combinatorial problem which cannot be solved in a reasonable amount of time through mathematical programming models because of its large size. In this thesis, a new metaheuristic algorithm has been developed based on the Ant Colony Optimization (ACO) and its application in long-term scheduling of a two dimensional hypothetical block model has been analysed. ACO is inspired by the foraging behaviour of ants (i.e. finding the shortest way from the colony to the food source), and has been successfully implemented in several combinatorial optimization problems. In nature, ants transmit a message to other members by laying down a trail with a chemical called pheromones. Instead of travelling in a random manner, the pheromone trail allows the ants to trace the path. Over time, the pheromones layed over longer paths evaporate, whereas those over shorter routes continue to be marched over. In order to simulate the ACO process for long-term planning of a hard rock open-pit mine, various programming variables have been considered for each block as the pheromone trails. The number of these variables is equal to the number of planning periods. In fact these pheromone trails represent the desirability of the block for being the deepest point of the mine in that column for the given mining period. The shape of any given pit (in respect to the slope angles) can be represented by means of a simple array of integer numbers. Each element in this array shows the depth of the pit in an individual column of block model. Extending this concept to a long-term production planning, a mine schedule would be represented by an array that has several mine depths at each column of block model related to different production periods. At the beginning, the values of the pheromone trails are initialized according to a mine schedule generated by Lerchs-Grossmann’s algorithm and the alternative to parameterization algorithm of Wang & Sevim. During initialization, relatively higher values of pheromones are assigned to those blocks that are close to the deepest points of the push backs in the initial mine schedule. This leads the procedure to construct a series of random schedules which are not far from the initial solution. In each ACO iteration, several mine schedules are constructed based on current pheromone trails. This is implemented through a process called “depth determination”. In this process the depth of a mine in each period is determined for each column of the block model. The higher the value of the pheromone trail of a particular block, the higher the possibility of selecting that block as the pit depth in that period. Subsequently the pheromone values of all blocks are reduced to a certain percentage (evaporation) and additionally the pheromone value of the participating blocks used in defining the constructed schedules are increased according to the quality of the generated solutions. Through repeated iterations, the pheromone values of the blocks which define the shape of the optimum solution are increased whereas those of the others have been significantly evaporated. The ACO optimization iterations could be implemented in a variety of ways. The Ant System (AS) is the first and simplest method, whereby all of the constructed schedules are allowed to contribute in the pheromone deposition. In each iteration of the second method, the Elitist Ant System (EAS), the best schedule found up to that iteration (the best-so-far schedule) is also allowed to deposit pheromones. ASrank is the third method in which only a few good schedules are able to add pheromones. The other variants are the Max-Min Ant System (MMAS) and the Ant Colony System (ACS), which allow only the best-so-far schedule to deposit pheromones and utilise special pheromone limitations in order to prevent the stagnation in local optimums. To test the efficiency of the algorithm, a computer program has been developed in Visual Basic 2005 programming language. As a case study, the block model of a hypothetical iron ore deposit with 1000 blocks was considered and different variants of ACO had been analysed in order to find the best combination of ACO parameters. The analysis revealed that the ACO is able to improve the value of the initial mining schedule by up to 34% in a reasonable computational time. This is mainly contributed to the consideration of the penalties to the deviations of the capacities and the production qualities from their permitted limits. It had also been proved that the MMAS is the most explorative variant, while ACS is the fastest method. These two variants also count as the only variants which could be applied to a large block model in respect to the amount of memory needed.

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(de)Pit lake, flooding, acidification, neutralization, precipitation of iron, eutrophication, elimination of phosphorus, sedimentation, stratification, meromixis, heavy metals, plankton, graphs

(de)Thermally-enhanced soil remediation, dialectric heating, mobilisation, Ill., graph. Darst

Die Braunkohle (Lignit) erscheint auf dem Markt umgewandelt in Strom mit seinem kWh-Preis. Der Wettbewerb am Markt und die Senkung des Preises der elektrischen Energie haben die Braunkohlebergwerke in eine sehr schwierige Wirtschaftslage gebracht; viele Bergwergw schliessen oder setzen die Arbeit im herabgesetzten Umfag fort. Schwierigkeiten mit der Kernkraftnutzung einerseits, sowie die "unaufschöpfbaren" Vorräte der Braunkohle, die Entwicklung der Werbrennungsverfahren, der Umweltschutz und die hohe Automatisierung der Bergbauausrüstung andererseits, bieten den Braunkohlebergwerken eine reele Möglichkeit, die Erzeugung in der ersten Hälfte des XXI Jahrhunderts aufrechtzuerhalten und vorsichtig zu steigern, dar. Für Länder, welche über hochwertigere Energieträger nicht verfügen, ist der Überblick der Marktlage und des wirtschaftlichen Wertes der Braunkohle vom besonderen Interesse. Der Mangel an fossilen Energieträgern in Krotien (Erdgas-und Erdöl-vorräte in Lagerstätten sind klein-derzeit wird über 50% des Bedarfes eingeführt, die Kohle stellt keinen ernstzunehmenden Vorrat dar) und groβe Braunkohlevorräte im unmittelbaren Ausland (voraussehbar über 1000MW 40 Jahre hindurch) beeinflusst Gelehrte und Wirtschaftsfachleute den Zustand und die Lage von Braunkohlebergwerken zu beobachten und die Vertretbarkeit des möglichen Ausbaus einer energetischen anlage in Zusammenarbeit mit dem Inhaberlande (Bosnien und Herzegovina B&H) zu bewerten. Das hat die Verfasser dieses Artikels angeregt, die Erörterung sowohl bestehender Braunkohle-Tagebaue als auch jener in Eröffnungsvorbereitung breiter zu entfalten und eine reel bestehende Lagerstätte ("Kongora" bei der Stadt Tomislavgrad) sachgerecht zu bewerten.