Glückauf!

Die Komponente Wasser spielt im Bergbau eine herausragende Rolle. Das gilt sowohl für den aktiven als auch den Nachbergbau. Im aktiven Bergbau geht es insbesondere um das Entwässern im Tief- ebenso wie im Tagebau, das für einen sicheren und ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich ist. Insofern liegt das Interesse hier vor allem beim Bergbaubetreiber. Dies ändert sich mit dem Ende des Bergbaus, wenn das öffentliche Interesse in Hinblick auf das zunimmt, was zukünftig auf den dann ehemaligen Bergbauflächen passieren wird. Dabei geht es um Fragestellungen wie die Beeinflussung des Grundwassers durch Grubenwasser, die Flutung von Tagebaurestlöchern, die Sanierung von Tagebaufolgeseen und grundsätzlich die Behandlung von Grubenwasser bezüglich möglicher Verunreinigungen. Die diesjährige Nachbergbauausgabe des Mining Report Glückauf widmet sich daher insbesondere dem Wassermanagement.
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Mit freundlichem Glückauf, Andreas-Peter Sitte
Chefredakteur Mining Report Glückauf, Essen

AUSGABE 03/2019

Grubenwasserhaltung im Ruhrgebiet – Chancen für die Zukunft

Fig. 1. Mine water discharge points 2006 in the Ruhr area. // Bild 1. Grubenwassereinleitungen 2006 im Ruhrgebiet. Source/Quelle: RAG

Mit Beendigung des deutschen Steinkohlenbergbaus im Jahr 2018 entfällt die Notwendigkeit, untertägige Betriebsbereiche vor eindringendem Wasser zu schützen. Somit eröffnen sich Möglichkeiten, die Grubenwasserhaltung auf lange Sicht neu zu gestalten. Das Grubenwasserkonzept der RAG Aktiengesellschaft, Essen, sieht langfristig eine Reduzierung der Wasserhaltungsstandorte, die Umrüstung auf Brunnenwasserhaltung und eine Anhebung des Pumpniveaus vor. Insbesondere mit Hinblick auf die Entlastung der aufnehmenden Gewässer ergibt sich die Chance, zahlreiche Flüsse und Bäche vom Grubenwasser zu entlasten. Im Steinkohlenrevier Ruhrgebiet soll statt an den derzeit noch betriebenen zehn Standorten zukünftig nur noch an sechs Standorten das Grubenwasser gehoben und in größere Flüsse eingeleitet werden.

Autoren: Isabelle Balzer M. Sc., Dipl.-Geol. Markus Roth, RAG Aktiengesellschaft, Essen

Ingenieurtunnelbau trifft Bergbau – Besondere technische Herausforderungen bei der Projektierung und Planung des Grubenwasserkanals Ibbenbüren

Entsprechend den politischen Vorgaben ist in Deutschland der Ausstieg aus der Steinkohlenförderung Ende 2018 erfolgt und damit wird derzeit auch der Rückzug aus dem Bergwerk Ibbenbüren der RAG Anthrazit Ibbenbüren GmbH durchgeführt. Um der Ewigkeitsaufgabe der Grubenwasserhaltung gerecht zu werden und langfristig Betriebskosten zu reduzieren, soll das ansteigende Grubenwasser zukünftig auf einem definierten Niveau sicher gefasst und dauerhaft im Freispiegelgefälle einer Wasseraufbereitung zugeführt werden. Zur Realisierung dieser Aufgabe wurde ein neuer, rd. 7,3 km langer Grubenwasserkanal projektiert. Im Spätsommer 2018 wurde die Arge Grubenwasserkanal Ibbenbüren, bestehend aus den Ingenieurbüros Dorsch International Consultants GmbH, Offenbach, IMM Maidl & Maidl Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG, Bochum, und Dr. Pecher AG, Erkrath, mit den Planungsleistungen für den Grubenwasserkanal beauftragt.

Autoren: Dipl.-Ing. Dennis Edelhoff MBA, IMM Maidl & Maidl Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG, Bochum, Dipl.-Ing. Jürgen Kunz und Dipl.-Ing. Heinz-Dieter Pollmann, RAG Anthrazit Ibbenbüren GmbH

Der Schutz von Grundwasserleitern beim Grubenwasseranstieg: Grubenwassermanagement im Durham-Revier (Großbritannien) und ein Vergleich mit dem Konzept in Lothringen (Frankreich)

Bild 2. South Butterknowle-Region des Durham-Reviers. Die schwarzen Umrandungen geben die Lage der verschiedenen Abbaublöcke wieder (nach (9, 11)). Das gesamte Gebiet wurde im Lauf der 1970er Jahre stillgelegt und geflutet. Infolge der Flutung kam es lokal zu Beeinträchtigungen des überlagernden Magnesian Limestone-Grundwasserleiters, nachweislich u. a. im Beobachtungsbrunnen NCB22 (7, 8, 9).

Wird ein Steinkohlenrevier endgültig stillgelegt, entfällt auch die betriebliche Notwendigkeit, die Wasserhaltungsmaßnahmen weiterzuführen. Mit dem Abschalten der Pumpen kommt es dabei in der Regel auch zu einem Anstieg des Grubenwassers. Dieser Prozess kann sehr schnell vonstattengehen oder sich über mehrere Jahre bis hin zu Jahrzehnten erstrecken. Nicht nur in Deutschland, sondern weltweit liefen bereits vielfach Grubenwasseranstiege ab, z. T. ohne von der Öffentlichkeit wahrgenommen zu werden. In Großbritannien kam es im Abbaugebiet South Butterknowle des Durham Reviers infolge einer falschen Einschätzung der hydrogeologischen Verhältnisse zu einer Durchmischung von Gruben- und Grundwasser. Im Beitrag soll gezeigt werden, wie aus den dort gemachten Erfahrungen Lehren gezogen wurden und wie das Grubenwassermanagement in der Nachbergbauphase in den Revieren East of Wear (Großbritannien) sowie in Lothringen (Frankreich) angepasst und die dortigen Grundwasserleiter nachhaltig geschützt werden konnten.

Autoren: Dr. rer. nat. Bastian Reker, Sebastian Westermann M. Sc., Prof. Dr.-Ing. Peter Goerke-Mallet, Prof. Dr. rer. nat. Christian Melchers, Forschungszentrum Nachbergbau, Technische Hochschule Georg Agricola (THGA), Bochum

Themen des Grundwasserwiederanstiegs im Rheinischen Braunkohlenrevier

Nach dem Ende eines Braunkohlentagebaus soll das abgesenkte Grundwasser grundsätzlich möglichst schnell wieder auf den vorbergbaulichen Zustand ansteigen. Dabei sind jedoch sowohl bergbauliche Einwirkungen auf die Wasserlandschaft als auch infrastrukturelle und siedlungsbezogene Aktivitäten des Menschen zu berücksichtigen. In diesem Zusammenhang ergeben sich verschiedene wasserwirtschaftliche Aufgabenstellungen und Verantwortlichkeiten, die hier für das Rheinische Braunkohlenrevier dargestellt und diskutiert werden. Der Beitrag ist eine aktualisierte Version des unter gleichem Titel in der Zeitschrift Wasserwirtschaft 4/2017 veröffentlichten Artikels.

Autoren: Prof. Dr.-Ing. Christian Forkel, Sara Hassel M. Sc., Dr.-Ing. Piercristian Rinaldi, Dipl.-Ing. Christian Müller, RWE Power AG, Bergheim

Lausitzer Flutungsgeschehen 2018 aus Sicht der LMBV

Das Jahr 2018 war in der Lausitz geprägt von den vielfältigen Aktivitäten der Lausitzer und Mitteldeutschen Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV), Senftenberg, zur Planung und Durchführung von geplanten Sanierungsmaßnahmen und insbesondere beeinflusst von der extremen Trockenperiode mit Auswirkungen auf die Sanierungsprozesse sowie die Gewässerbewirtschaftung im Lausitzer Revier. Erstmals 2018 wurde mehr Wasser aus den jungen Bergbaufolgeseen und Speichern der LMBV abgeschlagen als aus den Flussgebieten der Lausitz aufgenommen. Die Situation in den Bergbaufolgeseen durch das Erreichen von geotechnisch vorgegebenen Grenzwasserständen in der Lausitz wurde durch eine aktive Steuerung beherrscht. Lediglich am Landesgewässer Senftenberger See ereignete sich, begünstigt durch die niedrigen Wasserstände, eine Rutschung im Inselbereich. Im Lausitzer Revier setzte sich im Jahr 2018 die Wiederherstellung eines sich weitestgehend selbst regulierenden Wasserhaushalts kontinuierlich fort. Das Wasserdefizit in der Lausitz mit den Einzugsgebieten der Spree, Schwarzen Elster und Neiße verringerte sich in den Grundwasserleitern geringfügig, während sich …

Autoren: Dipl.-Ing. Eckhard Scholz, Dipl.- Ing. Doris Mischke, und Dr. Uwe Steinhuber, Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV), Senftenberg

Hydrogeochemisches Systemverständnis – Erkenntnisse zu Zuflusssystemen von Erztagebauen und zur Rückgewinnung von Wertelementen aus Tailingskörpern bzw. Bergbauwässern

Fig. 2. Field investigation and sampling of a Chilean tailings body. // Bild 2. Felduntersuchung und Probenahme an einem chilenischen Tailingskörper. Source/Quelle: TUBAF

Bergbau ist ohne Berücksichtigung der Komponente Wasser nicht möglich. Diesbezüglich ergibt sich eine Vielzahl an Fragestellungen. Dazu gehören die Entwässerung im Tief- und Tagebau, die nachbergbauliche Flutung von Tagebaurestlöchern, Sanierung saurer Tagebaufolgeseen, generelles Management und Behandlung solcher Sauerwässer (Acid Mine Drainage – AMD) etc. Neben den benannten Fragestellungen, aber auch für den Rückbau sekundärer Bergbaukörper (Tailings) ist die Gewinnung eines detaillierten Prozessverständnisses für den jeweiligen Standort essentiell.

Unkontrollierte Wasserzutritte in einen Erztagebau beeinträchtigen die Effizienz der Erzgewinnung und die Produktionsbedingungen. Deshalb ist es wichtig, das Zuflusssystem zum Tagebau zu verstehen, um die Quellen der Wasserzutritte zu detektieren und gezielt diesbezüglich effektive Entwässerungsmaßnahmen zu veranlassen. Die detaillierten hydrogeochemischen Untersuchungen der Wasserzutritte und potentieller „Herkunftsgebiete“ am beispielhaften Standort weisen aus …

Autoren: Juliane Günther M. Sc., Dipl.-Ing. David Hagedorn, Dipl.-Geoök. Maria Ussath, Dipl.-Ing. Marlies Grimmer und Dr.-Ing. Nils Hoth, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Freiberg

Pumpspeicherwerke unter Tage lösen viele Probleme – doch warum werden sie nicht gebaut?

Mit zunehmendem Anteil volatiler Erzeugung aus erneuerbaren Energien gewinnen Energiespeicher an Bedeutung. Unter den verschiedenen direkten und indirekten Stromspeichervarianten haben sich Pumpspeicherwerke als einzige großtechnische Speichertechnologie seit über 100 Jahren bewährt. Pumpspeicherwerke weisen zahlreiche Vorteile auf: Sie haben eine lange Lebensdauer, können über mehrere Stunden oder Tage ausspeichern und haben gegenüber anderen Speichertechnologien relativ geringe spezifische Kosten. Auf der anderen Seite haben Pumpspeicherwerke einen hohen Flächenverbrauch und die Bevölkerung steht Neubauvorhaben häufig ablehnend gegenüber. Eine Lösung für diese Probleme stellen Pumpspeicherwerke unter Tage dar.

Autoren: Dr. Maik Günther und Dr. Christoph Rapp, Stadtwerke München GmbH, München, Mostafa Fallahnejad M.Sc., Technische Universität Wien/Österreich

Wohnen auf ehemaligen Zechenarealen

Bild 4. Mit dem Wohnbaugebiet „An der Geißwies“ im saarländischen Friedrichsthal beweist die RAG Montan Immobilien ihre Kompetenz bei der Realisierung von Wohnquartieren für Familien. 60 Wohnbaugrundstücke entstehen dort in zwei Bauabschnitten. Der erste Abschnitt umfasst 36 Grundstücke, die inzwischen nahezu komplett vermarktet sind. Foto: RAG MI, Thomas Stachelhaus

Derzeit verwaltet und entwickelt die RAG Montan Immobilien GmbH, Essen, rd. 8.750 ha Flächen aus dem eigenen Portfolio und Liegenschaften aus dem Konzernbestand der RAG Aktiengesellschaft. Seit seiner Gründung hat das Unternehmen weitere
rd. 9.260 ha ehemalige Bergbauflächen revitalisiert und dort unterschiedliche Nutzungen realisiert, vom Gewerbe- über den Technologiepark, und den Bürostandort zum Wohnquartier, vom Logistikzentrum zum Freizeitpark. Mehrere tausend Arbeitsplätze und Wohnraum für inzwischen auch mehrere tausend Bewohner sind dadurch auf diesen z. T. schwerindustriell vorgenutzten Flächen geschaffen worden. Daneben hat die RAG Montan Immobilien auch Projekte rund um die Nutzung und Erzeugung von regenerativen Energien im Fokus, wie z. B. Sonnenenergie, Haldenwind und Biomasse, aus denen Strom und Heizenergie gewonnen werden kann.

Autor: Stephan Conrad, RAG Montan Immobilien GmbH, Essen

Wiedernutzbarmachung sowie Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen im Lausitzer Revier

Fig. 1. Selection of major projects now ongoing. // Bild 1. Ausgewählte Großprojekte. Source/Quelle: LEAG

Jeder zweite rekultivierte Hektar der Braunkohlenindustrie Deutschlands befindet sich in der Lausitz, wiederhergestellt von Bergleuten und Sanierern. Einen wesentlichen Anteil daran hat der aktive Bergbau, die heutige Lausitz Energie Bergbau AG (LEAG), Cottbus. In deren Verantwortung erfolgt der Abbau und das Veredeln des heimischen Rohstoffs sowie die Wiedernutzbarmachung und Rekultivierung der Landschaften nach dem Bergbau. Durch die LEAG wurden in den zurückliegenden zwei Jahrzenten knapp 6.900 ha Land wieder in Kultur genommen. Die wesentlichste Maßnahme für den Ausgleich des Eingriffs ist die Wiedernutzbarmachung der in Anspruch genommenen Flächen – die Gestaltung einer nachhaltigen, wirtschaftlich tragfähigen und sicheren Bergbaufolgelandschaft.

Autor: Dipl.-Ing. Thomas Penk, Lausitz Energie Bergbau AG (LEAG), Cottbus