книги / III. Internationales Kalisymposium 1965 Teil 2

Verbindliche technische BetriebsVorschriften für die Gruben im Bereich der Sicherheitsvorkehrungen gegen Laugen und Wasser

In Bergbau betreibenden ländern sind die Sicherheitsbedingun­ gen für den Betrieb der Gruben und der Belegschaft in ver­ bindlichen technischen Betriebsvorschriften festgelegt, und ihre Einhaltung wird durch die Bergämter sowie durch die Ar­ beitsschutzinspektionen überwacht«

Im folgenden wird aufgezeigt, was die technischen Betriebs­ vorschriften für die Gruben des Salzbergbaues in den euro­ päischen Ländern enthalten« Die Untersuchungen betreffen da­ bei folgende Länder: Sowjetunion, VR Polen, Deutsche Demo­ kratische Republik, DBR und Frankreich«

Unter diesen Ländern besitzen nur die Deutsche Demokratische Republik und die VR Polen technische Betriebsvorschriften für Salzbergwerke« Die übrigen Staaten wenden Wasserschutz­ maßnahmen auf der Grundlage der allgemein für den Bergbau verbindlichen Vorschriften an« Ob und inwieweit diese Länder zusätzliche fachbereichsgebundene Abweisungen zum Schutz ge­ gen die Wassergefahr anwenden, ist dem Verfasser nicht be­ kannt«

In welchem Umfang die verbindlichen 11Technischen Betriebs­ vorschriften für Gruben" SicherheitsVorkehrungen vorsehen, veranschaulicht eine Aufstellung am Schluß des Beitrages« Aus dieser geht folgendes hervor:

-Die deutschen Sicherheitsvorschriften (KBV) regeln sehr genau die Fragen der Bohrlöcher, Schutzpfeiler, des Schutzes gegen plötzliches Austreten von Laugen in Gruben­ baue sowie die Fragen der Betriebspläne.

-Die Vorschriften der Deutschen Bundesrepublik sind sehr kurz gefaßt und regeln die Probleme mehr in Form von Di­ rektiven, indem sie den Grubenbesitzer stark von den Ent­ scheidungen der Bergämter abhängig machen.

-Die polnischen Vorschriften regeln die Fragen der Wasser­ schutzmaßnahmen ähnlich wie die deutsche KBV, doch wurden außerdem durch die Vereinigung der Beiwerke für chemi­ sche Rohstoffe Richtlinien für die Ausarbeitung von de­

taillierten Anweisungen herausgegeben, die Jede Grube im einzelnen entsprechend der Anzahl der Bohrsonden bearbei­ tet« Die Gruben erarbeiten für Jede Bohrsonde ein techni­ sches Bohrprojekt. Über den Verlauf der Bohrarbeiten legen die Brigadiere der Bohrkolonnen detaillierte schriftliche Berichte mit eigenen Stellungnahmen ab; dies erfolgt

aller acht Stunden.

Die Vorschriften sehen eine starke Besetzung der Gruben durch Geologen und Hydrogeologen vor. Der Hydrogeologe ist verpflichtet, Registrierungen und Beobachtungen konstanter Austritte durchzuführen. Die Vorschriften sehen das Anlegen von hydrogeologischen Karten vor. In den Salzgruben werden systematisch folgende Verzeichnisse und Journale geführt:

-Untertageverzeichnis - Verzeichnis sämtlicher beobachteter Erscheinungen, die mit dem Austritt von Laugen Zusammen­ hängen; Eintragungen der Steiger und der Revieraufseher;

-Journal über Anmeldungen von Flüssigkeitsaustritten in der Grube, Eintragungen durch die Reviersteiger;

-Journal für Austritte von Grubenwässern - wird vom Hydro­ geologen geführt;

-Journal über die chemischen Analysen der Austritte - wird vom Hydrogeologen geführt.

Das Gesamtgebiet der Gefährdung durch Wasserund Laugenaus­ tritte wird in Jeder Grube auf der Konferenz der Kommission für Wassergefährdung einmal vierteljährlich behandelt. Die Beschlüsse der Beratung werden in Form eines Protokolls auf der vierteljährlich durchgeführten Konferenz der Wasser- ^ Schutzkommission diskutiert, die im Auftrag der betreffen-, den Industrievereinigung handelt.

Die Vorschriften der Sowjetunion regulieren die Wassergefahr­ fragen in Form von Direktiven und umfassen das Problem nicht in der Weise wie die Vorschriften KBV bzw. die polnischen Vorschriften.

Den Vorschriften sind Fachgebietsanlagen beigefügt sowie in großem Maßstab angewandte detaillierte Instruktionen, die von einem Projektierungsbüro erarbeitet und von den Chef­ ingenieuren der Gruben bestätigt wurden.

Die französischen Vorschriften sind für den Salzbergbau völ­ lig unzureichend. Das Hauptgewicht wird auf den Schutz des Menschen gelegt, und die Verantwortung für eine evtl. Über­ flutung der Grube trägt der Besitzer selbst.

Zusammenfassend muß man sagen, daß die vorhandenen Vor­ schriften eine weitere Verbesserung durch internationale Zu­ sammenarbeit der im Salzbergbau tätigen Ingenieure erfor­ dern.

Schlußfolgerungen

1.Den Untertagebetrieben aller Zweige des Bergbaus drohen Flüssigkeitseinbrüche, die zu Betriebsstörungen und zu Erhöhungen der Förderungskosten führen, da die Flüssig­ keiten an die Oberfläche gepumpt werden müssen. Bei voll­ ständigem Überfluten von Untertagebauen der Gruben be­ steht die Möglichkeit, diese wieder zu sümpfen, jedoch mit ausdrücklicher Ausnahme der Salzgruben.

2.Wegen der Löslichkeit der Steinsalze und der wesentlich größeren Löslichkeit des Carnallitits sind Flüssigkeitszu­

ströme zu Salzbergwerken besonders gefährlich. Das Abpum­ pen von Wässern, insbesondere von Wässern von außerhalb der Lagerstätte, führ/t in der Regel zu einer Dauerüberflutung der Grube und zu deren endgültigem Ausfall.

3. Flüssigkeiten, die die Salzgruben gefährden, sind:

-Primäre Laugen und Metamorphose - Laugen aus Spalten und Kammern im Lagerstätteninnern mit bzw. ohne Gasge­ halt, die sich durch hohe Sättigung mit MgClg und MgSO^

auszeichnen. Diese Laugen stellen dann, wenn sie in

Grubenbaue eindringen, vorübergehende Gefahren dar.

-Primäre Laugen, die Verbindungen mit Spalten sowie mit außerhalb der Lagerstätten liegenden Wässern besitzen. Außerdem sekundäre Laugen aus Tropfsteilen,die infolge von Zuflüssen von Wässern außerhalb der Salzlagerstätte auftreten - sie stellen eine statische dauernde Gefähr­ dung dar.

4.Durch Einbrüche primärer Laugen besteht für die Gruben InowrocZaw, KZodawa und Wapno eine Gefährdung vorüberge­

henden Charakters. Lediglich die Grube KZodawa besitzt etwa 10 sehr wesentliche Austritte, bei denen ein Verdaoht der Verbindung mit außerhalb der Lagerstätte stehen­ den Wässern vorliegt.

5.Durch Austritt von Natriumchloridlaugen sowie durch Zu­ fluß von außerhalb der Lagerstätte liegenden und unter ständigem hydrostatischem Druck befindlichen Ausströmun­ gen sind also die folgenden Bergwerke in der nachstehen­ den Reihenfolge bedroht; InowrocZaw, KXodawa, Wapno und Wi^liczka. Die Lagerstätte der Grube Bochnia, die einen Schutz in Form der im Hangenden und im Liegenden vorhan­ denen Salzlager besitzt, gilt nicht als gefährdet.

6.Grundbedingung für den Schutz der Grube gegen Laugenund Wasseraustritte ist eine dichte Isolierung der Gruben­ baue. Beim öffnen auch nur des kleinsten Zuflusses in Schächten, Strecken oder durch untertägige Erkundungsboh­ rungen muß man um ein sofortiges Abdämmen des Austritts

bemüht sein.

7.Als allgemein verbindliche Bedingungen des Wasserschutzes von Salzbergwerken haben zu gelten:

-riohtige Führung und sorgfältige Verfüllung von Überta­ gebohrungen;

-Verringerung der Anzahl der Bohrlöcher auf das wirt­ schaftlichste Minimum und Ersatz derselben durch moderne Untersuchungsmethoden (Geophysik);

-Abteufen der Schächte - soweit möglich - an Stellen ohne Salzspiegel. Bei Salzstöcken wird empfohlen, die Schächte durch den Lettenbzw. Lettengipshut hindurch abzuteufen und in den wasserführenden Gesteinen Einfrierung, (Tübbingausbau sowie Zementierung des Gesteins um den im Teufen befindlichen Schacht herum sowie spätere periodische Zementierung (aller 4 Jahre) der in Betrieb befindlichen Schächte anzuwenden;

-Anlage der Fördersohlen in stockförmigen Lagerstätten unter Einhaltung der vorgeschriebenen Schutzpfeiler (Bergfesten unter dem Salzspiegel 150 bis 200 m), ferner Einhaltung von Bergfesten zwischen den Sohlen (10 bis

20 m), Pfeiler längs der Ränder des Stookes (30 bis

50 m) sowie Schutzpfeiler für die Schächte;

-Belassung von Pfeilern zwischen den Kammern sowie von Bergfesten über den Kammern in ausreichender Mächtig­ keit, damit die Firste der Kammer nicht einbricht, bzw. Anwendung entsprechenden Versatzes;

-Belassung von Scbutzpfeilern um Bohrlöcher, die von über Tage niedergebracht wurden;

-örtliche Verteilung der Grubenbaue unter Zugrundelegung genauer geologischer Ermittlung der Lagerstätte und ins­ besondere unter Umgehung von geologischen Gebilden (An­ hydriten, zerklüfteten Gestein ), die Wege für das Ein­ dringen des Wassers von außen in die Lagerstätte darstel­

len können;

-Durchführung von Vorbohrungen bei Streckenvortriebsar­ beiten für Erkundungsund Ausrichtungszwecke (mit Craelius-Bohrmaschinen oder anderen Aggregaten, Länge je

150 bis 250 m) sowie Ausführung von Erkundungsbohrungen am Streckenort (4 bis 5 Bohrungen zu je 4 m in den Ecken und auf der Achse der Strecke);

-Unterhaltung von geologischen Diensten sowie von Analy­ senlaboratorien entsprechend den Betriebserfordernissen des Bergwerks;

-systematische Prüfung, Beobachtung, Registrierung und Interpretation aller, auch der geringfügigsten Flüssig­ keitsquellen in der Grube (Analyse der chemischen Zusam­ mensetzung und ihrer Veränderlichkeit in der Zeit, Tropfaustritte u.ä.).

8.Eine der Bedingungen für den Schutz der Gruben gegen Was­ sergefahr ist eine sorgfältige Anwendung der verbindli­ chen "Technischen Betriebsvorschriften für Salzbergwerke” sowie der detaillierten Anweisungen über Vorausbohrungen für Erkundungszwecke und der Vorschriften über die Kon­ trolle des einwandfreien Zustands der verwendeten Bohr­ aggregate und der Sicherheitseinrichtungen.

9.In Anbetracht der festgestellten Unvollkommenheit der Si­ cherheitsvorschriften auf dem Gebiet der Wasserund Laugengefahr ist deren Verbesserung und Ergänzung unter

Zugrundelegung der gesammelten Betriebserfahrungen anzu­ streben,

10* Die Forschungsarbeiten zur Ermittlung einwandfreier Ver­ fahren für die Voraussicht von Wassergefahren und zu ihrer erfolgreichen Bekämpfung sind zu verstärken (geolo­ gische Verfahren, Färbung von Flüssigkeiten, radioaktive Isotope u.a.m.).

Ein umfassender Austausch der Forschungsergebnisse und Erfahrungen ist erwünscht.

Zus ammenfassung

Die in der VR Polen in Betrieb befindlichen Salzbergwerke sind auf zwei Gebiete verteilt:

-am Fuß der Karpaten: Wieliczka, Barycz und Bochnia, Abbau von Salzlagerstätten aus dem Miozän;

-am Kujawisch-Pommerschen Wall: Wapno, InowrocZaw und K^odawa, Abbau von Salzstöcken aus dem Zechstein.

Die Gruben am Fuß der Karpaten sind durch geringe Wasserfüh­ rung der Schichten der Salzformation und durch mäßige Wasser­ gefahr charakterisiert. Die Stockbergwerke am Kujawisch-Pom- merschen Wall sind von wasserführenden Schichten des Trias, des Jura und des Tertiärs umgeben, die eine starke Wasserund Laugengefahr für die dortigen Gruben darstellen. Es wer­ den der Charakter der in den Gruben auftretenden Laugen, Flüssigkeitsaustritte sowie deren Registrierung, Beobachtung und Bekämpfung beschrieben. Es werden Mittel zur Erkundung (Erkennung) von Wassergefahren in Schächten und Strecken so­ wie Mittel zur Sicherung (Einfrieren), Bohren im Schachtaus­ bau, Bohren in den Strecken mittels Kleinaggregaten mit Auf­ satzrohr, Sicherheitsventil, Sicherungsautomaten, Manometer, Wasserablaß, Verfüllung von Bohrlöchern mi-ttels Lettenton, Zement, Wasserdämmen angegeben und außerdem die bisher ver­ bindlichen Vorschriften sowie projektierte neue Vorschriften, deren Ziel in einer Verstärkung der Wachsamkeit gegenüber der Wassergefahr und in ihrer Bekämpfung besteht, dargelegt.

Literatur

Diskussion

Der Diskussionsleiter, Herr Dr. Neuber, danktö dem Verfasser

sowie dem Vortragenden, Herrn Hädicke, der den Vortrag zur

Vorlesung brachte, und bat lim Diskuesionsbeiträge:

Hädicke

Ich möchte in diesem Zusammenhang einmal wissen, inwieweit der Versuch unternommen wurde, Laugenzuflußstellen von den entsprechenden Strecken aus abzudichten* Wurden Abdichtungs­ arbeiten mittels Zementverpressungen bzw* KunststoffInjek­ tionen durchgeführt?

Li_tonski

Abdichtungsversuche in dieser Art wurden bisher noch nicht durchgeführt. Werden Laugen durch Vorbohrungen angetroffen, erfolgt deren Abdichtung meist mittels Tons. Zuflüsse m der Schachthöhe werden durch Verpressen mittels Zements beseitigt.

Barisch

Im Vortrag wurde auch von Laugensicherheitspfeilern gespro­ chen. Mich würde interessieren:

1• Welche Abmessungen nehmen solche Sicherheitspfeiler ein? 2* Welche Art von vorbereiteten Dämmen werden in diesen Si­

cherheitspfeilern errichtet?

3.Liegen auch Erfahrungen vor, wie lange man benötigt, um einen vorbereiteten Damm im Ernstfall zu schließen?

Litonski

zu 1) Die Sicherheitspfeiler haben eine Stärke von 350 m.

zu 2) Dämme werden aus Beton hergestellt* Vorbereitete Dämme wurden bisher noch nicht verwendet. Eine Direktive über den Bau von derartigen Dämmen befindet sich z*Z* in Arbeit.

zu 3) Da vorbereitete Dämme bisher noch nicht verwendet wur­ den, kann ich diese Frage nicht beantworten.

Frage eines Zuhörers

Wollen Sie die Dämme im Mauerwerk oder Vollbeton erstellen?

Litonski

In Vollbeton* Früher wurden Ziegeldämme verwendet, die jedoch nicht wirksam genug waren.

Weitere Frage

Halten die Ziegeldärame auch sicht, wenn Sie nachverpressen?

LdJjonski

Nein, wir verwenden sie nicht mehr.

Stolle

Haben Sie die Geophysik schon eingesetzt, um die Herkunft der Laugen und mögliche Zusammenhänge zwischen den einzelnen Laugenzuflußstellen zu klären?

Li_tonski_

Nein, sie wurde noch nicht eingesetzt.

Der Verfasser schildert in diesem Zusammenhang das Vorschrif­ tenwerk bezüglich der Laugenbekämpfung der verschiedenen Länder und weist darauf hin, daß Westdeutschland in nur ge­ ringem Umfang entsprechende Vorschriften erlassen hat.

Eberhardt_

Zu dem ganz bescheidenen Umfang der Vorschriften des Ober­ bergamtsbezirks Clausthal, die Sie uns zeigten, möchte ich folgendes sagen: Sie hatten sehr richtig bemerkt, daß die Vorschriften des Oberbergamtes Clausthal vorsehen, daß die Bergämter und Oberbergämter weitgehend eine Weisungsbefugnis haben für die Sicherung gegen Laugeneinbrüche. Die hier be­ handelten Fragen, die in diesem Kreis ein so großes Echo hervorrufen, lassen sich ^schwer reglementieren. Es ist gerade die Laugengefahr eine Gefahr - und ich spreche aus Erfahrung die man schlecht vorausplanen und voraussehen kann. Es wird also jeder Fall anders sein als vorausgesehen,und wahr­ scheinlich ist eine sorgfältige Reglementierung nicht mög­ lich, sondern es wird so sein, daß,wenn etwas passiert, man einen sehr starken Einsatzstab haben muß, um sofort die Din­ ge meistern zu können. Und gerade in den Katastrophen, die aufgetreten sind, war die Zusammenarbeit so exakt, schnell und genau, daß die Gefahren nach Möglichkeit gebannt werden konnten. Ich glaube, daß die Weisungen der Bergbehörde, auch die vorbeugenden Weisungen, doch von Fall zu Fall formuliert werden sollten und nicht generell, sonst wird es zu schwie­ rig. Wenn man diese Regeln, sind sie im Vorschriftenwerk ent­ halten, alle befolgen muß, passiert schnell die Nachlässig­ keit, daß man es nicht tut. Das ist also der Grund, der sehr