Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Planfeststellungsunterlage zum
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K+S Aktiengesellschaft Antrag auf Planfeststellung Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Planfeststellungsunterlage zum Rahmenbetriebsplan Unterlage E – Technische Unterlagen / Bauanträge E-1 Grubenbetrieb Erstellung der Unterlage: …………………………………….. (Dipl. Ing. Johannes Zapp) Projektleitung K+S KALI GmbH Projektgruppe Siegfried-Giesen Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim Aufgestellt: Hildesheim, den 17.12.2014 Antragsteller / Vorhabensträger K+S Aktiengesellschaft Bertha-von-Suttner-Straße 7 34131 Kassel/Deutschland vertreten durch: K+S KALI GmbH Projektgruppe Siegfried-Giesen Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim K+S Aktiengesellschaft Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Planfeststellungsunterlage zum Rahmenbetriebsplan Unterlage E – Technische Erläuterungen E-1 Grubenbetrieb Antragsteller/ Vorhabensträger: K+S Aktiengesellschaft Bertha-von-Suttner-Straße 7 34131 Kassel/Deutschland vertreten durch: K+S KALI GmbH Projektgruppe SG Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim Erstellung der Unterlage: K+S KALI GmbH Projektgruppe SG Kardinal-Bertram-Straße 1 31134 Hildesheim Datum: Hildesheim, Oktober 2014 K+S Aktiengesellschaft K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis ...................................................................................................................................... I Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................................................. I Abkürzungsverzeichnis .......................................................................................................................... IV Glossar ................................................................................................................................................... VI 1 Geologische Situation ............................................................1 1.1 Allgemeine geologische Verhältnisse (großräumiger Überblick) ......................................... 1 1.2 Beschreibung der geologischen Standortverhältnisse ........................................................ 3 1.3 Beschreibung der Lagerstätte .............................................................................................. 6 1.4 Gas- und Salzlösungsvorkommen ..................................................................................... 12 2 Gewinnung und voraussichtliche Laufzeit des Vorhabens15 2.1 Darstellung der Rohstoffvorräte ......................................................................................... 15 2.2 Mengenbilanzen für Gewinnungs-/Fördermengen, Rückstandsmengen und Versatzmengen .................................................................................................................. 18 2.3 Entwicklung des Abbaus im Regelbetrieb ......................................................................... 22 3 Gewinnung und erforderliche Infrastruktur ........................ 26 3.1 Allgemeine Beschreibung Technologie ............................................................................. 26 3.1.1 Technologie und Abbauverfahren ...................................................................................... 26 3.1.1.1 Abbauverfahren der Steilen Lagerung ............................................................................... 26 3.1.2 Technik unter Tage ............................................................................................................ 31 3.1.2.1 Mobile Technik ................................................................................................................... 31 3.1.2.2 Stationäre Technik ............................................................................................................. 34 3.2 Geplantes Förderkonzept für Kalirohsalze ........................................................................ 37 3.2.1 Grundlegendes Förderkonzept für Kalirohsalz (Abb. 32) .................................................. 37 3.2.2 Geplantes Förderkonzept .................................................................................................. 38 4 Versatzregime........................................................................40 4.1 Geplantes Förderkonzept für Versatz ................................................................................ 40 4.2 Mengenbilanz Rückstand/Versatz und Hohlraumbilanz .................................................... 46 4.2.1 Hohlraumvorlauf ................................................................................................................. 46 4.2.2 Hohlraumprognose in der Anfahrphase ............................................................................. 48 4.2.3 Hohlraumprognose ab Produktionsbeginn ........................................................................ 50 4.2.4 Hohlraumprognose im Regelbetrieb .................................................................................. 50 4.2.5 Hohlraumprognose vor Produktionseinstellung ................................................................. 54 4.2.6 Hohlraumprognose nach Produktionseinstellung .............................................................. 54 4.3 Prüfung alternativer Gewinnungs- und Versatzverfahren zur vollständigen Verbringung der festen Rückstände nach unter Tage............................................................................ 55 4.3.1 Einsatz des Spülversatzverfahrens in der Steilen Lagerung ............................................. 55 4.3.1.1 Voraussetzungen für ein effektives Spülversatzverfahren ................................................ 56 Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite I K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.1.2 Einspülhohlraum ................................................................................................................ 57 4.3.1.3 Zeitliche und organisatorische Entkopplung der Hauptprozesse „Gewinnung/Abbau“ und „Versatzregime“ ................................................................................................................. 58 4.3.1.4 Begrenzte Anzahl an erreichbaren Zugängen zum Einspülhohlraum ............................... 58 4.3.1.5 Sichere und kontrollierte Rückführung des Spülmediums ................................................. 61 4.3.1.6 Einwirkung auf den laufenden oder späteren Grubenbetrieb ............................................ 62 4.3.1.7 Änderung der Grubenfeldentwicklung/Abbauführung ........................................................ 65 4.3.1.8 Auswirkungen der Schüttdichteerhöhung bei Einsatz des Spülversatzverfahrens in der Steilen Lagerung ................................................................................................................ 65 4.3.1.9 Zusammenfassende Bewertung des Spülversatzverfahrens für die Steile Lagerung ...... 65 4.3.2 Einsatz einer kombinierten Kali-/Steinsalzförderung ......................................................... 66 4.3.2.1 Fallbeispiel Penobsquis Mine, Kanada .............................................................................. 66 4.3.2.2 Übertragbarkeit auf Siegfried-Giesen ................................................................................ 68 4.3.2.2.1 Geologische Grundparameter ............................................................................. 68 4.3.2.2.2 Abbauerfahren ..................................................................................................... 68 4.3.2.2.3 Schachtkapazitäten ............................................................................................. 68 4.3.2.2.4 Abhängigkeit einer ausreichenden Hohlraumgenerierung von der Steinsalzgewinnung ............................................................................................................... 69 4.3.2.2.5 Hohlraumbilanz und Mengenberechnung ........................................................... 69 4.3.2.2.6 Auswirkungen einer zusätzlichen Steinsalzförderung ......................................... 69 4.3.2.2.7 Ergebnis .............................................................................................................. 70 5 Bewetterung ..........................................................................71 5.1 Wettertechnische Ist-Situation ........................................................................................... 71 5.2 Geplanter Wettermengenbedarf ........................................................................................ 72 5.3 Geplante Wetterführung..................................................................................................... 74 5.4 Alternativbetrachtung zur geplanten Wetterführung .......................................................... 77 6 Betriebs- und Sprengstoffversorgung .................................80 6.1 Dieselversorgung ............................................................................................................... 80 6.2 Öl- und Betriebsstoffversorgung ........................................................................................ 81 6.3 Wasserversorgung ............................................................................................................. 81 6.4 Druckluftversorgung ........................................................................................................... 82 6.5 Sprengstoffversorgung....................................................................................................... 82 7 Geplante Aus-, Vorrichtungs- und Infrastrukturmaßnahmen vor Aufnahme der Regelförderung ......................................85 7.1 Maßnahmen während der Genehmigungsphase .............................................................. 85 7.2 Maßnahmen während der Infrastrukturphase ................................................................... 87 7.3 Maßnahmen während der Ausrichtungsphase .................................................................. 88 8 Literaturverzeichnis .............................................................. 91 Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite II K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abkürzungsverzeichnis Abb. 1 Großräumige Festgesteinsstrukturen (Lepper, 1984) .............................................................. 1 Abb. 2 Schichtenfolge des Zechstein im Salzstock Sarstedt ............................................................... 9 Abb. 3 Geologischer Schnitt durch den Salzstock Sarstedt mit den Hauptsohlen des Kaliwerkes Siegfried-Giesen (Lage des Profilschnitts s. Abb. 5 ). ............................................................ 10 Abb. 4 Ausschnitt aus dem geologischer 3D-Modell des Salzstocks Sarstedt. Die farbige Flächen markieren den Verlauf der verfalteten Flözhorizonte (Lager). Am rechten oberen Bildrand der Schacht Siegfried-Giesen. Weiss: bestehendes Streckensystem des Kaliwerkes SiegfriedGiesen. .................................................................................................................................... 11 Abb. 5 Sohlengrundriss der geologischen Situation der 750 m-Sohle des Salzstocks Sarstedt. ...... 12 Abb. 6 Schichtenfolge im Salzstock Sarstedt, Werk Siegfried-Giesen, mit potentiellen Speicherhorizonten für Gase und Salzlösungen. ................................................................... 13 Abb. 7 3D-Ansicht der steil stehenden Lager 31 bis 36 in der Bauhöhe 1 der Bauscheibe III (zwischen der 850 m-Sohle und der 1050 m-Sohle). Die farbigen Flächen repräsentieren die verfalteten Flözhorizonte (Lager) in einer vereinfachten, gerasterten Darstellung................. 15 Abb. 8 Schematisiertes geologisches Normal-Profil des Staßfurt-Lagerbereiches mit möglichen Streckenkonturen .................................................................................................................... 16 Abb. 9 Übersicht der Lagerbereiche (00er bis 70er) mit den Vorratsgittern (blau) im Salzstock Sarstedt ................................................................................................................................... 17 Abb. 10 Phasen des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen ....................................................................... 19 Abb. 11 Übersicht der anfallenden Mengen über die geplante Lebensdauer (Bilanzierung der Gesamtaufhaldungsmenge).................................................................................................... 20 Abb. 12 Übersicht der anfallenden jährlichen Mengen bzw. Mengenströme über die geplante Lebensdauer ........................................................................................................................... 21 Abb. 13 Zukünftige Nummerierung der Lagerteile ............................................................................... 22 Abb. 14 Übersicht der Lager mit Salzsstockrand (grün) ...................................................................... 22 Abb. 15 Schema Zukünftige Vertikalgliederung ................................................................................... 23 Abb. 16 Vereinfachter Abbauplan der ersten 10 Jahre ........................................................................ 24 Abb. 17 Geplanter Bandberganschluss der 1050 m-Sohle .................................................................. 25 Abb. 18 Abbauverfahren Weitungsbau mit Versatz ............................................................................. 26 Abb. 19 konventioneller Gewinnungszyklus für Streckenvortrieb und Abbau...................................... 27 Abb. 20 Schema Kammerbau .............................................................................................................. 28 Abb. 21 Schema Kammerbau mit Trockenversatz ............................................................................... 28 Abb. 22 Blick in einen Kammerbau während des Abbaues ................................................................. 29 Abb. 23 Schema Firstenstoßbau mit Trockenversatz .......................................................................... 30 Abb. 24 Schema Kammer- Unterwerksbau .......................................................................................... 31 Abb. 25 Teilschnittmaschine ................................................................................................................ 32 Abb. 26 Konventioneller Gewinnungszyklus Streckenvortrieb ............................................................. 32 Abb. 27 vereinfachter Gewinnungszyklus Abbau ................................................................................. 33 Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite I K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 28 Brecheranlage ......................................................................................................................... 34 Abb. 29 Gurtbandanlagen .................................................................................................................... 35 Abb. 30 Entstaubungsanlagen ............................................................................................................. 35 Abb. 31 Kompressorstation .................................................................................................................. 36 Abb. 32 „vereinfachtes“ Förderkonzept ................................................................................................ 37 Abb. 33 Schema Transport Kalirohsalze .............................................................................................. 39 Abb. 34 Abbauhohlraum ....................................................................................................................... 40 Abb. 35 Versatzeinbringung mit LHD- Technik .................................................................................... 41 Abb. 36 Versatzverteilung innerhalb der ersten 10 - 15 Jahre ............................................................. 42 Abb. 37 Übergabe Fabrikrückstand vom Schacht auf Streckenförderung ........................................... 44 Abb. 38 Transport Fabrikrückstand- schematisch................................................................................ 45 Abb. 39 Schema Versatzeinbringung ab dem 15. Produktionsjahr ..................................................... 45 Abb. 40 Klassifikation des Hohlraumvorlaufes ..................................................................................... 47 Abb. 41 Jährliche Versatz-/Rückstandsmengen (Zeitraum: gepl. Gesamtlebensdauer) ..................... 49 Abb. 42 Hohlraumverteilung [Tm³] in der Infrastrukturphase ............................................................... 49 Abb. 43 Grafische Darstellung der Hohlraumentwicklung inklusive der Volumeninanspruchnahme durch Fabrikrückstand und Sofortversatz ............................................................................... 51 Abb. 44 Gesamtübersicht Versatzmengenverteilung ........................................................................... 55 Abb. 45 Prinzipielles Schema „Spülversatz“ am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH ..................................................................................... 56 Abb. 46 Prinzipielle Abbau- und Versatzreihenfolge sowie deren Hohlräume..................................... 57 Abb. 47 Verschlussbauwerk in Form eines Stahlträger-Dammes am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH ...................................................................... 58 Abb. 48 Hohlraum und Verschluss eines Kuppenhohlraumes am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH ...................................................................... 59 Abb. 49 Prinzipielle Anordnung von Dammbauwerken beim Weitungsbau mit Versatz ...................... 60 Abb. 50 Graben zur Rückführung des Spülmediums am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH ..................................................................................... 61 Abb. 51 Kolbenpumpe zur Überwindung großer Höhen am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH ..................................................................................... 61 Abb. 52 Beeinflussung bestehender Abbaue durch die Versatz-Feuchtigkeit ..................................... 62 Abb. 53 Geologische Schichtenfolge im Bereich Streckenauffahrung /Abbau .................................... 63 Abb. 54 Gefahren durch Spülversatzeinbringung in den unteren Bauscheiben .................................. 64 Abb. 55 Prinzip der "Cut and Fill" Methode der Penobsquis Mine zum Abbau des Kaliflözes ............ 66 Abb. 56 Penobsquis Mine- Verteilung Trocken- und Spülversatz ........................................................ 67 Abb. 57 "Vereinfachte" schematische Hauptwetterführung: Natürlicher Wetterzug/Winter ................. 72 Abb. 58 Entwicklungstendenzen Dieselmotoremission Großgeräte .................................................... 73 Abb. 59 Geplante Wetterführung .......................................................................................................... 75 Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite II K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 60 beispielhafter Querschnitt einer Hauptabwetterstrecke .......................................................... 76 Abb. 61 Beispielbild für einen Hauptgrubenlüfter (hier: Kaliwerk Sigmundshall) ................................. 76 Abb. 62 schematischer Wetterriss mit Lage der geplanten Hauptabwetterstrecke (grün) ................... 77 Abb. 63 „Vereinfachte“ schematische Hauptwetterführung bei Wetterumkehr .................................... 77 Abb. 64 Variantenvergleich Hauptwetterführung ................................................................................. 79 Abb. 65 Teilphasen der Bergwerksentwicklung ................................................................................... 85 Abb. 66 Schema Energieversorgung in der Genehmigungsphase ...................................................... 86 Abb. 67 Streckenerweiterungen und Auffahrungen während der Genehmigungsphase ..................... 87 Abb. 68 Schematischer Deckriss der Bandbergaufahrung von der 750 m-Sohle zur 1050 m- Sohle . 88 Abb. 69 Mögliche Gestaltung einer "neuen" Hauptwerkstatt ............................................................... 89 Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite III K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abkürzungsverzeichnis Abb. ABBergV ABVO ANFO ArbSchG ASiG B.A.D BAM BBergG BetrSichV BGV BImSchG BlmSchV BMVBS BNatSchG BVOASi ca. CE ChemG Cl dB(A) EnWG Fa. FH GefStoffV ggf. GOK Gon GPSG GS HBV-Anlagen HZS i. W. i.d.R. i.V.m IBC IW km/h KrWG kV kW LAU-Anlagen LAVES LAWA LBEG LHD LK LK HI Abbildung Allgemeine Bundesbergverordnung Allgemeine Bergverordnung Sprengstofftyp (Ammonium Nitrate Fuel Oil) Arbeitsschutzgesetz Arbeitssicherheitsgesetz Gesundheitsvorsorge und Sicherheitstechnik GmbH Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Bundesberggesetz Betriebssicherheitsverordnung Berufsgenossenschaftliche Vorschriften Bundes-Immissionsschutzgesetz Bundes-Immissionsschutzverordnung Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Bundesnaturschutzgesetz Bergverordnung des Sächsischen Oberbergamtes über den arbeitssicherheitlichen und den betriebsärztlichen Dienst circa Communautés Européenne Chemikaliengesetz Chlorid Dezibel - A-Bewertung Energiewirtschaftsgesetz Firma Fürstenhall Gefahrstoffverordnung gegebenenfalls Geländeoberkante Gon Geräte- und Produktsicherheitsgesetz Glückauf-Sarstedt herstellen, behandeln, verbrauchen Horizontalscheider im wesentlichen in der Regel in Verbindung mit Intermediate bulk container – spezielles Transportsystem für flüssige und lose Materialien Inaktive Werke Kilometer pro Stunde Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaftung von Abfällen Kilovolt Kilowatt lagern, abfüllen, umschlagen Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Load Haul Dump Luftkapazität Landkreis Hildesheim Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite IV K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren m 2 m 3 m max. min. Mio. mm MN MV NI NIBIS NN NNE NW o.ä. o.g. PFV PIK Pkw PM RB rd. ROV SE SG SGD SSW SV t TA Tab. u.a. u.T. ü.T. UVP-V Bergbau UVS VAwS VDE vgl. Vol. z.B. z.T. zzgl. °C ‰ Meter Quadratmeter Kubikmeter maximal minimal Million Millimeter Meganewton Megavolt Niedersachsen Niedersächsischer Bildungsserver Normalnull Nordnordost Nordwest oder ähnliches oben genannt Planfeststellungsverfahren Produktionsintegrierte Kompensation Personenkraftwagen particulate matter Rössing-Barnten rund / circa Raumordnungsverfahren Südost Siegfried-Giesen Sicherheits- und Gesundheitsschutzdokument Südsüdwest Schwerlastverkehr Tonne Technische Anleitung Tabelle unter anderem unter Tage über Tage Verordnung über die Umweltverträglichkeitsprüfung bergbaulicher Vorhaben Umweltverträglichkeitsstudie Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen und über Fachbetriebe Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. vergleiche Volumen zum Beispiel zum Teil zuzüglich Grad Celsius Promille Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite V K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Glossar Stichwort Erklärung A+V-Salz Abkürzung für Aus- und Vorrichtungssalz. Hiermit wird nicht verwertbares Material (meist Steinsalz) bezeichnet, welches bei der untertägigen Streckenauffahrung (genannt Aus- und Vorrichtungsstrecken) anfällt. Diese Strecken dienen einerseits zur Verbindung der einzelnen Kali-Lagerteile (Wertstoff) und andererseits zur Vorbereitung der eigentlichen Kali-Gewinnung. Abbau: 1. Sammelbezeichnung für die bergmännische Gewinnung von KaliLagerstätten und die diesem Zweck dienenden bergmännischen Arbeiten 2. Der Ort unter Tage, wo die Kaligewinnung stattfindet 3. Hohlraum, der nach Durchführung der Kaligewinnung entsteht und wieder mit Versatz (u.a. A+V-Salze und Rückstände aus der übertägigen Aufbereitung) verfüllt werden muss (gilt für die Abbaue der Steilen Lagerung = Siegfried-Giesen). Abbaufortschritt: Fortschritt eines Kali-Gewinnungsbetriebes in der Kali-Lagerstätte gemessen in Metern. Abbauhohlräume: Unter Tage hergestellter Hohlraum, der wieder mit Versatz (u.a. A+V-Salze und Rückstände aus der übertägigen Aufbereitung) verfüllt werden muss (gilt für Abbau der Steilen Lagerung = Siegfried-Giesen). Abbaustoß Wand, aus der das Kali-Rohsalz herausgelöst wird. Abbaustrecke: In der Lagerstätte erstellte längliche Hohlräume. In der Steilen Lagerung folgen sie dem kurvigen Verlauf des Kali-Lagers (Wertstoff). Abbauverfahren: Art und Weise des planmäßigen Abbaus von Kali-Lagerstätten. In SiegfriedGiesen kommt hauptsächlich das Abbauverfahren „Weitungsbau mit Versatz“ zur Anwendung. Abbauwürdigkeit: Ist abhängig von einer Reihe ökonomischer Faktoren, wie allgemeines Preisniveau, Stand der Fördertechnik und Größe der Lagerstätte. Sie variieren, so dass ein Vorkommen bauwürdig oder auch bauunwürdig werden kann. Mit zu berücksichtigen sind gleichfalls die ökologischen Faktoren, die einen immer größeren Anteil an der Beurteilung einer Abbauwürdigkeit einnehmen. Abgasanlage: Gesamtheit einer Anlage zur Abführung und Reinigung von Abgasen in die Atmosphäre. Abhitzekessel: Erzeugungseinheit für Wasserdampf durch Abhitze der Gasturbine. Abteufen: Bergmännischer Ausdruck für das Herstellen senkrechter Hohlräume (z.B. Schacht) zur Erschließung von Lagerstätten. Anfahrverluste: Anteil an Energie, der bei der Inbetriebnahme („Anfahren") eines technischen Prozesses noch nicht für den Prozess genutzt werden kann und „verloren" geht. Die Verluste entstehen u.a. durch den Energieverbrauch der Hilfsaggregate und den Aufheizvorgang. Anhydrit (CaSO4): Mineral. Anschlussbergwerk: Nach dem Ende der Kali-Vorräte einer Lagerstätte übernimmt zur Aufrechterhaltung der Produktion bestimmter Produkte in deren Anschluss ein neues Bergwerk, das sog. Anschlussbergwerk, die Förderung des Vorigen. In diesem Vorhaben ist geplant, dass Siegfried-Giesen das Anschlussbergwerk von Sigmundshall sein soll. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite VI K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung A-Stufe: Erste Trennstufe in der Aufbereitung. Hier erfolgt die Abtrennung des nicht verwertbaren Steinsalzes (Halit). Aufbereitung: Mechanische Behandlung wie z.B.: Zerkleinern, Mahlen, Sieben, Granulieren etc. des Kali-Rohsalzes. Auffahren: Bergmännische Bezeichnung für das Herstellen von untertägigen Hohlräumen. Die Auffahrung kann maschinell mit Teil- oder Vollschnittmaschinen oder konventionell durch Bohr- und Sprengarbeit erfolgen. Ausbringen/ Ausbeute: Angabe (meist in Prozent) welcher Anteil von dem im Rohstoff enthaltenen Wertstoff durch den Prozess gewonnen werden konnte. Ausziehschacht: Schacht (siehe Schacht) nach über Tage, in der mittels eines Ventilators (= Hauptgrubenlüfter) die Luft (siehe Wetter) aus dem Grubengebäude gesaugt wird. In diesem Vorhaben ist der Schacht Fürstenhall der ausziehende Wetterschacht. Bandförderer: Auch Bandanlage, Förderband oder Gurtbandförderer genannt. Transportmittel für Rohsalze, Versatz und Rückstand mittels umlaufendem Gurt. Bauhöhe: Bereich zwischen zwei Hauptsohlen; Bezeichnung abgeleitet von liegender (unterlagernder) Hauptsohle. Bauscheibe: Bereich zwischen zwei Hauptsohlen; Zählung von oben nach unten. bauwürdig: Ist ein Flöz, wenn Lagermächtigkeit und Wertstoffgehalte eine wirtschaftliche Gewinnung und Aufbereitung ermöglichen. Bauwürdigkeit ist von äußeren Faktoren abhängig und somit wandelbar. Becherwerk: Förderer zur senkrechten Förderung mittels umlaufender Becherkette. Bemessungsregen: Regenereignis mit definierter Dauer, welches statistisch einmal in einer bestimmten Anzahl von Jahren auftritt. Bergschaden: Bei der Gewinnung von Kali-Salzen werden in der Erde Hohlräume geschaffen und das physikalische Gleichgewicht des Gebirgskörpers beeinflusst. In diese künstlichen Hohlräume - auch wenn sie mit Versatz verfüllt werden - drücken sich die darüberliegenden Erdschichten. Diese Bewegungen können sich bis zur Tagesoberfläche fortsetzen und zu Bodensenkungen führen. Als Bergschaden wird die Beeinträchtigung der Tagesoberfläche mit dort befindlichen Gebäuden oder anderen baulichen Anlagen durch Absenkung oder Schiefstellung infolge bergbaulicher Tätigkeit und der so am Grundstück und seinem Zubehör entstandene Vermögensschaden bezeichnet. Der Bergwerkseigentümer ist verpflichtet, für den Bergschaden Entschädigung zu leisten (siehe Bundesberggesetz (BBergG)). Bergsenkung / Senkungsgebiet / Senkungstrog: Bergverordnung: Als Bergsenkung bezeichnet man bestimmte Bodenbewegungen, die aufgrund von Bergbautätigkeiten entstehen und sich bis zur Erdoberfläche auswirken. Bei Salz-/Kalibergwerken verlaufen diese Absenkungen großräumig und gleichmäßig, so dass sich eine flach auslaufende Senkungsmulde bzw. Senkungstrog bildet. Verordnung der Bergbehörde zur Gewährleistung der Sicherheit auf einem Bergwerk. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite VII K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Bergwerk: umfasst alle über- und untertägigen Einrichtungen, die zum Aufsuchen, Gewinnen, Fördern, Aufbereiten von mineralischen Rohstoffen dienen: Aufbereitung, Schacht, Gewinnung, Grubengebäude. Infrastruktur für den Transport der Produkte und Infrastruktur für die Aufhaldung der Rückstände. Betriebsplanverfahren: Im Bergbau angewandtes Genehmigungsverfahren, das im Bundesberggesetz (BBergG) geregelt ist Betriebsteile: Unter Betriebsteilen werden sämtliche zum Betrieb des Werkes SiegfriedGiesen notwendigen betrieblichen Standorte definiert. Hier: Siegfried-Giesen, Glückauf-Sarstedt, Hafen Harsum. Fürstenhall und Rössing-Barnten (siehe Standort). Bewetterung Planmäßige Frischluftversorgung unter Tage sowie planmäßige Abführung der Luft nach über Tage. Biodiversität Unter Biodiversität beziehungsweise biologischer Vielfalt versteht man die Vielfalt des Lebens auf der Erde, von der genetischen Vielfalt über die Artenvielfalt bis hin zur Vielfalt der Ökosysteme. Brecheranlagen Anlage zum Zerkleinern von z.B. Kali-Rohsalz für den nachfolgenden Transport auf Bandanlagen. Bunker: Sammelbehälter zur Lagerung von z.B. Kali-Rohsalzen, Versatz und Produkten. Als Bunker unter Tage kommen maschinell oder konventionell bergmännisch hergestellte Hohlräume zur Anwendung. CK-Stufe: Zweite Trennstufe in der Aufbereitung. Hier erfolgt die Gewinnung des Kaliumchlorids (Sylvin). CMg-Sufe: Dritte Trennstufe in der Aufbereitung. Hier erfolgt die Gewinnung des Magnesiumsulfates(Kieserit). Disproportionierung: Ungewollte Verschiebung der Wertstoffe in den einzelnen Stoffströmen beim Vorgang der Aufmahlung. Dosierbandwaage: Förderband mit Waage und Geschwindigkeitregelung zum Erfassen und Dosieren von Schüttgütern. Durchbauungsgrad: Verhältnis des gewonnenen bzw. zu gewinnenden Lagerstättenteils am gesamten Lagerstätteninhalt eines Abbaubereiches. Entgaser: Anlage zur Reduzierung gasförmiger Bestandteile aus dem Speisewasser vor Einleitung in einen Dampfkessel. Entstaubungsfilter/ Apparate zum Abtrennen (Abscheiden) von Stäuben aus der Luft vor Abgabe an die Umwelt. Entstaubungszyklon: Erdfall: Ein Erdfall ist der plötzliche Einsturz des Untergrunds infolge eines durch chemische und physikalische Verwitterungsvorgänge entstandenen darunterliegenden Hohlraums (Salz- oder Gipsauslaugung durch Grundwasser) im unterirdischen Karst. Die durch einen Erdfall entstehende Erdsenkung wird im geotechnischen Sprachgebrauch als Erdfalltrichter oder -absturz bezeichnet. Abgegrenzt werden muss der Erdfall von Tagesbrüchen, die durch Bergbauaktivität verursacht werden. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite VIII K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Erdrutsch: Ein Erdrutsch ist das Abgleiten größerer Erd- und Gesteinsmassen, meistens ausgelöst durch starke Niederschläge (langandauernder Regen oder Starkregen) und das dadurch bedingte Eindringen von Wasser zwischen vorher gebundene Bodenschichten. Durch die Schwerkraft und die Verminderung der Haftreibung zwischen den Bodenschichten rutscht der Hang (bei ausreichend großer Hangneigung) ab. Ein großer Erdrutsch wird auch Bergrutsch genannt. Wenn kleine Flächen betroffen sind, auch Hangrutsch oder Hangrutschung. ESTA: Abk. für Elektrostatische Aufbereitung. Patentiertes Verfahrens der K+S zur trockenen Trennung durch Sortierung von Rohsalzen mittels elektrostatischer Aufladung der Mineralien. Eurosilo: Lagersystem für schwer fließende Schüttgüter. Gehören zu der Kategorie der Bunker. Exploration: Erkundung von unbekannten Lagerstätten oder Lagerstättenteilen. Um die Beschaffenheit und Menge des enthaltenen Kali-Rohstoffs (Wertstoff) zu ermitteln, wird im Kalibergbau e vorzugsweise das Verfahren der Kernbohrung eingesetzt. Extensive Landwirtschaft: Landwirtschaftliche Betriebe, die unter in Kaufnahme geringerer Produktionsmengen auf Mineraldünger und Pflanzenschutzmitteln verzichten und ausschließlich über ökologischen Landbau betrieben werden. Fahren Jede Fortbewegung von Menschen unter Tage, z.B. auch zu Fuß, Grubenfahrt, Seilfahrt. Fahrung: Flache Lagerung: Schwach geneigte bis horizontale Lage der Salzschichten im Gegensatz zu den steil gestellten Salzschichten der Steilen Lagerung. Flache Lagerung findet man auf den K+S Werken Werra und Neuhof-Ellers im Werra/Fulda Revier (siehe Steile Lagerung). Fließ- / Wirbelbett: Apparat für die kontinuierliche Salzkontaktierung durch Durchströmung eines Schüttgutes mit erwärmter Luft. Flora: Gesamtheit der Pflanzenwelt. Flöz: Abschnitt innerhalb der geologischen Schichtenfolge, der KaliWertstoffminerale enthält. Dies sind in Siegfried-Giesen die kieseritreichen Kali-Flöze: Ronnenberg und Staßfurt. Fluidisierrinne: Förderer bei dem das Schüttgut durch eine von unten anströmendes Luftbett transportiert wird. Flutbrücken: Brückenbauwerke in potentiellen Überschwemmungsgebieten, welche die Wasserwegsamkeit sicherstellen. Flutung: Auffüllen der Hohlräume eines stillgelegten Bergwerks mit Wasser oder Salzlösung. Fördermaschine: Maschinelle Einrichtung, mit der die Fördereinrichtungen in einem Schacht bewegt werden. Eine Fördermaschine besteht aus Antrieb und Treibmittel, über den das Förderseil läuft und bewegt wird. Entsprechend der Funktion sind Förderkörbe (mehretagige Fahrstühle) zum überwiegenden Teil für den Material- und Personentransport oder Fördergefäße für Schüttgüter im Schacht eingesetzt. (siehe Schacht). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite IX K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Förderung: Im engeren bergmännischen Sprachgebrauch: Transport der gewonnenen Mineralien, hier der Kali-Rohsalze. Im allgemeinen Sprachgebrauch: Menge der in einem bestimmten Zeitraum gewonnenen und nach über Tage geförderten Kali-Rohsalze in z.B. [Tonnage/Jahr]. Freifallscheider: Apparat zur Sortierung von Mineralien im eletrischen Feld (siehe ESTA). Gasturbine: Apparat zur Stromerzeugung mittels Erdgas. Gasübergabestation: Anlage am Übergabepunkt zwischen externen und werksinternen Erdgasnetz. Gebirgsschlag: Schlagartig und plötzlich auftretende Bewegung / Erschütterung oder Zusammenbruch im Gebirge um bergmännisch geschaffene Hohlräume als Folge von Entspannungsvorgängen im Gebirgskörper bei zu schwacher Festendimensionierung. Gesamtsenkungstrog: Senkungstrog über einem Grubengebäude, der durch die additive Überlagerung mehrerer Einzeltröge geformt wird. Gewinnungsverfahren: Siehe Abbauverfahren Granulierteller: Maschine zum Erzeugen von Granulat mittels rotierendem Teller Großlochbohrwagen: Mobile Maschine zum Bohren von Einbruchslöchern bei der Streckenauffahrung Grubenfahrt: bergmännischer Ausdruck für den Aufenthalt in einem Bergwerk unter Tage zum Arbeiten, Kontrollieren oder Besichtigen durch Betriebsangehörige oder werksfremde Personen (siehe Fahren/Fahrung). Grubenfeld: Eine Fläche, innerhalb deren Grenzen das Recht besteht, einen oder mehrere Rohstoffe abzubauen. Grubengebäude: Umfasst die Gesamtheit aller untertägig, bergmännisch erstellten Hohlräume eines Bergwerkes. Dazu zählen: Strecken, Schächte, Bunker, Sohlen Grubenwarte: Zentrale Steuerwarte, aus der alle sicherheitstechnischen und prozessrelevanten Funktionen eines Bergwerkes überwacht, kontrolliert und reguliert werden. Sie befindet sich an einer zentralen Stelle im Übertagebetrieb und ist mit Prozessrechnern ausgestattet, die alle eingehenden Daten verarbeiten, archivieren und darstellen. Halit (NaCl): Mineralogische Bezeichnung für Steinsalz (Natriumchlorid) Halokinese: Vorgang des autonomen Salzaufstiegs aus dem Untergrund, z.B. im Form von Salzstöcken. Hammermühle: Apparat zur Grobzerkleinerung. Hangend: bergmännisch oberhalb; unabhängig von der geologischen Stellung. Hangendes: Bergmännische Bezeichnung für die über dem Flöz abgelagerten Gebirgsschichten (siehe Liegendes). Hartsalz: Mineralogische Bezeichnung für Rohsalz, welches neben Kaliumchlorid (Sylvin) auch hohe Anteil an Magnesiumsulfat (Kieserit) enthält). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite X K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Hauptgrubenlüfter: Zentraler, leistungsstarker Ventilator, der die untertägige Luft ansaugt und nach oben durch den Schacht drückt. In diesem Vorhaben wird ein Hauptgrubenlüfter auf der 400 m-Sohle in Schachtnähe des ausziehenden Schachtes Fürstenhall installiert, der den natürlichen Luftstrom unterstützen soll. HDD-Bohrung: Horizontal Directional Drilling = Horizontalspülbohrverfahren Horizontalscheider (HZS): Apparat zur Sortierung von Mineralien im eletrischen Feld Isokatabasen: Linien mit gleicher Senkung an der Tagesoberfläche. Kaue: Oft auch Waschkaue genannt. Ist ein umbauter übertägiger Raum, der z.B. als Aufenthalts-oder Umkleidemöglichkeit genutzt wird. Kesselhaus: Betriebsort der Kesselanlage zur Erzeugung von Dampf. Kieserit: Mineralogische Bezeichnung für Magnesiumsulfat mit einem Kristallwasser Kieserit plus: Granulierter Mineraldünger mir ca. 20 % Kieserit und eine Kalianteil von midestens > 5%. KMg-Fraktion: Wertstofffraktion mit einem angereicherten Kalium- und Magnesiumanteil. Kondensat: Durch Kühlung wieder zu Wasser verflüssigter Dampf, welcher erneut als Speisewasser für den Dampferzeuger verwendet wird. Konditionierungsmittel: Chemische Reagenzien. Konvergenz: 1. Zusammengehen(fließen) eines Hohlraumes. Dieser Prozess läuft im Salzgebirge über sehr große Zeiträume ab. (mehrere 100 Jahre) 2. Annäherung zwischen Hangendem (Decke einer Strecke) und Liegendem (Boden einer Strecke) als Maß der Deformation in den Grubenbauen (z.B. Strecken und Abbaue) Kornkali 40/6: Granuliertes Düngemittelprodukt mit den Wertstoffgehalten 40 % K2O und 6 % MgO. Ladeort Untertätige Strecke, wo das zu ladende Haufwerk (Kali-Rohsalz) unmittelbar liegt. Ladestrecke Untertägige Strecke zum Abtransport von Haufwerk (Kali-Rohsalz) aus einem laufenden Abbau mit einer Großmaschine (Lader). Lager: bauwürdiges Kali-Flöz; Zählung nach Zugehörigkeit zu Lagerbereichen. Lagerbereich: Teilbereich des Salzstocks, in dem die sich darin befindenden Kali-Lager einer gemeinsamen geologischen Struktur angehören. Der Salzstock Sarstedt ist in 8 Lagerbereiche eingeteilt. Lagermächtigkeit Dicke eines Flözes in Metern. (Mächtigkeit): Lagerstätte: Natürliche Ablagerung oder Konzentrationen von nutzbaren Stoffen (Mineralien oder Primärenergieträgern). Es wird unterschieden in Flöz, Gang oder Lager im Nebengestein. Liegend: Bergmännisch unterhalb; unabhängig von der geologischen Stellung. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite XI K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Liegendes: Bergmännische Bezeichnung für die unterhalb eines Flözes abgelagerten Gebirgsschichten (siehe Hangendes). Mineralisierte Wässer Wasser, welches gelöste Mineralien in höherer Konzentration enthält. Mittelgut: Stoffstrom zwischen Wertstoff und Rückstand. m-Sohle: Tiefenlage in Meter unter der Erdoberfläche. Mulde: Gefaltete Gesteinsschichten, bei denen die jüngeren Schichten im Kern liegen. Nebengestein: Das eine Kali-Lagerstätte umschließende Gestein. Im Kalibergbau wird das Kali-Flöz durch das Hangende und das Liegende des Nebengesteins begrenzt. Zum überwiegenden Teil handelt es sich Steinsalz. Nicht mineralisierte Wässer: Niederschlagswässer, die als Oberflächenabfluss von der Halde oder in der Oberflächenabdeckung der Halde und von befestigten Flächen abfließen und in Haldengräben gefasst werden und nicht oder nur gering mineralisiert sind Normierter Gesamtsenkungstrog: Gesamtsenkungstrog, dessen Tiefe durch die Gewinnungsanteile der einzelnen Abbaubereiche bestimmt wird. Im Abbaubereich mit der größten zu erwartenden Gewinnungsmenge wird dem Einzelsenkungstrog die relative Senkung 100 zugeordnet. Die Senkungsbeträge der anderen Abbaubereiche mit geringeren Gewinnungsmengen und entsprechend kleineren Einzeltrögen werden entsprechend auf diesen Wert normiert. Pneumatische Förderanlage: Anlage zum Transport von Schüttgut mittels Luftstrom. Prallmühle: Maschine zur Feinzerkleinerung von Schüttgut. Produktionsrückstand: Nicht verwendbarer Restbestandteil des entwerteten Rohsalzes. Relative Feuchtigkeit: Maßzahl für die Luftfeuchte (Angabe in %). Richtstrecke Strecke mit möglichst geradlinigem Verlauf für Fahr- bzw. Bandstrecken. Auffahrung dieser Strecken im Nebengestein (hier Steinsalz, ein Teil des A+VSalzes) . Rohrkettenförderer: Stetigförderer für Schüttgut im geschlossenen Rohr mittels umlaufender Kette. Rohsalz: Bergmännisch gewonnenes/abgebautes Gestein vor der Aufbereitung. Rollloch Mit Bohrtechnik erstelltes, vertikales oder schwach geneigtes Loch zum Transport von Haufwerk. Rückstand: siehe Produktionsrückstand Sandstein: Sedimentgestein das überwiegend Quarz und nur geringe Anteile an Tonerdemineralien enthält. Sattelstruktur: Gefaltete Gesteinsschichten, bei denen die älteren Schichten im Kern liegen. Sauberlader: Mobile Maschine zum Laden kleiner Haufwerksmengen und zum Säubern von z.B. Bandstrecken. Schacht: Senkrechte/vertikale Röhre (Grubenbau), mit dem eine Lagerstätte von der Tagesoberfläche aus erschlossen ist. Nach dem Verwendungszweck wird unterschieden in Wetter-, Förder-, Seilfahrt- und Materialschacht. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite XII K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Schachtanlage: Teil eines Bergwerkes, das in Folge seiner Größe in mehrere – nicht autarke – Schachtanlagen aufgeteilt ist. In diesem Vorhaben z.B. Schachtanlage Siegfried-Giesen, Schachtanlage Glückauf-Sarstedt, Schachtanlage Fürstenhall, Schachtanlage Rössing-Barnten. Schießarbeit: Bergmännische Bezeichnung für Sprengarbeiten unter Tage. Sprengarbeit: Schneckenförderer: Stetigförderer für Schüttgut mittels Schnecke im geschlossenen Trog. Schwingförderrinne: Fördereinrichtung für Schüttgut mittels Vibration. Sediment: Gestein, das durch Ablagerung auf dem Land oder im Meer gebildet wurde. Das Steinsalz und die Kalisalze zählen zu den Sedimenten. Seilfahrt: Bergmännischer Ausdruck für das Befördern von Personen im Schacht. Seismik: ist ein geophysikalisches Untersuchungsverfahren, bei dem nach der Ausbreitung künstlich (Sprengung) erzeugter elastischer Wellen eine flächenhafte Übersicht über den Aufbau des Untergrundes und der Lagerstätte gewonnen wird. Senkung: Vertikale, nach unten gerichtete Punktbewegung an der Tagesoberfläche. Senkungsrate: Senkung innerhalb einer Zeiteinheit (z.B. innerhalb eines Jahres) Siebmaschine: Maschine zur Trennung von Silo: Lagerbehälter für Schüttgut Skip Gefäß zur Förderung von Kali-Rohsalz im Schacht; Teil der Schachtfördereinrichtung Sohle: 1. alle in einem etwa gleichen Niveau aufgefahrenen Grubenbaue (Stockwerke eines Bergwerks unter Tage). 2. Teil des Hohlraums (Strecke) auf dem man steht. 3. Hauptsohlen: obere und untere Begrenzung der Bauscheiben für Zwecke der Bewetterung, Förderung, Versatzführung sowie Fahrung 4. Teilsohlen: Gewinnungsstrecken im Lager Speisewasser: Aufbereitetes Wasser zur Verwendung im Dampfkesselprozess Sprengarbeit Bergmännische Sammelbezeichnung für den Umgang und Verwendung von Spreng- und Zündmitteln. Sprengfahrzeug Mobile Maschine zum Transport und zur Einbringung von Spreng- und Zündmitteln in Sprengbohrlöcher. Sprenglochbohrwagen Mobile Maschine zum Bohren von Sprengbohrlöchern. Sprengmittellager/ Ort zum sicheren Lagern, Aufbewahren von Spreng- und Zündmitteln sowie der zugehörigen Hilfsmaterialien. Sprengmittelabstellraum Standort: Unter Standort werden sämtliche zum Betrieb des Werkes Siegfried-Giesen notwendigen betrieblichen Standorte definiert. Hier: Siegfried-Giesen, Glückauf-Sarstedt, Hafen Harsum, Fürstenhall und Rössing-Barnten (siehe Betriebsteil). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite XIII K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Stapelbecken: Speicherbecken Steile Lagerung: Stark geneigte bis senkrechte Lage der Salzschichten (Siehe Flache Lagerung). Das einzige Bergwerk, das weltweit noch auf Steiler Lagerung Kalisalz gewinnt, ist das K+S eigene Bergwerk Sigmundshall bei Wunstorf. SiegfriedGiesen ist ebenfalls ein Bergwerk der Steilen Lagerung. Strecke: Hohlraum im Gebirge mit regelmäßigem gleichbleibendem Querschnitt. Streckenvortriebsmaschine: Zum Herstellen (Auffahren) von Hohlräumen eingesetzte Maschine. Es wird unterschieden in Teilschnitt- und Vollschnittmaschinen. In diesem Vorhaben kommen neben der Bohr- und Sprengarbeit nur Teilschnittmaschinen zum Einsatz. Streichen: Verlauf von schräggestellten oder verfalteten geologischen Schichten im horizontalen Schnitt. Strosse: Hereingewinnbarer Lagerstätteninhalt (Kali-Rohsalz) zwischen übereinanderliegenden Teilsohlen. Strossenbohrwagen: Mobile Maschine zum Bohren von vertikalen und steil geneigten Sprengbohrlöchern für den Einsatz auf einer Teilsohle (Strosse). Subrosion: Subrosion (lat. sub = unter und rodere = zerkleinern) bezeichnet in der Geologie die unterirdische Auslaugung und Verfrachtung von meist leichtlöslichem Gestein. Ihr gegenüber steht die Erosion, die Abtragungs- und Verlagerungsprozesse an der Erdoberfläche beschreibt. Subrosion kann durch Sickerwasser verursacht werden oder im Bereich unterirdisch verlaufender, grundwasserleitender Horizonte (Aquifere) in verstärktem Maße auftreten. Sylvin: Mineralogische Bezeichnung für Kaliumchlorid (KCl) Tagesanlagen: Über Tage befindliche technische Anlagen eines Bergwerks. Dazu zählen Aufbereitung, Materiallager, Werkstätten, Verladung und Verwaltungs- und Sozialgebäude sowie Infrastruktur und Rückstandshalden. Teilschnittmaschine: Streckenvortriebsmaschine, die den Hohlraum (z.B. Strecken) abschnittsweise bearbeitet und freilegt. An einem Arm (Ausleger) ist vor Kopf eine sich drehende Walze befestigt, die mit ihren Hartmetall bestückten Meißeln das Gestein herausschneidet. Dieses wird durch die Maschine über eine Ladeeinrichtung anschließend abtransportiert. Die Fortbewegung erfolgt mit Raupenfahrwerken. TEM: Transienten-Elektromagnetik ist eine aktive Messmethode, die Aussagen über elektrische Leitfähigkeiten des Untergrundes gestattet. Teufe: Vertikaler Abstand der untertägigen Hohlräume zur Tagesoberfläche Bergmännische Bezeichnung für Tiefe Trennfaktor: Dimensionsloser Wert für die Selektivität (Wirksamkeit) einer Trennung. Triboelektrische Aufladung: Elektrostatische Aufladung durch Aneinaderreiben der Salzmineralien (Reibungselektrizität). Trogkettenförderer: Stetigförderer für Schüttgut im geschlossenen Trog mittels umlaufender Kette. Trommel: Apparat zum Trocknen, Kühlen, Glätten von Schüttgut mittels rotierendem Rohr. Verhieb: Ist die Art und Weise, mit der ein in Angriff genommener Abbaustoß abgebaut wird. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite XIV K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Stichwort Erklärung Verladestraße: Verbindungstraße zwischen dem öffentlchen Verkehrsweg Lather-Wischweg und der Gebäude der LKW-Verladung auf dem Werksgelände. Versatz: Nicht werthaltiges Salz, das unter Tage zur Verfüllung von Hohlräumen dient. Man unterscheidet das A+V-Salz, das direkt unter Tage als Sofortversatz in die Hohlräume verbracht wird, und die übertägigen Rückstande aus der Aufbereitung, die zum größten Teil ebenfalls nach unter Tage in die Hohlräume verbracht werden. Versatzverfahren: Einbringverfahrenen (Transport und Technik) von A+V-Salzen und Rückstand in den nach der Gewinnung des Rohstoffs freigelegten Hohlraum. Stand der Technik in der Steilen Lagerung (Sigmundshall, Siegfried-Giesen) ist das Trockenversatzverfahren mittels Sturzversatz. Versiegelte Flächen: Dach- und befestigte Verkehrsflächen auf denen Regenwasser anfällt und nicht oder nur sehr bedingt in den Untergrund versickern kann. Vertaubung: Bereich innerhalb des Kali-Flözes mit wenig bis keinem Wertstoffgehalt. Verwachsung: Zusammenschluss einzelner Mineralphasen in einem Mineral. Vollfläche: Mindestfläche eines Abbaufeldes, bei der keine stützenden Randwirkungen mehr auftreten, so dass das gesamte Gewicht des Deckgebirges auf dem Abbau liegt und maximale übertägige Senkungen auftreten. Vorfluter: Gewässer, in das mit wasserrechtlicher Erlaubnis Abwasser eingeleitet wird. Walzenpresse: Maschine zur Kompaktierung von Schüttgut zwischen zwei sich gegeläufig drehenden Walzen. Wasseraufbereitung: Anlage zur Herstellung von Speisewasser. Wellkastenband: Stetigförderer für Schütt- und Stückgut mittels umlaufendem Gurt für ansteigende Förderung. Werksstraßen: Sämtliche Verkehrswege, die sich auf den Grundstücken der einzelnen Betriebsteile befinden. Wertstoff: Verwertbarer Anteil des Rohsalzes (Hier Kalium und Magnesium) Wetter: die untertägig im Grubengebäude bewegten Luftströme. Es werden unterschieden: Frischwetter, übertägig angesaugte Luft, Abwetter, die aus dem Grubengebäude abgesaugte Luft oder Mit Wetterführung wird das gezielte Leiten der Luftströme zu allen Punkten des Grubengebäudes bezeichnet. Wetterloch: Bohrtechnisch erstellte vertikale oder geneigte Großbohrlöcher im Salzgestein zur Verteilung der Wetter im Grubengebäude Zellenradschleuse: Dosiereinrichtung für Schüttgut Zweiwegefahrzeug: Fahrzeug für wahlweise Fahrten auf Gleis oder Straße Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite XV K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 1 Geologische Situation 1.1 Allgemeine geologische Verhältnisse (großräumiger Überblick) Die Beschreibung der großräumigen geologischen Verhältnisse basiert im Wesentlichen auf den Erläuterungen zur Geologischen Karte (Lepper, 1984). Der Salzstock von Sarstedt befindet sich im Übergangsbereich zwischen Norddeutscher Tiefebene und dem durch tektonische Ereignisse geprägten Leine-Weser-Bergland, welches zu den größeren Landschaftseinheiten der deutschen Mittelgebirgsschwelle zählt. Die relativ flache, durch Lößgebiete geprägte Landschaft (Calenberger Börde, Hildesheimer Börde) wird etwa in Nord-Süd-Richtung von dem bis zu 2 km breiten Leinetal durchquert. Die Leine tritt bei Nordstemmen aus einer durch Sattelund Muldenzüge der Trias geformten Pforte aus dem Bergland heraus. Die Lagerungsverhältnisse im Untersuchungsgebiet sind durch intensive tektonische und halokinetische Beanspruchung geprägt. Die geologischen Strukturen des Untergrundes sind in Abb. 1 Groß- räumige Festgesteinsstrukturen dargestellt. Der Untergrund wird von den Festgesteinen des Paläozoikums und Mesozoikums aufgebaut. Im Zechstein überflutete das Meer ein bereits eingeebnetes Gelände und überdeckte es mit mächtigen Folgen von Kalk, Gips bzw. Anhydrit und Salz. Abb. 1 Großräumige Festgesteinsstrukturen (Lepper, 1984) Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 1 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Im Mesozoikum wurde das flache, zeitweise trockengefallene Becken mit den Sedimenten der Trias (Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper) aufgefüllt. Im Jura und in der Kreidezeit wurde das Becken erneut vom Meer überflutet. Der mesozoische Schichtenstapel zerbrach durch tektonische Bewegung (Oberjura bis Kreide) an tiefreichenden Störungen (Streichrichtung vorwiegend rheinisch - NNE-SSW, teilweise auch herzynisch - NW-SE). An ihnen stieg das plastisch reagierende Zechsteinsalz auf, was zu einer Bruchfaltung des Deckgebirges führte. Zunächst erfolgte durch die Ansammlung von Salz im Untergrund eine sattelförmige Schrägstellung des Postsalinars, bevor es dann zum Durchbruch des Salzes durch das Deckgebirge kam. Dies führte in Verbindung mit der Erosion und Auslaugung zur Entstehung der typischen Randschollen längs der Salzstöcke. Die Randschollen kann man an den von ihnen gebildeten Hügelketten (meist aus erosionsresistenten triassischen Gesteinen bestehend) erkennen. Zu diesen störungsgebundenen Höhenzügen gehören z. B. die im Südosten an den Sarstedter Salzstock angrenzenden Giesener Berge. Der rheinisch (von NNE nach SSW) gerichtete Sarstedter Salzstock macht sich im Gelände in Folge der Salzauslaugung als eine langgestreckte Senke (Depression) bemerkbar. Der Salzstock bzw. die Randschollenstruktur stößt im Osten an die Harsumer Mulde und den Rautenbergsattel sowie im Westen an die Pattensener Mulde. In den Mulden bestimmen relativ flach lagernde Strukturen mit Sedimenten der Unter- und Oberkreide, meist in tonig-mergelig-kalkiger Ausbildung, den Aufbau. Die Festgesteine, die nur noch in den Höhenzügen oder als flache Ausstriche in der Ebene auftauchen, werden von den känozoischen Lockergesteinssedimenten überdeckt. Im Tertiär wurde das Gebiet erneut vom Meer überflutet, wobei im Bereich des Sarstedt - Sehnder Salzaufbruches meist oligozäne Lockergesteine (vorwiegend tonig, z.T. sandig) abgelagert wurden. Die Ablagerungen des Tertiär sind im Gebiet eher von untergeordneter Bedeutung, da sie größtenteils durch Erosion wieder abgetragen wurden. Im Bereich von durch Subrosion entstandenen Mulden und Senken blieben sie jedoch als Reste erhalten und treten z. T. in größerer Mächtigkeit auf. Das Quartär ist durch einen mehrfachen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten gekennzeichnet. Im mittleren Pleistozän Niedersachsens waren zur vergletschert. Elster- Das Eis und Saale-Kaltzeit hinterließ (Drenthe-Stadium) Grundmoränen große (Geschiebemergel) Teile und Schmelzwasserablagerungen (Kies und Sand sowie lokal Beckentone). Entlang der Talauen der Leine und ihrer Nebenflüsse begann die Ablagerung von fluviatilen Terrassenschottern mit frühpleistozänen bis elsterkaltzeitlichen Schichten, die von den Mittelterrassen des Leine-Systems (frühe Saale-Kaltzeit / Drenthe-Stadium) und den Niederterrassen der Weichsel-Kaltzeit gefolgt werden. In den nördlich dem Bergland vorgelagerten Börden kam es zu großflächigen Lößablagerungen. In der Nacheiszeit (Holozän) entstanden organogene Bildungen (Torfe, Mudden) sowie in den Vorflutauen fluviatile Schotter und Auelehmdecken. Eine Übersicht zum geologischen Normalprofil des Gebietes nach Lepper (1984) enthält Tab. 1. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 2 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Tab. 1 Stratigraphisch-petrographische Übersicht nach LEPPER (1984). Stratigraphie Petrographie Quartär Auelehm, Sande, Kiese, holozäne Terrassen, Schwemmlöß Holozän (qh) Böden, Torf Weichsel- Kaltzeit (qw) Löß(-lehm), Flugsand Niederterrassenkies, -sand und -schluff Pleistozän (qp) Eem- Warmzeit (qee) fossile Böden Saale- Komplex, Drenthe Schmelzwassersedimente (glazifluviatil) (qD) Geschiebelehm, -mergel Mittelterrassen-Kies Holstein- Warmzeit (qhol) humoser Schluff Elster- Kaltzeit (qe) Schmelzwassersande und -kiese (glazifluviatil) Geschiebelehm, -mergel Oberterrassenkiese, -sande und -schluffe Altpleistozän (qpa) Tertiär (t) Kreide (kr) Jura (j) Trias (tr) älteste Terrassenschotter, Flusskiese Grünsande, Rupelton (Beckenton), Braunkohlen Oberkreide (kro) Kalksteine, Kalkmergelsteine Unterkreide (kru) Tonsteine, Tonmergelsteine Oberer Jura (jo) - Mittlerer Jura (jm) Tonsteine Unterer Jura (ju) Tonsteine, Tonmergel, Kalksandsteine Oberer Keuper (ko) kalkhaltige, graue bis dunkle Tone mit Sandanteilen Mittlerer Keuper (km) Mergel- und Tonsteine mit Gipsanteilen, Schilfsandstein mit Tonen und Mergeln, Dolomit Unterer Keuper (ku) Grenzdolomit, Lettenkeupersandstein, Mergelstein Oberer Muschelkalk (mo) Trochitenkalk und Ceratitenschichten, Tonmergelsteine Mittlerer Muschelkalk (mm) Evaporite (Kalkstein, Dolomit, Gips, Salz, Tonstein) Unterer Muschelkalk (mu) Kalkstein, Mergelstein, Konglomerate, Oolithbänke, Wellenkalk, Terebratelbänke, Schaumkalkbänke Oberer Buntsandstein (so) Evaporite (Kalkstein, Dolomit, Gips, Salz, Ton) Mittlerer Buntsandstein (sm) Sandsteine und Wechselfolgen (tonig bis sandig) Perm (p) 1.2 Unterer Buntsandstein (su) schluffige Schiefer mit sandigen Einschaltungen (Bröckelschiefer) Zechstein (z) Steinsalz, Anhydrit, Ton, Sulfat bzw. Caprock (Gipshut), Kalisalz Beschreibung der geologischen Standortverhältnisse Der im engeren Sinne zu betrachtende Standort mit den wesentlichen Elementen des Vorhabens befindet sich im Gebiet zwischen Innerste und Leine zwischen den Orten Sarstedt, Giesen und Barnten, lediglich die geplante Grubenanschlussbahn reicht darüber hinaus nach Osten bis Harsum. Das Gelände des ehemaligen Kaliwerks Siegfried-Giesen sowie die bestehende Rückstandshalde (Althalde) liegen im südöstlichen Teilbereich direkt über dem Salzstock Sarstedt. Der an das Kaliwerk südwestlich angrenzende Standort der zu errichtenden Rückstandshalde reicht nach Süden z. T. bis an die Flanken des Salzstocks. Eine Beschreibung des Salzstockaufbaus sowie der Lagerstätte erfolgt im Kapitel 1.3. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 3 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Der Salzstock hat im Horizontalschnitt einen fast rundlichen Umriss mit einer Fläche von ca. 16 km² (Abb. 1). Die als Salzspiegel bezeichnete Oberkante des Salzstocks ist aufgrund von Grundwassereinflüssen und den damit verbundenen Lösungsvorgängen nahezu eben. Sie besitzt ihre Hochlage im Bereich Schacht Fürstenhall (Ahrbergen; ca. 105 m u. GOK) und zwischen den Schächten Rössing-Barnten und Glückauf-Sarstedt (ca. 120 m u. GOK) und fällt allseitig zunächst flach, im Bereich der Salzstockflanken steil ein. Die Flanken grenzen mit Verwerfungsflächen an mesozoische Schichten, die im südlichen Umfeld des Untersuchungsgebietes ausstreichen (Giesener Berge) (Lepper, 1984). Oberhalb des Salzstocks lagert das sog. Hutgestein. Darin zusammengefasst sind der Gipshut im eigentlichen Sinn (schwerlösliche Zechsteinevaporite), die nach der Auslaugung zurückgebliebenen Zechstein-Residualtone sowie Tone unsicherer geologischer Stellung. Lokal vorhandene Klüfte sind meist mit Gipsen, Anhydriten oder Tonen gefüllt. Das Hutgestein weist ein starkes, uneinheitliches Relief mit Mächtigkeiten bis über 150 m (im Untergrund der geplanten Rückstandshalde) auf. Die Oberkante des Hutgesteins lagert z. T. sehr dicht unter dem Gelände (unterhalb der geplanten Rückstandshalde z. T. 12 m u. GOK). Vermutlich auf Subrosion zurückzuführende Senken sind an der Oberfläche nur in geringem Umfang morphologisch wirksam (z. B. „Entenfang“). Unterhalb der Geländeoberkante sind subrosionsbedingt vorhandene Mulden meist mit tertiären und quartären Lockersedimenten gefüllt. Bei den tertiären Schichten handelt es sich zumeist um grünliche feinsandige Schluffe oder Tone. Oftmals sind auch aufgearbeitete mesozoische Komponenten unterschiedlicher Herkunft enthalten, was eine klare Abtrennung zum Liegenden erschwert. Insbesondere in der Umgebung der Innersteaue, nördlich der existierenden Rückstandshalde sowie in der Umgebung des Flußgrabens liegen tertiäre Schichten. Mit geringen Mächtigkeiten sind tertiäre Sedimente auch im Umfeld der zu errichtenden Rückstandshalde vorhanden. Die an der Geländeoberfläche anstehenden quartären Lockersedimente (Pleistozän und Holozän) überdecken nahezu flächendeckend alle älteren Gesteine. Die oberflächig bzw. oberflächennah lagernden Schichten sind entsprechend der Geologischen Karte GK25 (LBEG, 2012) dargestellt. Aufgrund der Lage des Untersuchungsgebietes zwischen zwei Flussauen sowie am Fuß einer Festgesteinsaufragung (Giesener Berge) sind die quartären Sedimente engräumig lateral und vertikal wechselhaft ausgebildet und miteinander verzahnt. Die Gesamtmächtigkeit der quartären Lockersedimente schwankt im südlichen bis südwestlichen Umfeld des Standortes SG meist zwischen wenigen Dezimetern und ca. 15 bis 20 m. Deutlich größere Mächtigkeiten werden im Bereich subrosionsbedingter Mulden erreicht. Hierzu zählen die bis über 40 m mächtigen kiesig-sandigen Ablagerungen in der Innersteaue südlich von Ahrbergen. Entlang der Leine, die das Untersuchungsgebiet westlich begrenzt, stehen unter holozänem Auelehm die Niederterrassenschotter der Weichsel-Eiszeit mit bis ca. 10 m Mächtigkeit an. In größerer Entfernung vom heutigen Flussbett bilden die sandig-kiesigen Sedimente der in der frühen Saale-Eiszeit (Drenthe-Stadium) entstandenen Mittelterrasse des Leine-Systems den Hauptanteil der fluviatilen Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 4 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Ablagerungen. Die Oberfläche ihres Kieskörpers liegt mehrere Meter über der heutigen Flussaue. Die Talsedimente sind vielfältig mit glazialen Ablagerungen verschachtelt. Im Bereich der Innersteaue, die nordöstlich nahe an den Standort des Kaliwerkes SG und die Althalde heranreicht, beginnt die Sedimentfolge i. d. R. mit einer etwa 2 bis 3 m mächtigen Auelehmdecke. Vereinzelt treten auch geringmächtige Torflagen auf. Darunter folgen Sande und Kiese der WeichselNiederterrasse sowie der Mittelterrasse der Saale-Kaltzeit. Als trennender Zwischenstauer sind lokal schluffig-tonige saalekaltzeitliche Ablagerungen (Drenthe-Grundmoräne) ausgebildet. Die Mittelterrassenschotter, die hier vermutlich durch Senkungen in Verbindung mit Subrosionsvorgängen tiefer lagern und nicht während der Weichselkaltzeit erodiert wurden, erreichen nach den verfügbaren Bohrdaten eine Mächtigkeit von 5 bis 16 m. An deren Basis stehen in den Muldenbereichen Beckensedimente (tonige Schluffe und Feinsande, die möglicherweise als warmzeitliche Bildungen der Elsterkaltzeit bzw. des Interglazials zu deuten sind) an. Darunter folgen, ebenfalls nur auf den Bereich der Mulden beschränkt, Sande und Kiese. Hierbei handelt es sich um elsterkaltzeitliche oder auch altpleistozäne (glazi)fluviatile Schotter, welche innerhalb der potentiellen Subrosionsmulden die tiefsten quartären Sedimente darstellen. Außerhalb der Auen lagern oberflächennah überwiegend Lößlehme, hangabwärts als Hanglehm oder Schwemmlöß z.T. mit erhöhten Mächtigkeiten (ca. 3 bis 7 m). Darunter befinden sich relativ geringmächtige (Dezimeter bis Meter) sandig-kiesige Schichten mit wechselnden Anteilen an tonigschluffigen Bestandteilen (Ablagerungen der Weichsel- oder Saale-Kaltzeit). Im Liegenden folgt lokal der Geschiebemergel des Drenthe-Stadiums. Darunter schließen sich in weiten Bereichen die sandigkiesigen Lockersedimente der Mittelterrasse (Drenthe-Stadium) an. In subrosionsbedingten Senken (z. B. Umgebung Flußgraben) folgen darunter wiederum tonig-schluffige Beckenablagerungen sowie altpleistozäne Sande und Kiese. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 5 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Tab. 2 Gliederung des Zechstein im Bereich des Blattes Sarstedt Formation Horizont Ohre- bis FuldaFolge (z1-7) Zechstein 4 Tonbanksalz Aller-Folge Tonbrockensalz Rosensalz Schneesalz Basissalz Pegmatitanhydrit Roter Salzton Zechstein 3 Leine-Folge Zechstein 2 Staßfurt-Folge Zechstein 1 Werra-Folge 1.3 Tonmittelsalz Schwadensalz Anhydritmittelsalz Buntes Salz Bändersalz Banksalz Kaliflöz Ronnenberg Orangeaugensalz Liniensalz Basissalz Hauptanhydrit Grauer Salzton Deckanhydrit Decksteinsalz Kaliflöz Staßfurt Staßfurt-Steinsalz Basalanhydrit Stinkkalk Werra-Anhydrit Werra-Karbonat Kupferschiefer Symbol T5 - zB Na4tm Na4 Na4 Na4 Na4 A4 T4 Na3 tm Na3 Na3 η Na3 Na3 Na3 K3Ro Na3 Na3 Naγ α A3 T3 A2r Na2r K2 Na2 A2 Ca2 A1 Ca1 T1 Mächtigkeit in Meter 20 - 30 ca. 10 15 - 35 20 10 1 - 2 0,4 - 1,2 15 - 20 15 - 26 10 - 75 40 - 50 20 - 40 4 - 12 15 - 30 25 - 30 1 - 1,2 26 - 48 4 - 5 1,4 0,4 - 1,1 8 300 - 500 1 1 1 1 ca. 0,5 Beschreibung der Lagerstätte Schichtenfolge Die Lagerstätte umfasst den Salzstock Sarstedt und wird im Wesentlichen von Gesteinen des Zechstein aufgebaut. Es handelt sich um natürliche chemische Sedimente, die in einem Äquator-nahen Meeresbecken vor rund 250 Millionen Jahren durch Meerwassereindampfung abgelagert wurden. Es kam nacheinander zur Entstehung von Karbonatgesteinen (Kalkstein, Dolomit, Magnesit), Sulfatgesteinen (Anhydrit, Gips), Steinsalz (NaCl) und Kalisalzen (K-, Mg-Chloride). Durch mehrfaches Eindringen von Meerwasser in das Becken entstanden Ablagerungszyklen anhand derer die Gesteine in salinare Serien gegliedert werden, die als Werra-, Staßfurt-, Leine-, Aller-, Ohre-, Friesland- und Fulda-Folge (Zechstein 1-7) bezeichnet werden. Der Zechstein ist durch untertägige Aufschlüsse im Bergwerk Siegfried-Giesen sowie in den umgebenden ehemaligen Kaliwerken im Bereich des Salzstockes Sehnde und durch zahlreiche Tiefbohrungen bekannt. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 6 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren In den Erläuterungen zur geologischen Karte hat v. STRUENSEE (in LEPPER 1984) aufbauend auf älteren Untersuchungen u. a. von HARTWIG (1922, 1924) die Ausbildung der salinaren Schichten und deren Lagerungsverhältnisse im Grubengebäude des Bergwerkes Siegfried-Giesen beschrieben, die im Folgenden zusammenfassend wiedergegeben werden (Tab. 2 und Abb. 2): Gesteine des Zechstein 1 (Werra-Folge) sind im Bergwerk nicht aufgeschlossen, da sie sich in großen Tiefen befinden. Das Staßfurt-Steinsalz (Na2) stellt als älteste Schicht den größten Volumenanteil im Salzstock dar, obwohl von der ursprünglich mindestens 300 m mächtigen Abfolge nur die obersten 100 bis 150 m unter Tage aufgeschlossen sind. Die zumeist nur 2 m mächtigen kieseritischen Übergangsschichten am Top der Steinsalzabfolge bilden den Übergang zum Kaliflöz Staßfurt (K2). Überwiegend als Hartsalz ausgebildet ist es im Mittel etwa 10 m mächtig. Bei dem sogenannten Hartsalz handelt es sich um ein Gestein, dessen Hauptbestandteile die Salzminerale Kieserit, Sylvin und Halit sind. Das rote Decksteinsalz (Na2r) und der mittel- bis dunkelgraue (gebänderte) Deckanhydrit (A2r) bilden den Abschluss der Zechstein-Folge 2. Die Zechstein-Folge 3 beginnt mit dem Grauen Salzton (T3), der im unteren Teil aus dunkelgrauem Tonstein, im oberen Teil aus braungrauem Magnesit- und Dolomitstein besteht. Über dem Grauen Salzton folgt der etwa 30 bis 50 m mächtige Hauptanhydrit (A3). Die Steinsalzabfolge beginnt mit dem braungrauen Basissalz (Naγα), gefolgt von hellrotgrauem Liniensalz (Naγ ) und geht mit fließender Grenze in das Orangeaugensalz (Naγ ) über, das nach oben zunehmend rötlich gefärbt ist. Das Kaliflöz Ronnenberg (K3Ro) ist entweder als Sylvinit, aber überwiegend als Hartsalz mit etwa 10 % Kieserit ausgebildet. Insbesondere im Grubenfeld Rössing-Barnten wurden RonnenbergSylvinite über viele Jahrzehnte abgebaut. Das Banksalz (Na γ ) im Hangenden des RonnenbergLagers besteht aus einem meist schwachrötlich gefärbten, mittelkristallinen Steinsalz, dessen Linierung nach oben schnell verschwindet. Das nachfolgende Bändersalz (Naγ ) mit seinen etwa 5 bis 10 cm breiten/rotbraunen Streifen führt stellenweise im mittleren Abschnitt bis 5 m dicke Kieserit-Streifen. Das graubraune bis graue, meist mittelkristalline Bunte Salz (Naγ ) enthält Linien, Nester und Schlieren von Anhydrit. Die drei Abschnitte werden zumeist als Bank-, Bänder-, Buntes-Salz oder Bändersalzgruppe zusammengefasst. In das braungraue bis graue Steinsalz des Anhydritmittelsalzes (Naγ ) sind insgesamt 8 Anhydritlagen, die sogenannten Anhydritmittel, eingeschaltet. Zwei dieser Anhydritmittel sind 1 bis 2 m mächtig die übrigen nur wenige Zentimeter bis Dezimeter. Das überlagernde, bis zu 75 m mächtige Schwadensalz (Na3) wird in 10 Zonen eingeteilt. Es wechseln sich braun-bis mittelgraue, von Anhydritschlieren durchzogene Steinsalzlagen (Schwadenzonen), mit hellgrauen, relativ reinen Steinsalzlagen ab. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 7 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Mit dem Einsetzen von stark anhydritischen Tonflocken im rotbraunen Steinsalz beginnt das Tonmittel-Salz (Na3tm). Die tonig-anhydritischen Einschaltungen nehmen nach oben stetig zu bis hin zur Ausbildung einer mächtigen tonigen Lage. Dieses wiederholt sich insgesamt dreimal. Die Aller-Serie beginnt mit dem Roten Salzton (T4), der von einem grauem bis braungrauem Pegmatitanhydrit (A4) überlagert wird. Das Basissalz (Naζα) im Hangenden ist hellgrau bis rötlich gefärbt und von zerfaserten Anhydritlinien durchzogen. Das weißgraue Schneesalz (Naζ ) ist rein, enthält nur wenige anhydritische Linien und geht nach oben in das rosafarbene, ebenfalls reine Rosensalz (Naζ ) über. Mit dem Einsetzen von grüngrauen bis braunen, anhydritreichen Tonpartikeln im Steinsalz, die sich nach oben hin zu stark geschieferten Tonschwaden verdichten, ist das Tonbrockensalz (Naζ ) erreicht. Im folgenden Tonbanksalz (Na4tm) sind brecciöse, grün- bis mittelgraue, anhydritreiche, 0,1 0,2 m mächtige Tonbänke charakteristisch. Schichten der Zechstein-Folgen 5 bis 7 sind untertage nicht sicher aufgeschlossen. Möglicherweise steht die Untersuchungsstrecke der 750 m-Sohle im Feldesteil Fürstenhall in Gesteinen der Ohre- bis Fulda-Folge. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 8 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Gesteine Kalisalz Steinsalz Anhydrit Karbonat Tonstein Hartsalz / Sylvinit Hartsalz Abb. 2 Schichtenfolge des Zechstein im Salzstock Sarstedt Neben den salinaren Gesteinen des Zechstein wurden erstmalig im Bereich südhannoverscher Kalisalzbergwerke 1976 zechsteinfremde Salze südöstlich des Schachtes Rössing-Barnten nachgewiesen. Es handelt sich um ein hellgraubraunes, schichtungsloses Steinsalz mit unregelmäßig verteilten Ton- und Anhydritbrocken sowie um eine Wechselfolge von mittelgrauen Anhydrit- und hellgrauen bis braunroten Ton- und Schluffstein-Lagen. Aufgrund von palynologischen Untersuchungen gehören diese Gesteine dem Röt und/oder Muschelkalk an. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 9 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Internbau des Salzstocks Der Sarstedter Salzstock hat in Höhe des Salzspiegels einen fast runden Umriss mit einer ausgezogenen Spitze in nordöstlicher Richtung. Die Salzstockflanken sind in großen Zügen vom Niveau der 750 - 850 m-Sohle bekannt. Die Flanken sind z.T. durch einige Horizontalbohrungen und die Untersuchungsstrecke im Feldesteil Fürstenhall erkundet. Je nach struktureller Situation stehen an den Salzstockflanken Gesteine des Unteren Buntsandstein, des Unteren Muschelkalk, des Lias bis hin zu kretazischen Tonsteinen des Ober-Apt an. Es wird angenommen, dass nur die normal einfallende Nordostflanke relativ konkordant zum Nebengebirge steht, die anderen Flanken des Salzstocks hingegen entlang einer Störungsfläche diskordant an die Schichten des Nebengebirges grenzen (Abb. 3). Diese Störungsfläche könnte zugleich eine Erklärung für das Auftreten von zechsteinfremden Salzen in den salzrandnahen Zonen im Grubenfeld Rössing-Barnten sein. Es ist zu vermuten, dass vornehmlich die chloridischen Anteile mobilisiert, die tonigen und anhydritischen Zwischenlagen zerlegt, mitgeschleppt und beim Aufstieg des Zechsteinsalinars mit eingefaltet wurden. Überdies deuten die Aufschlüsse generell auf eine starke tektonische Überprägung dieser Serien hin. Abb. 3 Geologischer Schnitt durch den Salzstock Sarstedt mit den Hauptsohlen des Kaliwerkes SiegfriedGiesen (Lage des Profilschnitts s. Abb. 5 ). Durch den diapirförmigen Aufstieg des Salzes wurden die Gesteine aus ihrer ursprünglich flachen Lagerung (s. Abb. 3) unten jeweils an den Seiten emporgeschleppt und insbesondere im Kern und den Flanken der Struktur intensiv verfaltet. Dieser komplizierte Internbau wirkt sich auch auf die Abbausituation aus. Denn mit der übrigen Schichtenfolge sind auch die Kaliflöze verfaltet worden. Abb. 4 gibt einen Eindruck von den Lagerungsverhältnissen im Zentralteil des Salzstockes im Bereich des Schachtes Siegfried-Giesen. Die farbig dargestellten Flözhorizonte sind überwiegend steil aufgerichtet, sodass man hier von Steiler Lagerung spricht. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 10 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 4 Ausschnitt aus dem geologischer 3D-Modell des Salzstocks Sarstedt. Die farbige Flächen markieren den Verlauf der verfalteten Flözhorizonte (Lager). Am rechten oberen Bildrand der Schacht SiegfriedGiesen. Weiss: bestehendes Streckensystem des Kaliwerkes Siegfried-Giesen. Neben der Kulissenfaltung (Hartwig, 1924) sind es vor allem die in Randstrukturen auftretenden überkippten Sättel (Tauchsättel), die charakteristisch für das Strukturbild vom Sarstedter Salzstock sind. Eine großräumige Rekonstruktion der ehemals miteinander verbundenen Faltenstrukturen ist schwierig, da der obere Teil des Salzstocks mit seinen pilzartigen Überhänge und Einfaltungen an den Seiten durch Wechselwirkung mit der Hydrosphäre unter Bildung eines Hutgesteins weggelöst wurde. Das NW-SE-streichende ProfiI der Abb. 3 zeigt, ebenso wie Abb. 5, dass um eine Kernzone aus Gesteinen der Staßfurt-Folge (Z2) sich zum Salzrand hin die jüngeren Folgen der Leine- und Aller-Serie herumlegen. Dann läuft die Abfolge, durch Tauchsättel erklärbar, stratigraphisch wieder zurück, so dass, wie z.B. nordwestlich des Schachtes Glückauf-Sarstedt, der Zechstein 2 fast unmittelbar an die Salzstockflanke grenzt. Auffallend bei diesem Profil ist, dass der Salzstock in drei Teufenstufen mit unterschiedlichem Innenbau gliederbar ist. Die unterste Stufe zwischen Zechsteinbasis und ungefähr 2000 m Teufe im NW und 1200 m Teufe im Südosten zeigt noch die Strukturen des Salzkissenstadiums. Die mittlere Zone von 2000 - 1600 m Teufe im NW und 800 - 1200 m Teufe im Südosten ist der Bereich mit der stärksten Einengung der Strukturen. Im obersten Drittel weitet sich der Salzstock zu allen Seiten mit Ausnahme der Nordostflanke zu (vermutlich ehemals pilzförmigen) Überhängen, in denen überkippte Strukturen häufig sind. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 11 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Glückauf-Sarstedt Fürstenhall ? Rössing-Barnten Siegfried-Giesen Na4 T4 Na3 A3 K2H Na2 Rand Abb. 5 1.4 Sohlengrundriss der geologischen Situation der 750 m-Sohle des Salzstocks Sarstedt. Gas- und Salzlösungsvorkommen Im Grubengebäude des Kaliwerkes Siegfried-Giesen sowie den zugehörigen Schächten wurden im Verlauf von ca. 80 Jahren Betriebsdauer mehr als 200 (heute noch bekannte) Zutritte von natürlichen Gasen und/oder Salzlösungen registriert, wie es für Bergwerke der Steilen Lagerung Norddeutschlands charakteristisch ist. Die aus dieser Zeit stammenden aktiven Vorkommen werden jährlich im Rahmen einer Befahrung kontrolliert. Die Mehrzahl der Vorkommen sind Salzlösungszutritte (86%). Gas- und kombinierte Gas- und Salzlösungszutritte machen jeweils nur rund 7% der Gesamtanzahl aus. Als Reservoire zur Speicherung von nennenswerten Gas- und Salzlösungsmengen eignen sich in erster Linie klüftige Gesteine wie Tonsteine/Karbonate und Anhydrite. Es handelt sich in der Zechstein-Schichtenfolge um den Hauptanhydrit (A3), den oberen Teil des Grauen Salztons (T3), das Anhydritmittelsalz (Na3h) mit zwei ca. 1 m mächtigen Anhydritmitteln und der ähnlich mächtige Pegmatitanhydrit (A4). Die größte Bedeutung als Salzlösungs-Reservoir, was sowohl die Anzahl, die zutretenden Mengen als auch das Gefährdungspotential angeht, hat der Hauptanhydrit. Nimmt man die Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 12 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren über- und unterlagernden Abschnitte des Hauptanhydrits, K2H (Kaliflöz Staßfurt) und Na3a-g (Liniensalzzone), noch mit hinzu – man kann davon ausgehen, dass die dort angetroffenen Gase und Lösungen überwiegend dem Hauptanhydrit entstammen und über Klüfte/Schnitte zutreten – so wird die Dominanz mit dann ca. 50 % aller Vorkommen noch deutlicher. Als Nächstes folgt erwartungsgemäß das Anhydritmittelsalz (Na3h) mit etwas mehr als 10 % aller Vorkommen, jedoch ist der Abstand zu Deckgebirgslösungen den übrigen Abschnitten nicht sehr markant (Abb. 6). Hutgestein: Angebot unbegrenzt, max. Steinsalzsättigung Salzspiegel Pegmatitanhydrit (A4): Intrasalinare Metamorphose-/ Reliktlösungen 1 m Mächtigkeit, sehr begrenztes potentielles Speichertvolumen Abb. 6 Anhydritmittelsalz (Na3h): Zwei Anhydritmittel, je ca. 1 m Mächtigkeit, sehr begrenztes potentielles Speichertvolumen Hauptanhydrit/Grauer Salzton (A3/T3): ca. 50 m Mächtigkeit, hohes Speichervolumen Hauptverbreitung Schichtenfolge im Salzstock Sarstedt, Werk Siegfried-Giesen, mit potentiellen Speicherhorizonten für Gase und Salzlösungen. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 13 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Salzlösungszutritte Zutrittsmengen konnten nur bei sehr wenigen Zutrittsstellen erfasst werden, da in den meisten Fällen die Mengen und Raten sehr gering waren. Maximal wurden kurzzeitig Schüttungsmengen von bis zu 170 l/min beobachtet. Die Lösungszusammensetzung wies bei allen bisher angetroffenen Salzlösungen bzw. überlieferten Analysen mindestens eine Halit-Sättigung aus. Die größte Gruppe bilden die intrasalinaren Metamorphose-/Reliktlösungen. Es handelt sich überwiegend um Lösungen mit hohen bis sehr hohen MgCl2-Gehalten (bis ca. 450 g/l) und wechselnden Anteilen weiterer Anionen und Kationen. Gaszutritte Bei 90 % aller Vorkommen mit Gasbeteiligung entstammen die Gase dem Hauptanhydrit (A3) und wurden beim Sprengloch- oder Vorbohren angetroffen. Gasmengen konnten nur selten bestimmt werden und lagen dann bei umgerechnet ca. 1 bis 23 l/min. Die Gaszusammensetzung der im Grubengebäude angetroffenen natürlichen Gase ist wie auch im Kaliwerk Sigmundshall Stickstoffdominiert. In Siegfried-Giesen jedoch kommen Anteile an Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen (Methan) hinzu, so dass es sich bei der Mehrzahl der Austritte um brennbare Gase handelt. H 2S wurde z.T. in Spuren nachgewiesen. Kombinierte Zutritte Neben den reinen Salzlösungs- oder Gaszutritten wurden häufig auch kombinierte Gas- und Salzlösungszutritte beobachtet. Bei den abgepackerten Vor- und Untersuchungsbohrungen strömt beim Öffnen zuerst die Gasphase aus gefolgt von einer flüssigen Phase. Die Mengen und Zusammensetzungen entsprechen den oben Beschriebenen. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 14 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 2 Gewinnung und voraussichtliche Laufzeit des Vorhabens 2.1 Darstellung der Rohstoffvorräte Grundlagen der Berechnung Die Gewinnung bzw. der Abbau von Kalirohsalzen in einem Salzstock der Steilen Lagerung kann sich nur bedingt in der Fläche ausbreiten, sondern folgt den verfalteten und überwiegend steil aufgerichteten Schichten zur Teufe (Abb. 2). Dies ist auch der Grund, weshalb die künftigen Abbaubereiche nur geringfügig außerhalb der Verbreitung des bestehenden Grubengebäudes liegen. Zur Berechnung der Vorratsmengen wurde die Lagerstätte von der vorhandenen 500 m-Sohle bis zur prognostizierten 1250 m-Sohle in etwa 200 bis 300 m mächtige, übereinander liegende Scheiben eingeteilt. Man kann davon ausgehen, dass sich viele Lager auch noch darüber hinaus zur Teufe hin fortsetzen. Dies ist ein Ziel künftiger Erkundung. 32 Abb. 7 3D-Ansicht der steil stehenden Lager 31 bis 36 in der Bauhöhe 1 der Bauscheibe III (zwischen der 850 m-Sohle und der 1050 m-Sohle). Die farbigen Flächen repräsentieren die verfalteten Flözhorizonte (Lager) in einer vereinfachten, gerasterten Darstellung. Geometrische Grundlage der Vorratsberechnung in der Steilen Lagerung sind nach geologischer Strukturanalyse dreidimensional konstruierte, im Maß von ca. 50 x 50 m gerasterte Flächen (Vorratsgitter, s. Abb. 2) für die einzelnen Lager, die durch ihre jeweilige Ausdehnung die Berechnungsgrenzen lagerspezifisch vorgeben. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 15 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Über einen wesentlichen Zeitraum des aktiven Bergbaus bis 1987 orientierten sich Vorrichtung und Abbau, gemäß den Anforderungen der übertägigen Produktion, nahezu ausschließlich am K 2O-Gehalt der Lager. Daher wurden die K2O-ärmeren, aber Kieserit-führenden Liegendpartien zumeist nicht mit abgebaut. Die geplante moderne Trockenaufbereitung ermöglicht es jedoch, auch diesen Wertstoffinhalt zu gewinnen. Für die Berechnung der aktuellen Vorräte wurde daher als Kriterium zur Bestimmung des bauwürdigen Abschnitts ein Gesamt-Kieseritgehalt von etwa 25 % je Aufschlusspunkt angesetzt. Das Profil des Staßfurt-Flözbereiches (Abb. 8) zeigt schematisch mögliche Streckenkonturen zwischen dem eigentlichen Flöz (K2H) und den Kieseritischen Übergangsschichten (Na2Ki) in dessen Liegendem. Die Berechnung der Vorräte berücksichtigt sowohl lagerstättenbedingte (Vertaubung) als auch abbauverfahrensbedingte Verluste (Pfeiler) sowie die Verdünnung bei Auffahrung und Abbau. Die ausgewiesenen Vorräte entsprechen somit in den Mengen und den Wertstoffgehalten der zu erwartenden Rohsalzförderung. Hauptanhydrit (A3) Grauer Salzton (T3) Gebänderter Deckanhydrit (A2r) Decksteinsalz (Na2r) Kaliflöz Staßfurt (K2H) 5 – 10 m Kieserit. Übergangsschichten (Na2Ki) Staßfurt-Steinsalz (Na2) Abb. 8 Schematisiertes geologisches Normal-Profil des Staßfurt-Lagerbereiches mit möglichen Streckenkonturen Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 16 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 9 Übersicht der Lagerbereiche (00er bis 70er) mit den Vorratsgittern (blau) im Salzstock Sarstedt Die einzelnen Vorratsflächen liegen jeweils in diesen Bereichen, nehmen aber aufgrund der überwiegend steilen Lagerung nicht die ganze Fläche ein. In der Grundrissdarstellung befinden sie sich z. T. im Bereich des bestehenden Grubengebäudes (10er bis 40er Lager), wenn es sich um die Fortsetzung zur Tiefe handelt, oder sie reichen in bisher noch unverritzte (noch nicht untertägig aufgefahrene) Felder im Westteil des Salzstockes, zwischen den Schächten Glückauf-Sarstedt und RössingBarnten, hinein (z.B. 50er Lager). Tab. 3 Zusammenstellung der Vorräte und erwarteten Wertstoffgehalte in der Förderung Ronnenberg-Hartsalz 11 Mio t Wertstoffgehalte in der Förderung: Staßfurt-Hartsalz 72 Mio t K2O 10 - 12 % Gesamt-Vorrat 83 Mio t Kieserit 20 - 23 % Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 17 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Ergebnisse der Berechnung Nach der aktuellen Vorratsberechnung (Tab. 3) stehen Hartsalzvorräte mit einer Gesamtmenge von ca. 83 Mio t als Rohstoffbasis für eine künftige Abbautätigkeit zur Verfügung. Hierbei entfallen ca. 11 Mio t auf das Kaliflöz Ronnenberg und der Großteil von ca. 72 Mio t auf das Kaliflöz Staßfurt. Die Wertstoffgehalte der Förderung unterliegen einer gewissen Schwankung bedingt durch die unterschiedlichen geologischen Bedingungen der Lager bzw. deren Gewinnungsreihenfolge. Aus diesem Grund müssen auch für die zu erwartenden Wertstoffgehalte in der Förderung Bandbreiten angegeben werden (Tab. 3). Die Vorratsbasis selbst wird im Verlauf der Lebensdauer eines Werkes kontinuierlich nach den jeweiligen Erkenntnissen angepasst und aktualisiert. Die Erkundung bisher nicht untersuchter Lagerstättenbereiche hat Ende 2014 begonnen und ist ausgelegt, die zur Bergbauplanung erforderlichen Kenntnisse zu erlangen und birgt das Potential zur mengenmäßigen Erweiterung der Vorratsbasis. 2.2 Mengenbilanzen für Gewinnungs-/Fördermengen, Rückstandsmengen und Versatzmengen Phasen der Betriebsentwicklung Die Betriebsentwicklung des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen kann in unterschiedliche Phasen aufgeteilt werden (Abb. 10). Dieses sind für den untertägigen Bereich: - Genehmigungsphase - Infrastrukturphase - Ausrichtungsphase - Regelbetriebsphase (Gewinnung/Produktion) unterteilt in: o Phase zur Schaffung eines Hohlraumvorlaufes zu Beginn des Regelbetriebes o Phase mit Versetzen des Rückstandes unter Tage und Aufhaldung des Rückstandes über Tage o Phase mit Versetzen des gesamten Rückstandes nach unter Tage zum Ende des Regelbetriebes - Nachbetriebsphase - Flutung Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 18 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren und für den übertägigen Bereich: - Genehmigungsphase - Planungsphase - Bauphase - Regelbetriebsphase (Gewinnung/Produktion) unterteilt in: o Phase, in der der Rückstand und das A+V-Steinsalz zu Beginn des Regelbetriebes vollständig aufgehaldet wird o Phase mit Versetzen des Rückstandes unter Tage und Aufhaldung des Rückstandes über Tage o Phase, in der keine Rückstände mehr zum Ende des Regelbetriebes aufgehaldet werden - Haldenrückbau Abb. 10 Phasen des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen Von der Genehmigung über die eigentliche Regelbetriebsphase bis hin zur Nachbetriebsphase werden prognostisch unter Berücksichtigung u.a. des Lagerstättenvorrates mindestens 50 Jahre veranschlagt. Es schließt sich eine Flutungsphase incl. der dafür notwendigen Vorbereitungsarbeiten an. In den jeweiligen Phasen fallen unterschiedliche Mengen folgender Salze an: - Kalirohsalz = Fördermenge* (noch nicht aufbereitetes Kalium- und Magnesiumsulfat- haltiges Salz) - Untertägig anfallendes Steinsalz aus der Aus- und Vorrichtung = Sofortversatz* - Produkte = Mineraldünger (aufbereitetes Kalium- und Magnesiumsulfat- haltiges Salz) - Rückstand „Halde“ (unverkäuflicher Aufbereitungsabgang, der über Tage aufgehaldet wird) - Rückstand „Grube“ (unverkäuflicher Aufbereitungsabgang, der unter Tage versetzt wird; wird im bergmännischen Sprachgebrauch als Versatz bezeichnet) *Die Summe aus Fördermenge und Sofortversatz = Gewinnungsmenge Die Rahmenbedingungen über die entstehenden Mengenströme sind im Kapitel 4.2 Mengenbilanz Rückstand/Versatz und Hohlraumbilanz dokumentiert. Einen Gesamtüberblick der anfallenden Mengen über die geplante Lebensdauer des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen zeigt Abb. 11: Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 19 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Prozess Menge [Mio.t] 130,20 Gewinnung, 22,20 Sofortversatz 108,00 und Förderung = 42,00 Verarbeitung = 66,00 42,75 Versatz und = 23,25 Aufhaldung + 3,00 = 26,25 Mengenstrom Gewinnung gesamt (einschließlich A+V-Salz, das 2a vor Produktionsbeginn anfällt) Steinsalz: 19,2 Mio.t als Sofortversatz + 3,0 Mio.t A+V Salz, das nach über Tage aufgehaldet werden muss Fördermenge Kalirohsalz Produkte Rückstand Versatz (inklusive Nachbetriebsphase mit 3,0 Mio. t Verstz aus Haldenrückbau) Aufhaldung Rückstand (nach teilweisen Haldenrückbau) Aufhaldung A+V-Salz über Tage (ab 2a vor Produktionsbeginn) Gesamtaufhaldungsmenge (Aufhaldung netto) Abb. 11 Übersicht der anfallenden Mengen über die geplante Lebensdauer (Bilanzierung der Gesamtaufhaldungsmenge) Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 20 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Phasen unter Tage / über Tage Genehmigung Infrastruktur / Planung + Bau Ausrichtung / Bau R e g e l b e t r i e b Hohlraumvorlauf/ Komplettbzw. Teilaufhaldung Vollversatz/ keine Aufhaldung Betriebsjahr Produktionsjahr Halde Fabrik -7 -9 -6 -8 -5 -7 -4 -6 -3 -5 -2 -1 1 -2 2 -1 3 4 5 6 7 8 9-36 37 38 39 40 41 42 1 2 3 4 5 6 7-34 35 36 37 38 39 40 Betriebszustand Aus- und Vorrichtungssalze (A+V- Salz) Fabrikrückstand [Mio. t] gesamt Summe Aus- und Vorrichtungssalze + Fabrikrückstand [Mio. t] davon Sofort- davon versatz Halde gesamt davon Halde Summe Produkt [Mio.t] [Mio. t] Versatz davon gesamt gesamt Halde Außerbilanz: geht in Gesamtberechnung nicht mit ein! Genehmigung und Vorbereitung 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 -4 0,6 0,6 0,6 -3 0,6 0,6 Herstellung Förderbereitschaft für Kalirohsalz Regelförderung 2,7 Mio. t Kalirohsalz / Jahr Summe [Mio.t] 108,00 Nachbetrieb/ Haldenrückbau 43-44 41-42 tw. Haldenrückbau für Versatz Gesamtlaufzeit* [a] 51 51 Betriebsende [Mio. t] 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 2,25 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 2,25 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 2,25 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 1,65 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 1,65 1,05 0,6 0,6 1,65 0,60 1,05 2,25 0,6 1,05 16,8 16,8 46,20 16,80 29,4 63 16,8 29,4 0,6 0,6 1,65 0,60 1,05 2,25 0,6 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 39,75 88,20 22,20 19,20 3,00 66,00 26,25 1,05 29,25 3,00 19,20 - 42,75 42,00 3,00 26,25 42,00 *inklusive Genehmigung 130,20 Gewinnung gesamt einschließlich A+V- Salz 2 a vor Produktion Schema Mengenbewegung Angaben in Mio.t Produkte Aufhaldung A+V-Salz Aufhaldung gesamt Haldenrückbau Aufhaldung netto 42,00 Fabrikrückstand 66,00 Versatz Kalirohsalz A+V-Salz 3,00 vor und bei Produktionsbeginn 29,25 Fabrikrückstand zzgl. A+V-Salz -3,00 nach Produktionsende 26,25 nach Haldenrückbau 42,75 108,00 Förderung 3,00 19,20 Sofortversatz Gewinnung Abb. 12 Übersicht der Lebensdauer anfallenden Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb jährlichen Mengen 130,20 bzw. Mengenströme über die geplante Seite 21 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 2.3 Entwicklung des Abbaus im Regelbetrieb Die Wiederinbetriebnahme eines Bergwerkes, dessen Gewinnung vor Jahrzehnten eingestellt wurde, bietet die Möglichkeit der Neustrukturierung der während der zurückliegenden Betriebsphase jeweils Schritt für Schritt entdeckten und dabei benannten Lagerteile. Die Lagerteile wurden seinerzeit chronologisch und zum Teil nach Konzession getrennt durchnummeriert. Im Zuge der Planungen wurde eine neue Systematik gewählt (Abb. 13). Abb. 13 Zukünftige Nummerierung der Lagerteile Abb. 14 Übersicht der Lager mit Salzsstockrand (grün) Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 22 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Zur Teufe hin wird in einzelne Bauscheiben unterschieden, denen wiederum Bauhöhenbezeichnungen zugeordnet werden. Die Aufteilung in Teilsohlen schließt die neue Systematik ab (Abb. 15 Schema Zukünftige Vertikalgliederung). Abb. 15 Schema Zukünftige Vertikalgliederung Eine umfangreiche Bestandsaufnahme bildete die Grundlage für umfassende Darstellungen aller einzelnen Lagerteile (Abb. 14). In den Darstellungen sind die für eine weitere Planung relevanten Informationen sofort ablesbar. Das betrifft die Aus- und Vorrichtung und die Gewinnung. Zum Zeitpunkt der Produktionseinstellung wurden sämtliche bergmännischen Aktivitäten eingestellt. Es existieren daher Lagerteile, die in der Gewinnung standen, die sofort wieder in Verhieb genommen werden könnten, sofern eine fördertechnische Anbindung vorhanden wäre. Andererseits gibt es aber auch Lagerteile, die nur mit einer Strecke durchfahren wurden und bergmännisch noch komplett zu entwickeln sind. Die Bauscheibe II zwischen der 550 m- und 750 m-Sohle ist am weitesten entwickelt und bietet die Grundvoraussetzungen für die Darstellung der Gewinnung der ersten Jahre. In der Ausrichtungsphase und zu Beginn der Regelförderung erfolgt die fördertechnische Anbindung an die bereits erstellte Infrastruktur. Berücksichtigung finden vorerst die Lagerteile in der Bauscheibe I und II. Die Lagerteile in den Bauscheiben I und II, in denen die Vorrichtungsphase zum Zeitpunkt der Produktionseinstellung noch nicht abgeschlossen war, wird diese zu Beginn der Regelförderung wieder aufgenommen. Eine detailliertere Abbauplanung und Einteilung in den einzelnen Lagerteilen erfolgt nach abgeschlossener Streckenauffahrung sowie durch den daraus resultierenden Erkenntniszuwachs über Lagererstreckung, Mächtigkeit und Wertstoffgehalt. Eine vereinfachte Übersicht der Abbau-und Förderplanung für die ersten 10 Jahre bei einer Jahresförderung von ca. 2,7 Mio. teff. gibt die folgende Grafik (Abb. 16). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 23 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Lager Jahr 1 Jahr 2 Jahr 3 Jahr 4 Jahr 5 Jahr 6 Jahr 7 Jahr 8 Jahr 9 Jahr 10 770 870 1670 1770 5170 5270 5370 5470 6170 6270 871R 0010 410 710 810 1610 1710 2110 2210 3110 3210 3310 3410 3510 3611 5110 5210 5310 5410 6110 6210 4110 R 811R 812R Vorrichtung Vorrichtung/Abbau Abbau Abb. 16 Vereinfachter Abbauplan der ersten 10 Jahre Erst nach Abschluss der Auffahrung eines Bandberges zur 1050 m-Sohle und einer abschnittsweisen Auffahrung dieser Hauptsohle sowie deren fördertechnischen Anbindung der bereits vorbereiteten Lagerteile in der Bauscheibe III (Abb. 16) kann mit der Vorrichtung in dieser Bauscheibe begonnen werden. Die Streckenauffahrung im Nutzsalz und im Versatzsalz (Lagerstrecken und Wendeln) bildet vorerst den Schwerpunkt. Dadurch findet eine schrittweise Verlagerung der Aus- und Vorrichtungsarbeiten aus den Bauscheiben I und II (400/550 m- bis 750 m-Sohle) in die Bauscheibe III (750 m- bis 1050 m-Sohle) statt. Aufgefahrene bzw. abgebaute und bereits versetzte Lagerbereiche der oberen Bauscheiben werden durch neu angeschlossene der unteren abgelöst. Nach 10 bis 15 Jahren sind von den derzeit einplanten Lagerteilen in der Bauscheibe II nur noch wenige in Verhieb, in der darunter liegenden Bauscheibe erhöht sich der Anteil dagegen. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 24 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 17 Geplanter Bandberganschluss der 1050 m-Sohle Die Abbauplanung wird entsprechend der weiteren umfangreichen Aufklärung der Lagerstätte sukzessive angepasst. Nach Abschluss der Exploration auf die Erstreckung der bereits aufgefahrenen Lager auf der 750 mSohle ist es geplant, den Verlauf der Lager zwischen den Schächten Rössing-Barnten und GlückaufSarstedt von dieser Hauptsohle aus zu explorieren. Bei entsprechender Bauwürdigkeit dieser vermuteten Lager werden diese durch anschließende Ausrichtung fördertechnisch angeschlossen. Mit zunehmender Entwicklung des Bergwerkes hin zur Teufe müssen auch weitere Hauptsohlenniveaus aufgefahren werden. Entsprechend eines in der Steilen Lagerung bewährten Standardsohlenabstandes der Hauptsohlen von ca. 200 m sind dies dann die 1250 m- und 1450 m-Sohle. Erfahrungsgemäß benötigen die Ausrichtungsarbeiten einer weiteren Hauptsohle und deren fördertechnischer Anbindung mehrere Jahre. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 25 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 3 Gewinnung und erforderliche Infrastruktur 3.1 3.1.1 Allgemeine Beschreibung Technologie Technologie und Abbauverfahren 3.1.1.1 Abbauverfahren der Steilen Lagerung Weitungsbau mit Trockenversatz Der Weitungsbau mit Versatz war und ist das Standardverfahren der Steilen Lagerung und wird auch das auf dem Hartsalzwerk Siegfried-Giesen überwiegend zur Anwendung kommende Abbauverfahren (Abb. 18) sein. Bei diesem Verfahren wird das Kalirohsalz aus einem Lagerstättenteil zwischen zwei Hauptsohlen, die einen Abstand von ca. 200 m haben, abgebaut. Die Vorrichtung eines Abbaublocks beginnt mit der Herstellung seigerer Roll- und Wetterlöcher, die derzeit durch Großlochbohrtechnik erstellt werden. Danach erfolgt die Herstellung einer Wendelstrecke, von der aus in einem senkrechten Abstand von ca. 15 bis 20 m die einzelnen Teilsohlen aufgefahren werden. Bei flacherem Einfallen eines Lagerstättenteils werden Zwischensohlen aufgefahren. Die Auffahrung der Wendelstrecken und der Teilsohlen geschieht entweder konventionell durch Bohr- und Sprengarbeit (Abb. 19) oder durch Einsatz von Teilschnittmaschinen.^ Abb. 18 Abbauverfahren Weitungsbau mit Versatz Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 26 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Danach beginnt die Hereingewinnung der zwischen den Teilsohlen anstehenden ca. 15 bis 20 m hohen Strossen ausschließlich durch Bohr- und Sprengarbeit. Damit das Haufwerk bis zum tiefsten Niveau im Gewinnungsbereich herabfallen kann, muss der jeweils hereingewonnene Teil der Strosse sich in einem Bereich befinden, unter dem alle darunterliegenden Strossen bereits abgebaut sind. Fahrlader transportieren das Haufwerk über querschlägig zum Abbau aufgefahrene Ladeorte oder oberhalb der Ladesohle angelegte Trichter ab. Abb. 19 konventioneller Gewinnungszyklus für Streckenvortrieb und Abbau Kammerbau mit Trockenversatz Die Vorrichtung für dieses Abbauverfahren unterscheidet sich zu der beim Weitungsbau mit Trockenversatz nur dadurch, dass keine Ladestrecke einschließlich der Ladeorte aufgefahren werden. Mit dem Kammerbau können eine oder mehrere Strossen abgebaut werden. Anwendung findet das Verfahren zur direkten Versatzsalzeinbringung oder bei einem zu flach anstehenden Einfallen des Kalilagers bei geringer Höhenausdehnung (Abb. 20, Abb. 21 und Abb. 22). Analog zum Weitungsbau wird auch bei diesem Verfahren mit der Hereingewinnung der untersten Strosse begonnen. Über den gesamten Zeitraum der Gewinnung dieser Strosse wird keine darüber liegende Strosse in Verhieb genommen. Der Abtransport der Kalirohsalze erfolgt mit Fahrladern über die jeweils untere Sohle. Ist die Hereingewinnung der untersten Strosse abgeschlossen, wird der entstandene Hohlraum mit Trockenversatz bis auf das Niveau der früheren Strossensohle verfüllt. Für das Einplanieren des Trockenversatzes kommen Fahrlader zum Einsatz. Danach wird die nächsthöhere Strosse analog hereingewonnen und der Abtransport des Kalirohsalzes mit Fahrladern erfolgt auf dem Versatz. Danach wird wieder Trockenversatz wie beim Hohlraum der ersten Strosse eingebracht. Dieses Wechselspiel von Hereingewinnung und Versetzen erfolgt hoch bis zur obersten Teilsohle. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 27 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 20 Schema Kammerbau Abb. 21 Schema Kammerbau mit Trockenversatz Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 28 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 22 Blick in einen Kammerbau während des Abbaues Firstenstoßbau mit Trockenversatz Dieses Abbauverfahren findet Anwendung, wenn das Einfallen der Lagerstätte 30g beträgt. Dies ist in der Regel bei den sogenannten lokal begrenzten Kuppenbereichen der Kalilager der Fall. Die zwischen zwei Teilsohlen anstehende Schwebe ist hierbei nur 4 bis 5 m mächtig. Auch liegen die Teilsohlen im Gegensatz zum Weitungsbau nicht mehr übereinander. Der Abbau des zwischen zwei Teilsohlen schräg anstehenden Lagerstättenteils beginnt mit dem Auffahren einer Schrägstrecke im Liegenden, die danach seitlich erweitert wird (Abb. 23). Bei den auf Siegfried-Giesen vorhandenen Lagermächtigkeiten ist die dann noch bis zum Hangenden reichende Schicht in den meisten Fällen mehrere Meter mächtig. Das Hereingewinnen dieser Partien erfolgt durch Bohr- und Sprengarbeit unter Anwendung von firstartigem Verhieb. Von dem hereingesprengten Kalirohsalz wird jeweils nur so viel abtransportiert, dass ein weiteres Hereinsprengen der Firste bis hin zum Hangenden möglich ist. Erst wenn die Bohr- und Sprengarbeit abgeschlossen ist, wird das Kalirohsalz vollständig abtransportiert. Danach werden die Hohlräume zwischen den beiden Teilsohlen und der untersten Teilsohle mit Versatz verfüllt, bevor der nächsthöhere Lagerstättenteil in gleicher Weise abgebaut wird. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 29 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Bandstrecke Versatzloch Versatzloch Haufwerk Versatz Weitungsbau mit Versatz Abb. 23 Schema Firstenstoßbau mit Trockenversatz Kammer-Unterwerksbau Um von dem bei der Ausrichtung der tiefsten Sohle anfallenden Steinsalz aus ökonomischen Gründen möglichst wenig über lange Wege zu höheren Sohlen transportieren zu müssen, wird in vielen Fällen bereits in dieser Phase im Bereich der tiefsten Sohle Versatzhohlraum für das Steinsalz hergerichtet. Bei dem Erstellen dieser sogenannten Tiefstrossen unterhalb der tiefsten Sohle - es handelt sich hierbei um einen Kammer-Unterwerksbau - wird auf eine Unterfahrung verzichtet. Nach der Auffahrung einer einfallenden Schräge wird mit 10 m langen Bohrlöchern im strossenartigen Verhieb eine 10 m tiefe Abbaukammer erstellt (Abb. 24). Über derartigen mit Steinsalz versetzten Kammern wird später Abbau in Form des sonst üblichen Weitungs- oder Kammerbaus mit Trockenversatz betrieben. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 30 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 24 Schema Kammer- Unterwerksbau 3.1.2 3.1.2.1 Technik unter Tage Mobile Technik Für die bergmännischen Arbeiten der Aus- und Vorrichtung sowie der Gewinnung werden vorzugsweise mobile Maschinen eingesetzt. Die Art und Ausstattung der jeweiligen Maschinen hängen von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab, während die erforderliche Anzahl der Maschinen u.a. mit den jeweiligen kapazitiven Erfordernissen korrespondiert. Bei Neuanschaffung von Maschinen gelten die jeweiligen zum Beschaffungszeitpunkt gültigen Normen, Rechtsvorschriften und internen Regelungen. Folgende Maschinen werden derzeit in der Steilen Lagerung standardgemäß eingesetzt: Maschinen für die Aus- und Vorrichtung: - Schneidende Maschinen (Abb. 25): Teilschnittmaschinen verschiedener Größen inklusive nachgeschalteter Entstaubungsanlagen Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 31 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 25 Teilschnittmaschine - Konventionelle Gerätekette (Abb. 26): Großlochbohrwagen, Streckenbohrwagen, Sprengstoffladefahrzeug, Sauberlader, Beraubemaschine, Schaufelfahrlader, teilw. Ankerbohrwagen, Radlader und Dumper Abb. 26 Konventioneller Gewinnungszyklus Streckenvortrieb Maschinen für die Gewinnung (Abb. 26 und Abb. 27): – Konventionelle Gerätekette Streckenauffahrung (siehe Aus- und Vorrichtung) – Teilschnittmaschinen – Konventionelle Gerätekette Abbau, insbesondere Strossenbohrwagen Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 32 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 27 vereinfachter Gewinnungszyklus Abbau Maschinen für das Einbringen von Versatz: – Sonderbohrwagen – LHD- Technik Maschinen für das Großlochbohren: – Großlochbohrmaschinen zur Erstellung technischer Bohrungen (Förderrollloch, Wetterrollloch, Versatzrollloch), – sowie für Einbruchlöcher im Abbau. Maschinen für die Exploration: – Explorationsbohrmaschinen und Bemusterungsfahrzeug Weitere zum Einsatz kommende Maschinen (z.B. Fahrbahnbau, Transport von Betriebsstoffen): – Grader – Stapler, Geländestapler, Schwerlaststapler – Transportfahrzeuge – Befahrungsfahrzeuge – Handwerkerfahrzeuge – First-/Sohlenfräsen – Trägerfahrzeuge – Abbaubegleitfahrzeuge – Fahrzeuge für die Zwecke der Wetterführung Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 33 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 3.1.2.2 Stationäre Technik Die Art, Ausstattung und der Installationsort der stationären Technik hängt von den Einsatzbedingungen ab. Die erforderliche Anzahl des Equipments hängt von den kapazitiven Erfordernissen ab und muss diesen entsprechend fortlaufend anpasst werden. Bei Neuanschaffungen gelten die jeweiligen zum Beschaffungszeitpunkt gültigen Normen, Rechtsvorschriften und internen Regelungen. Stationäre Anlagen werden überwiegend für Zerkleinerungs- und Transportaufgaben benötigt. Folgende stationäre Anlagen werden derzeit in der Steilen Lagerung standardgemäß eingesetzt: Stationäre Anlagen für die Aus- und Vorrichtung und Gewinnung: – Abzugseinrichtungen an Rollloch- und Bunkerausträgen – (Für eine dosierte Aufgabe auf Brecher- und Gurtbandanlagen werden an Rollloch- und Bunkerausträgen Abzugseinrichtungen (z.B. Schwingrinnen) installiert. Beim Austrag Rollloch auf Brecheranlagen ist dies jedoch nicht immer zwingend erforderlich). – Kettenkratzförderer – (Diese Fördereinrichtungen sind entweder Brecher- oder Gurtbandanlagen vorgeschaltet). – Brecheranlagen (Abb. 28) (Die einzusetzenden Brecheranlagen dienen dazu, das anfallende Haufwerk auf eine den Gurtbandanlagen zuträgliche Größe zu zerkleinern). Abb. 28 Brecheranlage Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 34 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren – Gurtbandanlagen (Abb. 29) (Ein System aus Gurtbandanlagen transportiert das gebrochene Rohsalz zu seinem Verbringungsort. Hauptkomponenten sind Antrieb, Umkehre, Racks, Gurtband, Laufrollen, Spanneinheiten). Abb. 29 Gurtbandanlagen – Entstaubungen (Abb. 30) (Entstaubungsanlagen dienen dazu, die Wetter des Grubengebäudes möglichst staubfrei zu halten. Installiert werden diese Anlagen beispielsweise an Brecheranlagen, Bandübergaben sowie Bunkerabzugseinrichtungen). Abb. 30 Entstaubungsanlagen Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 35 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Sonstige stationäre Anlagen – Kompressoren (Abb. 31) (Kompressoranlagen erzeugen Druckluft für Entstaubungen, Abblasstellen und Werkstätten). Abb. 31 Kompressorstation – Pumpen zur Wasser- und Grubenwässerhaltung (Für die Ver- und Entsorgung flüssiger Medien werden verschiedene Pumpen nebst Leitungen benötigt). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 36 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 3.2 3.2.1 Geplantes Förderkonzept für Kalirohsalze Grundlegendes Förderkonzept für Kalirohsalz ( Abb. 32) Das mittels LHD-Technik vor Ort (1) geladene und transportierte Kalirohsalz wird entweder in Rolllöcher verkippt oder direkt auf eine Brecheranlage aufgegeben. Bei Aufgabe in ein Rollloch fällt das Kalirohsalz auf eine nachgeschaltete Brecheranlage oder wird vor Aufgabe auf eine Brecheranlage in einem Feldbunker (2) gespeichert. Die Feldbunker werden über entsprechende Abzugseinrichtungen (z.B. Schwingrinnen) entleert und es erfolgt die Aufgabe auf einen Brecher (3) oder bei bereits gebrochenem Material auf eine Gurtbandanlage (4). Diese bilden ein System mit weiteren zwischengeschalteten Feldbunkern (5+6) und befördern das Kalirohsalz bis zur 750 m- Sohle am Schacht SiegfriedGiesen. Hier wird es über einen Trogkettenförderer in die dortige Großbunkeranlage (7) eingespeist. Nach Abzug aus dem Großbunker erfolgt die Beschickung der Messtaschen an der Schachtverladeeinrichtung (8) und schließlich die wechselnde Befüllung der Skipgefäße. Nach deren Entladung über Tage wird das Kalirohsalz dem Fabrikprozess zugeführt. Abb. 32 „vereinfachtes“ Förderkonzept Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 37 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Das bei der untertägigen Aus-und Vorrichtung anfallende Versatzsalz wird zum Teil auch mit den Rohsalzbandanlagen transportiert, bevor es zu den versatzpflichtigen Hohlräumen gelangen. Ein gesondertes System aus Rückstandsbandanlagen verbringt die am Schacht Siegfried-Giesen auf der 400 m-Sohle über Schachtfallleitungen ankommenden Rückstandsmengen in die dafür vorgesehenen versatzpflichtigen Hohlräume. 3.2.2 Geplantes Förderkonzept Folgendes Förderkonzept ist für die Grube Siegfried-Giesen geplant: Die Vorgehensweise wird unter Berücksichtigung ökonomischer Aspekte dem Stand der Technik sukzessive angepasst. Transport von Kalirohsalzen (Abb. 33) Die 750 m- und die 1050 m-Sohle werden Hauptfördersohlen. Das Kalirohsalz der 1050 m-Sohle wird über Bandbergförderung zur 750 m-Sohle gehoben und dort mit dem Kalirohsalz der 750 m-Sohle über die Schachtbunkeranlage und Schachtförderanlage zu Tage gefördert. Im Zuge der weiteren Grubenfeldentwicklung werden die mögliche zukünftige 1250 m-Sohle und 1450 m-Sohle ebenfalls über Bandberge an die vorhandene Infrastruktur angeschlossen. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 38 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 33 Schema Transport Kalirohsalze Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 39 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4 4.1 Versatzregime Geplantes Förderkonzept für Versatz Der in der Steilen Lagerung eingebrachte Versatz wird nach dem Stand der Technik als Trockenversatz mittels Schwerkraft in die Abbauhohlräume (Abb. 34) verstürzt. Hierbei wird je nach Herkunft zwischen zwei Versatzarten unterschieden. Das bei der untertägigen Aus- und Vorrichtung hauptsächlich anfallende Steinsalz wird, da es im Regelfall unter Tage bleibt, als Sofortversatz bezeichnet. Des Weiteren bezeichnet man die Rückstände aus der übertägigen Aufbereitung, die nach unter Tage transportiert werden, ebenfalls als bergmännischen Versatz. Zur besseren Unterscheidung werden in diesem Kapitel die Begriffe „Sofortversatz“ und „Fabrikrückstand“ als Synonym für Versatz verwendet. Abb. 34 Abbauhohlraum Sofortversatz Der Sofortversatz wird über Gurtbandanlagen und LHD-Technik zu den Abbauhohlräumen transportiert. Hierzu werden aus ökonomischen Gründen auch die vorgesehenen Gurtbandanlagen für die Kalirohsalzförderung mit eingebunden. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 40 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Fabrikrückstand Über Fallleitungen gelangt der Rückstand nach unter Tage und wird anschließend über einen Kettenkratzförderer auf Gurtbandanlagen aufgegeben. Über diese werden die Rückstände zum vorgesehenen Einbringungspunkt weiter transportiert. Üblicherweise wird der Rückstand in die Abbauhohlräume von oben verstürzt. Im Einzelfall wird der Rückstand in Abhängigkeit vom Abbauverfahren mit LHDTechnik versetzt. Versatzeinbringung mit LHD- Technik Die Art und Weise und damit sichere Einbringung von Versatz mit LHD- Technik hängt vom Hohlraum ab. Bei Höhen kleiner 25 m kann der Hohlraum fortlaufend verfüllt werden (Abb. 35). Bei größeren Höhen kann der Hohlraum nur seitlich über sogenannte Hosenbeine verfüllt werden (Abb. 35). Abb. 35 Versatzeinbringung mit LHD- Technik Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 41 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Förderkonzept für Versatz (Abb. 36) Die bergmännische Planung sieht in den ersten Jahren nach Aufnahme der Förderung vor, die Bauhöhe 7 (500 m bis 750 m-Sohle) für den Rückstand von über Tage zu reservieren und die Bauhöhe 1 (850 m bis 1050 m-Sohle) für den Sofortversatz vorzuhalten. Nach Erschöpfen der Versatzhohlräume in der Bauhöhe 7 werden auch die tiefer gelegenen Hohlräume für Rückstandseinbringung vorgesehen. Der Sofortversatz kann aus betrieblichen Gründen nicht in die Bauhöhe 7 eingebracht werden, da die dafür notwendige Bandstrecke bzw. dafür notwendige Entladeeinrichtungen am Schacht SiegfriedGiesen im Bereich der 400 m- Sohle nicht vorgesehen sind. Abb. 36 Versatzverteilung innerhalb der ersten 10 - 15 Jahre Um einen reibungslosen Betriebsablauf in der Rückstandsannahme und im Verbringen des Sofortversatzes zu gewährleisten, wird für beide Versatzarten ein Hohlraumvorlauf vorgesehen. Er muss für Rückstand ca. 1,7 Mio. m³ betragen. Für Sofortversatz sind ca. 0,4 Mio. m³ Hohlraumvorlauf notwendig. Dieser beinhaltet sowohl versatzfähige Hohlräume als auch zukünftig nutzbare Hohlräume, die entweder noch an die Versatzinfrastruktur angeschlossen werden müssen oder sich momentan noch in der Gewinnung befinden. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 42 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Ausrichtung der Rückstands- und Sofortversatzstrecken In der sogenannten Ausrichtungsphase beginnen die Auffahrungen der Versatzinfrastrukturstrecken auf der 400/500 m-Sohle und auf der 867 m-Sohle. Sofortversatz Der unterhalb der 750 m- Sohle generierte Sofortversatz wird alternierend mit dem Kalirohsalz über den Bandberg zwischen der 1050 m- Sohle und der 750 m- Sohle auf die nachgeschalteten, sogenannten Steinsalzbandanlagen auf der 867 m-Sohle transportiert und abschließend zu den Abwurfpunkten oberhalb der versatzbereiten Abbauhohlräume gefördert. Oberhalb der 750 m- Sohle anfallender Sofortversatz wird im Anschluss an den Bandtranssport auf das Niveau der 867 m- Sohle verstürzt und mit den Steinsalzbandanlagen weiter verteilt. Vorgesehen sind auf Grund des Mengenstromes standardgemäß Gurtbandanlagen mit einer Gurtbreite von 800 mm. Für die ersten Betriebsjahre ist folgende Planung zu Grunde gelegt: – Die Bauhöhe 1 zwischen der 750 m- und der 1050 m-Sohle ist für den Sofortversatz vorgesehen. – Die 867 m-Sohle wird als Versatzsohle weiter ausgebaut. – Oberhalb der Versatzsohle anfallendes Salz gelangt durch Versturz in dieses Niveau. Unterhalb anfallende Mengen werden in alternierendem Transportbetrieb mit Nutzsalz über den Bandberg zu ihr gehoben. – erste Hohlräume sind frühestens im 4. Produktionsjahr nutzbar. Fabrikrückstand Ein Teil des im Fabrikprozess anfallenden Rückstandes wird planmäßig als Versatz zur Erfüllung der untertägigen Versatzpflicht verwendet. Der in der Fabrik trocken anfallende Rückstand ist staubähnlich und so nicht für den geplanten Gurtbandanlagentransport geeignet. K+S-interne Untersuchungen zeigen, dass eine Befeuchtung in der Größenordnung von rd. 4% die ausgeprägt vorhandene Fließfähigkeit auf ein Maß reduziert, dass ein anschließender Transport über Fallleitung und Gurtbandanlage unproblematisch ist. Neuralgischer Punkt des Transportweges ist der untertägige Übergang von der Vertikalen in die Horizontale. K+S-interne Untersuchungen mit Befahrungen und Bestandsaufnahmen der relevanten Örtlichkeit auf der 400 m-Sohle des Schachtes Siegfried-Giesen ergaben für einen optimierten Rückstandstransport, dass zwischen dem Pralltopf am Fallleitungsende und der ersten Gurtbandanlage ein Kettenkratzer- oder Trogkettenförderer installiert werden muss (Abb. 37). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 43 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 37 Übergabe Fabrikrückstand vom Schacht auf Streckenförderung Nachgeschaltete Gurtbandanlegen transportieren den Versatz in die zu versetzenden Bereiche. Der Versatz kann dort entweder direkt verstürzt oder entsprechend des Abbauverfahrens mit LHD- Technik in die Abbauhohlräume eingebracht werden (Abb. 38). Für die ersten 10 bis 15 Betriebsjahre ist folgende Planung zu Grunde gelegt (Abb. 38): – Die Bauhöhe 7 zwischen der 500 m- und 750 m-Sohle ist für den Rückstand von über Tage reserviert. – Das Niveau der 500 m- Sohle wird als Versatzsohle ausgebaut – Der Rückstand wird über Fallleitung im Schacht Siegfried-Giesen bis zur 400 m-Sohle und anschließend per Bandanlagen zu den aufnahmefähigen Hohlräumen unterhalb der 500 mSohle transportiert. – Die ersten Hohlräume sind frühestens im 6. Produktionsjahr nutzbar. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 44 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 38 Transport Fabrikrückstand- schematisch Nach dem Auslaufen der Abbautätigkeiten in den oberen Bauscheiben und damit fortschreitender Abbauteufe wird zur Bauscheibenüberwindung auch ein Transport des Rückstandes über Rolllöcher notwendig. Es schließt sich der Weitertransport auf einer tiefer liegenden Versatzsohle an (Abb. 39). Abb. 39 Schema Versatzeinbringung ab dem 15. Produktionsjahr Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 45 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.2 Mengenbilanz Rückstand/Versatz und Hohlraumbilanz Als Bergwerk der Steilen Lagerung und im Bundesland Niedersachsen liegend gilt für SiegfriedGiesen die Versatzpflicht. Die steil stehenden Abbauhohlräume (leergeförderte Kaligewinnungsbereiche) werden entsprechend dieser Regelung abbaubegleitend verfüllt. Die rechtliche Grundlage für den Versatzbetrieb bildet die im Bundesland Niedersachsen gültige Allgemeine Bergverordnung über Untertagebetriebe, Tagebaue und Salinen im Oberbergamtsbezirk Clausthal-Zellerfeld/1966; ABVO § ββ5 „Abbau“: „(1) Kalisalzabbaue müssen sobald wie möglich versetzt werden. In Kalisalzlagerstätten mit mehr als 50 gon Einfallen beträgt die Frist für das Versetzen 30 Monate, von dem Zeitpunkt an gerechnet, zu dem die freie Abbauhöhe 4 m erreicht hat; Abbauräume in flach einfallenden Lagerstätten müssen 18 Monate nach Beginn ihres Auffahrens versetzt sein“. Weiterhin gelten bezugnehmend auf die ABVO § 225 nach der Rundverfügung 5/80-B III A.3.1-I vom 18.08.1980 Abbaue als versetzt, wenn: – der Resthohlraum nicht mehr als 25.000 m³ beträgt. – der Kipplochabstand, unabhängig von der Abbaubreite, nicht mehr als 50 m beträgt (gilt nicht für Abbaue, in denen der eingestürzte Versatz im oberen Abbaubereich zur Verbesserung der Stützwirkung nachträglich verteilt wird). Die aus betrieblichen Gründen zwangsläufig zum Zeitpunkt der Produktionseinstellung des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen verbliebenen Abbauhohlräume wurden im Nachgang verfüllt, um die gesetzlichen Auflagen zu erfüllen. Daher existieren keine Einzelhohlräume nennenswerter Größe mehr, die Versatz aus den Aus- und Vorrichtungstätigkeiten in der Infrastruktur- bzw. Ausrichtungsphase (siehe Kap. 7.2/7.3) des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen bis zur Aufnahme des Regelbetriebes (Beginn der untertägigen Gewinnung von Kalirohsalzen und übertägigen Verarbeitung) aufnehmen können. Um bergmännische Arbeiten in Form von Streckenregulierung, -erweiterungen oder -auffahrungen, die zeitlich vor einer Inbetriebnahme der Schachtfördereinrichtung im Schacht Siegfried-Giesen liegen, durchführen zu können, wurde ein Kataster noch vorhandener einzelner Resthohlräume erarbeitet. 4.2.1 Hohlraumvorlauf Ein versatzfähiger Hohlraum entwickelt sich aus den aufeinanderfolgenden bergmännischen Prozessschritten Ausrichtung, Vorrichtung, Abbau und der infrastrukturellen Vorbereitung zur Versatzeinbringung. Um fortlaufend die geplanten Versatzmengen unterbringen zu können, müssen diese Prozesse der Versatzeinbringung vorauseilend die notwendigen Volumina generieren. Mit einem erforderlichen Hohlraumvorlauf von ca. 0,4 Mio. m³ für Sofortversatz und max. 1,7 Mio. m³ für Fabrikrückstand muss erfahrungsgemäß die notwendige Flexibilität für Planung, Auffahrung und technische Ausstattung der Infrastruktur für die Versatzeinbringung sichergestellt werden. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 46 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Dieser beinhaltet sowohl versatzfähige Hohlräume als auch zukünftig nutzbare Hohlräume, die entweder noch an die Versatzinfrastruktur angeschlossen werden müssen oder sich momentan noch in der Gewinnung befinden (Abb. 40). Abb. 40 Klassifikation des Hohlraumvorlaufes Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 47 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.2.2 Hohlraumprognose in der Anfahrphase Die Regulierungsarbeiten (u.a. Streckenerweiterungen und/oder Streckenauffahrungen) der Anfahrphase (Infrastruktur- + Ausrichtungsphase) sind vor Aufnahme der Schachtförderung im Schacht Siegfried-Giesen nur unter Einbeziehung nicht versatzpflichtiger sogenannter Rest- und Zwickelhohlräume sowie temporär nutzbarer Streckenhohlräume möglich. Diese zum Teil nur schwer zugänglichen Hohlräume betragen nach eingehenden Untersuchungen in Summe maximal ca. 0,4 Mio. m³ und befinden sich, verteilt auf mehrere Lagerteile, in den Bauscheiben II und III (Abb. 41). Die infrastrukturellen Anschlüsse dieser Hohlräume müssen zum Teil neu erstellt oder ertüchtigt werden. Jedoch sind diese identifizierten Hohlräume zur Aufnahme des bei den notwendigen Regulierungsarbeiten anfallenden Versatzes nicht ausreichend. Um hier auf Grund fehlender Versatzhohlräume eine zeitliche Verzögerung in den vorbereitenden bergmännischen Arbeiten zu vermeiden, wird eine vorzeitige Installation der Schachtförderanlage am Schacht Siegfried-Giesen schon vor Aufnahme der eigentlichen Gewinnung bzw. vor Produktionsbeginn (ca. 2 Jahre) notwendig. Die in diesem Zeitraum (von der Förderbereitschaft Schacht SiegfriedGiesen bis zum Produktionsbeginn) untertägig anfallenden Versatzmengen, die entsprechend der notwendigen Regulierungsarbeiten auf jährlich ca. 600 Tt geschätzt werden, werden über Tage aufgehaldet (Abb. 41). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 48 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 41 Jährliche Versatz-/Rückstandsmengen (Zeitraum: gepl. Gesamtlebensdauer) ca. 50 ca. 70 ca. 130 ca. 25 ca. 80 ca. 45 Abb. 42 Hohlraumverteilung [Tm³] in der Infrastrukturphase Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 49 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.2.3 Hohlraumprognose ab Produktionsbeginn Mit Aufnahme der Gewinnung bzw. Verarbeitung der Kalirohsalze steht unter Tage weiterhin noch kein versatzfähiger Hohlraum zur Verfügung. Dieser kann erst nach weiterer Hohlraumgenerierung durch Streckenauffahrungen und dem Abbau von Kalirohsalzen in den Gewinnungsbereichen geschaffen werden. Des Weiteren muss eine zeitnahe infrastrukturelle Anbindung dieser neuen Versatzbereiche erfolgen. Der untertägig anfallende Sofortversatz sowie die übertägig anfallenden Fabrikrückstände sind daher auch noch nach Produktionsbeginn vollständig über Tage aufzuhalden. Der untertägige Verbleib des Sofortversatzes ist entsprechend der Planung erst ab dem 4. Produktionsjahr möglich. Die untertägige Annahme von Fabrikrückstand ist frühestens ab dem 6. Produktionsjahr geplant (Abb. 41 und Abb. 42). 4.2.4 Hohlraumprognose im Regelbetrieb Die für die Einbringung von Sofortversatz und Fabrikrückstand erforderlichen versatzfähigen Hohlräume generieren sich aus den Volumina der Gewinnungsbereiche (Kaliabbaue) und den zugehörigen Vorrichtungsstrecken in diesen Gewinnungsbereichen. Jährlich werden geplant ca. 2,7 Mio. t Kalirohsalz gefördert. Der geplante Anteil der Kalirohsalze aus den Kaliabbauen beträgt ca. 60%, was ca.1,62 Mio. t/a entspricht; ca. 40% des Kalirohsalzes, was ca. 1,08 Mio. t/a entspricht, wird bei Auffahrung der Vorrichtungsstrecken gewonnen. Bei einer Rohsalzdichte von 2,2 t/m³ entsteht somit ein versatzpflichtiger Hohlraum von ca. 0,73 Mio. m³/a aus den Kaliabbauen und weitere ca. 0,49 Mio. m³/a versatzpflichtiger Hohlraum aus der Auffahrung der Vorrichtungsstrecken. In Summe entstehen jährlich somit ca. 1,23 Mio.m³ Gesamthohlraum, von denen die bei ca. 90% Verfüllungsgrad ca. 1,1 Mio.m³ versetzt werden können (Abb. 43). Ein Verfüllungsgrad von ca. 90% entspricht dem auf dem Werk Sigmundshall der K+S KALI GmbH gemachten Erfahrungswert, das auf ähnlicher Lagerstätte und mit gleichem Abbau- bzw. Versatzverfahren arbeitet. Es verbleiben ca. 10% sogenannte Zwickelhohlräume, die technisch bedingt nicht verfüllbar sind. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 50 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 43 Grafische Darstellung der Hohlraumentwicklung inklusive der Volumeninanspruchnahme durch Fabrikrückstand und Sofortversatz Bei der Einbringung von Fabrikrückstand als Trockenversatz kann eine maximale Schüttdichte von 1,4 t/m³ erreicht werden. Dieser Wert entspricht der auf dem Werk Sigmundshall der K+S KALI GmbH gemessenen Dichte. Das Werk befindet sich auf ähnlicher Lagerstätte und arbeitet mit gleichem Abbau- bzw. Versatzverfahren. Jährlich fallen 0,6 Mio. t Versatz aus der Aus- und Vorrichtung an. Diese verbleiben als Sofortversatz unter Tage und reduzieren in ihrer anfallenden Menge die Hohlraumvolumina für den Fabrikrückstand. Bei der Einbringung von Sofortversatz kann gegenüber dem Fabrikrückstand eine höhere Schüttdichte von ca. 1,7 t/m³ erreicht werden. Dies entspricht dem auf dem Werk Sigmundshall der K+S KALI GmbH gemessenen Dichte. Dieser Sofortversatz nimmt damit bereits ca. 30 % des versatzpflichtigen Hohlraumes in Anspruch. Die Dichteunterschiede zwischen Sofortversatz und Fabrikrückstand bei der untertägigen Einbringung begründen sich mit deren unterschiedlichen Korngrößen. Während Sofortversatz als gebrochenes Material transportiert und eingebracht wird, hat der Fabrikrückstand staubähnliche Eigenschaften und weist daher eine geringere Schüttdichte auf. Die Menge anfallenden Fabrikrückstandes ist abhängig von den Faktoren Rohsalzqualität und Fabrikausbringen. Eine jährliche Rohsalzverarbeitung von ca. 2,7 Mio. t ergibt ca. 1,05 Mio. t verkaufsfähiges Produkt und ca. 1,65 Mio. t Rückstand. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 51 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren In Abhängigkeit zum untertägig anfallenden Sofortversatz können jährlich rund 1,05 Mio. t Fabrikrückstand als Versatz in die Grube genommen werden. Für diesen stehen die restlichen ca. 70 % des versatzpflichtigen Hohlraumes zur Verfügung. Somit verbleiben ca. 0,6 Mio. t/a Fabrikrückstand, die über Tage aufgehaldet werden müssen. Für diesen restlichen Fabrikrückstand steht unter Tage kein versatzpflichtiger Hohlraum zur Verfügung. Eine zusammenfassende Übersicht über die Verteilung der Versatz- und Aufhaldungsmengen gibt Tab. 4. und Abb. 44. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 52 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Tab. 4 „Vereinfachte“ Hohlraumprognose "Vereinfachte Hohlraumprognose" Kalirohsalz Förderung und Verarbeitung Fördermenge Kalirohsalz anfallernder Fabrikrückstand verkaufsfähiges Produkt 2.700.000 t 1.650.000 t 1.050.000 t Parameter Gewinnung Abbauanteil Abbautonnage Vorrichtungsanteil Vorrichtungstonnage Rohsalzdichte 60% 1.620.000 t 40% 1.080.000 t 2,2 t/m³ Hohlraumberechnung Hohlraum Kaliabbaue 736.364 m³ Hohlraum Vorrichtungsstrecken 490.909 m³ Gesamthohlraum 1.227.273 m³ technisch möglicher Verfüllungsgrad 90% versatzpflichtiger Hohlraum 1.104.545 m³ Hohlraumverzehr durch Aus- und Vorrichtung Sofortversatz (Versatzmenge Aus- und Vorrichtung) 600.000 t 1,7 t/m³ Schüttdichte Hohlraumverzehr durch Aus- und Vorrichtung 352.941 m³ Verbleibender Hohlraum für Fabrikrückstand Grube 751.604 m³ = - Mengenverteilung Versatz und Aufhaldung bei einer Schüttdichte von 1,4 t/m³ Schüttdichte Fabrikrückstand Grube 1,4 t/m³ Versatz (einbringbarer Fabrikrückstand Grube) 1.052.246 t 597.754 t = aufzuhaldender Fabrikrückstand Mengenverteilung Versatz und Aufhaldung bei einer Schüttdichte von 1,9 t/m³ Schüttdichte Fabrikrückstand Grube 1,9 t/m³ Versatz (einbringbarer Fabrikrückstand Grube) 1.428.048 t 221.952 t = aufzuhaldender Fabrikrückstand Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 53 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.2.5 Hohlraumprognose vor Produktionseinstellung Mit auslaufender Produktion steigt die Gewinnung aus den vorgerichteten Kaliabbauen auf bis zu 100% an. Die Kaligewinnung aus den Vorrichtungsstrecken tritt damit in den Hintergrund. Folglich steigt durch das zunehmende Leerfördern der Kaliabbaue auch der Anteil an versatzpflichtigem Hohlraum an. Unter diesen Rahmenbedingungen ist es möglich, den gesamten anfallenden Fabrikrückstand als Versatz in die Grube zu verbringen. Eine weitere Aufhaldung kann dadurch vermieden werden. Der im Regelbetrieb gefahrene Hohlraumvorlauf kann sukzessive reduziert werden. 4.2.6 Hohlraumprognose nach Produktionseinstellung In der sich anschließenden Nachbetriebsphase ist durch gezielten Teilrückbau der Halde der nach Produktionseinstellung noch verbliebene versatzpflichtige Hohlraum in den Kaliabbauen zu verfüllen. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 54 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Phasen unter Tage / über Tage Genehmigung Infrastruktur / Planung + Bau Ausrichtung / Bau R e g e l b e t r i e b Hohlraumvorlauf/ Komplettbzw. Teilaufhaldung Vollversatz/ keine Aufhaldung Betriebsjahr Produktionsjahr Halde Fabrik -7 -9 -6 -8 -5 -7 -4 -6 -3 -5 -2 -1 1 -2 2 -1 3 4 5 6 7 8 9-36 37 38 39 40 41 42 1 2 3 4 5 6 7-34 35 36 37 38 39 40 Betriebszustand Aus- und Vorrichtungssalze (A+V- Salz) Fabrikrückstand [Mio. t] gesamt Summe Aus- und Vorrichtungssalze + Fabrikrückstand [Mio. t] davon Sofort- davon versatz Halde gesamt davon Halde [Mio.t] [Mio. t] Versatz davon gesamt Summe Produkt Halde gesamt Außerbilanz: geht in Gesamtberechnung nicht mit ein! Genehmigung und Vorbereitung 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 -4 0,6 0,6 0,6 -3 0,6 0,6 Herstellung Förderbereitschaft für Kalirohsalz Regelförderung 2,7 Mio. t Kalirohsalz / Jahr Summe [Mio.t] 108,00 Nachbetrieb/ Haldenrückbau 43-44 41-42 tw. Haldenrückbau für Versatz Gesamtlaufzeit* [a] 51 51 Betriebsende [Mio. t] 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 2,25 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 2,25 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 2,25 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 1,65 1,05 0,6 0,6 1,65 1,65 2,25 1,65 1,05 0,6 0,6 1,65 0,60 1,05 2,25 0,6 1,05 16,8 16,8 46,20 16,80 29,4 63 16,8 29,4 0,6 0,6 1,65 0,60 1,05 2,25 0,6 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 1,05 1,65 1,65 1,65 39,75 88,20 22,20 19,20 3,00 66,00 26,25 3,00 19,20 42,75 1,05 29,25 - 42,00 3,00 26,25 42,00 *inklusive Genehmigung 130,20 Gewinnung gesamt einschließlich A+V- Salz 2 a vor Produktion Schema Mengenbewegung Angaben in Mio.t Produkte Aufhaldung A+V-Salz Aufhaldung gesamt Haldenrückbau Aufhaldung netto 42,00 Fabrikrückstand 66,00 Versatz Kalirohsalz A+V-Salz 3,00 vor und bei Produktionsbeginn 29,25 Fabrikrückstand zzgl. A+V-Salz -3,00 nach Produktionsende 26,25 nach Haldenrückbau 42,75 108,00 Förderung 3,00 19,20 Sofortversatz Gewinnung 130,20 Abb. 44 Gesamtübersicht Versatzmengenverteilung 4.3 4.3.1 Prüfung alternativer Gewinnungs- und Versatzverfahren zur vollständigen Verbringung der festen Rückstände nach unter Tage Einsatz des Spülversatzverfahrens in der Steilen Lagerung Alternativ zum Trockenversatzverfahren (Stand der Technik in der Steilen Lagerung) wurde auch die Versatzeinbringung mittels Spülversatzverfahren (Einsatzgebiet z.B. war die Halbsteile Lagerung des Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 55 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren ehemaligen Kali-Südharzreviers und ist der Bereich des Kuppenabbaus der Flachen Lagerung im Kaliwerk Werra/Unterbreizbach) geprüft. Dieses Verfahren zeichnet sich bei geeigneten Hohlräumen durch eine vergleichsweise höhere Einbringdichte (Schüttdichte) aus, was den Schluss nahe legt, dass im Verhältnis zum Trockenversatzverfahren mehr oder sogar die gesamte übertägig anfallende Rückstandsmenge nach unter Tage versetzt werden könnte. Beim Spülversatzverfahren wird prinzipiell ein Feststoff (z.B. Rückstand) mit Hilfe eines flüssigen Spülmediums/Trägerfluid nach vorheriger Mischung über Rohrleitungen unter Ausnutzung der Schwerkraft bis in die vorbereiteten untertägigen Hohlräume transportiert. Dort kommt es zur Entmischung, und das frei werdende Spülmedium wird kontrolliert aufgefangen und über Sammelbecken, Pumpen und Rohrleitungen dem Spülversatzprozess wieder zugeführt. Ein Teil des Spülmediums verbleibt dabei im Versatzkörper und muss ersetzt werden (Abb. 45). Abb. 45 Prinzipielles Schema „Spülversatz“ am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH 4.3.1.1 Voraussetzungen für ein effektives Spülversatzverfahren Die jahrzehntelangen Erfahrungen in den Kalirevieren mit Spülversatz zeigen, dass dieses Verfahren nur unter folgenden Randbedingungen effektiv und ökonomisch betrieben werden kann: Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 56 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren – Große Einspülhohlräume, – Kontinuierliche Bereitstellung von Versatz (Rückstand) und Spülmedium, – Zeitliche und organisatorische Entkopplung der Hauptprozesse „Gewinnung/Abbau“ und „Versatzregime“, – Eine möglichst geringe Anzahl an Zugängen zum Einspülhohlraum, – Erreichbarkeit der Zugänge muss gegeben sein, – Sichere und kontrollierte Rückführung des Spülmediums, – Keine Auswirkungen auf den laufenden oder späteren Betrieb. Unter zur Grundlegung der Verhältnisse der Steilen Lagerung und hier speziell der des Hartsal zwerkes Siegfried-Giesen zeigt sich, dass als einzige Kriterien die großen Einspülhohlräume und die kontinuierliche Bereitstellung von Versatz zutreffen würden. Im Folgenden wird näher auf einige Randbedingungen eingegangen. 4.3.1.2 Einspülhohlraum Die Größe des Einspülhohlraumes in der Steilen Lagerung kann exemplarisch wie folgt zusamme ngefasst werden (Abb. 46): Von der Wendel aus sind die beiden Abbauflügel jeweils bis zu 400 m lang und werden durch Pfeiler in bis zu 100 m lange Einzel- Abbauteile getrennt. Der Abbau beginnt am Ende der Abbauflügel und entwickelt sich Richtung Wendel. Gleiches gilt für die Versatzreihenfolge. Je nach Lagerausprägung und Bauscheibenzuschnitt entstehen in Summe Hohlräume in einer Größenordnung > 1 Mio. m³. Die Grafik (Abb. 46) kann als exemplarisches Beispiel für ein Lagerteil in einer Bauscheibe dienen. Abb. 46 Prinzipielle Abbau- und Versatzreihenfolge sowie deren Hohlräume Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 57 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.1.3 Zeitliche und organisatorische Entkopplung der Hauptprozesse „Gewinnung/Abbau“ und „Versatzregime“ Die Generierung der o.g. Hohlräume kann je nach Lagerteil einschließlich Streckenauffahrung und Gewinnung/Abbau mehrere Jahre in Anspruch nehmen. Die zeitnahe Verfüllung/das Versetzen der Hohlräume ist an bergbehördliche Versatzfristen gebunden. Weiterhin ergibt sich aufgrund der geplanten hohen Menge an Versatztonnage ein sehr enges Zeitfenster zwischen dem Aussalzen eines Abbauteiles und der sich anschließenden Versatzphase. Dies führt zwangsläufig zu einem parallelen Betrieb von Abbautätigkeit und Versatzeinbringung in mittelbarer bis unmittelbarer Nachbarschaft. Somit ist die erforderliche Entkopplung für einen effektiven Grubenbetrieb nicht gegeben, und die bergmännischen Prozesse der Gewinnung und der Versatzeinbringung beeinflussen sich gegenseitig sowohl organisatorisch und betrieblich als auch wie in Kapitel 4.3.1.6 näher beschrieben, sicherheitlich und klimatisch negativ. 4.3.1.4 Begrenzte Anzahl an erreichbaren Zugängen zum Einspülhohlraum Bei der Verfüllung der bis zu 200 m hohen Hohlräume in der Steilen Lagerung mit Spülversatz ist mit entsprechenden hydrostatischen Drücken infolge der sich aufbauenden Versatz- und Fluid- Säule zu rechnen. Um benachbarte Strecken bzw. Abbaue vor der Gefahr unkontrolliert auslaufender Versatzmassen und Spülmediumszutritten zu schützen, müssten jegliche Öffnungen unterhalb des maximalen Versatzspiegels sicher verschlossen werden. Die Durchlässigkeit gegenüber de m austretenden Spülmedium muss gewährleistet sein. Dies kann beispielsweise durch massive Stahlträger- Dämme, wie sie am Standort Unterbreizbach des Werkes Werra eingesetzt werden, erreicht werden (Abb. 47 Verschlussbauwerk in Form eines Stahlträger-Dammes Abb. 47 Verschlussbauwerk in Form eines Stahlträger-Dammes am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH Im Verhältnis zum Verschlussaufwand im Grubenbetrieb des Standortes Unterbreizbach mit vergleichsweise wenigen und jederzeit erreichbaren Zugangsöffnungen im sog. Fußbereich des EinspülUnterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 58 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren bereiches wird die Anzahl der Zugangsöffnungen beim Weitungsbau mit Versatz sehr hoch sein. Hinzu kommt, dass der Großteil der Zugangsöffnungen abbaubedingt nicht mehr erreichbar sein wird. Die Abbaukonfiguration der Kuppen (bis zu 90 m hohe Aufwölbungen des Kaliflözes, die in einem begrenzten Areal und mit einem speziellen Abbauverfahren nur auf dem Standort Unterbreizbach vorkommen und abgebaut werden) ist so gewählt, dass im günstigsten Fall 2 Verschlüsse ausreichend sind (Abb. 48 Hohlraum und Verschluss eines Kuppenhohlraumes. Für den Weitungsbau mit Versatz der Steilen Lagerung muss pro Einzelabbau von mindestens 14 Verschlussbauwerken ausgegangen werden, wobei nur wenige Verschlussbauwerke noch erreichbar sind (Abb. 49 Prinzipielle Anordnung von Dammbauwerken beim Weitungsbau mit Versatz). Für den Gesamtabbau bestehend aus 8 Abbauteilen, der in seinem Volumen einem großen Kuppenabbau entspricht, wäre der Bau von ca. 100 Verschlussbauwerken! mit einer entsprechenden Entwässerungsinfrastruktur notwendig. Abb. 48 Hohlraum und Verschluss eines Kuppenhohlraumes Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb am Beispiel des Kaliwerkes Werra, Seite 59 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 49 Prinzipielle Anordnung von Dammbauwerken beim Weitungsbau mit Versatz Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 60 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.1.5 Sichere und kontrollierte Rückführung des Spülmediums Das an den Verschlussbauwerken austretende Spülmedium muss dort sicher abgefangen und kontrolliert in Gräben gesammelt werden. Über ein System aus Gräben (Abb. 50 Graben zur Rückfüh- rung des Spülmediums) fließt das Spülmedium schließlich in ein Stapelbecken. Hier setzen sich Feststoffanteile ab, und Pumpen (Abb. 51 Kolbenpumpe zur Überwindung großer Höhen) fördern das Spülmedium über ein System aus Stapelbecken bis nach über Tage, wo dieses wieder dem Spülkreislauf zugeführt wird. Zur Gewährleistung eines kontinuierlichen und störungsunempfindlichen Betriebes sind die Pumpenanlagen redundant auszulegen. Abb. 50 Graben zur Rückführung des Spülmediums Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH Abb. 51 Kolbenpumpe zur Überwindung großer Standort Unterbreizbach der K+S KALI GmbH Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Höhen am am Beispiel Beispiel des Kaliwerkes Werra, des Kaliwerkes Werra, Seite 61 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Beim Weitungsbau mit Versatz in der Steilen Lagerung ist ein kontrolliertes Auffangen des Spülmediums aus mehreren Gründen nicht möglich. Einerseits sind die Verschlussbauwerke in den Niveaus der Teilsohlen nicht mehr erreichbar (aus betrieblichen und sicherheitlichen Gründen ein K.O.Kriterium für das Spülversatzverfahren), und andererseits beschränken sich der parallellaufende Gewinnungs- und Versatzbetrieb gegenseitig, da sie kreuzende Infrastrukturstrecken (hier z.B. die Ladestrecke) gemeinsam nutzen. 4.3.1.6 Einwirkung auf den laufenden oder späteren Grubenbetrieb Laterale Auswirkungen auf benachbarte Abbaue Wie schon beschrieben, kann aufgrund der Rahmenbedingungen nicht von einer örtlichen und zeitlichen Entkopplung von Gewinnungs- und Versatzbetrieb ausgegangen werden. Die Beeinflussung des Spülversatzes auf räumlich nahe in Verhieb stehende Abbaue soll im Folgenden kurz erläutert werden: - Die aus dem Spülversatz austretende Feuchtigkeit bei Umgebungstemperaturen > 35°C trocken führt zur einer massiven Erhöhung der Luftfeuchte, was das Grubenklima negativ beeinflusst. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Arbeitszeit vor Ort (Klimabergverordnung) durch reduzierte Schichtzeiten. Das korrosive Klima hat nachweislich erhebliche Auswirkung auf die Maschinen- und Elektrotechnik, was einen erhöhten Wartungs- und Instandhaltungsaufwand nach sich zieht (Abb. 52 Beeinflussung bestehen- der Abbaue durch die Versatz-Feuchtigkeit Abb. 52 Beeinflussung bestehender Abbaue durch die Versatz-Feuchtigkeit Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 62 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren - Die aus dem Spülversatz austretende Feuchtigkeit führt zu einer Wasseraufnahme in den aufgeschlossenen Tonschichten, insbesondere z.B. im Grauen Salzton (T3) Quellerscheinungen, Volumenzunahme mit der Gefahr von Salz- und Ton/Anhydtritnachfall in den Abbau bis hin zur Aufgabe des Abbaues (Grauer Salzton (T3) in Abb. 53 Geologische Schichtenfolge im Bereich Streckenauffahrung /Abbau Abb. 53 Geologische Schichtenfolge im Bereich Streckenauffahrung /Abbau Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 63 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Vertikale Auswirkungen auf Folgeabbaue und Streckenvortriebe Neben den negativen Auswirkungen auf Abbaue derselben Bauscheibe sind auch negative Auswirkungen auf die im selben Lager unterhalb befindlichen Folgeabbaue und Streckenvortriebe zu erwarten. - Durch abbaubedingt entstehende Auflockerungszonen bzw. vorhandene Wegsamkeiten wird die Aufnahme von Teilen des Spülmediums in klüftige Gebirgsschichten ermöglicht Entstehung unkalkulierbarer Reservoirs mit der Gefahr des Einbrechens der Fluide in unterhalb des Versatzkörpers gelegene Abbaue und Streckenvortriebe. Damit verbunden ist die Gefährdung des Personals und der Abbausicherheit (Abb. 54 Gefahren durch Spülversatzeinbringung in den unteren Bauscheiben. - Gefahr der „Entwässerung“ des sonst im Versatzkörper verbleibenden 20% Spülmediums Abb. 54 Gefahren durch Spülversatzeinbringung in den unteren Bauscheiben Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 64 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.1.7 Änderung der Grubenfeldentwicklung/Abbauführung Eine Möglichkeit zur Reduzierung einiger o.g. negativer Begleiterscheinungen beim Einbringen von Spülversatz wäre die Entwicklung des Grubenfeldes von unten nach oben. Dagegen sprechen jedoch folgende Punkte: - die laterale Beeinflussung benachbarter Abbaue bleibt bestehen - das vorhandene und bestehende Grubengbäude lässt eine solche Entwicklung nicht zu (Die bergmännische Planung muss das bestehende Grubengebäude berücksichtigen, da mehrere Jahrzehnte im „Altbereich“ auf Grund der Lagerstättenzusammensetzung und der daraus generierten Produkte auch zukünftig Gewinnung betrieben wird) - vor dem Beginn der Produktion müssten die tiefsten Sohlen (derzeit 1050 m-Sohle, zukünftig 1250 m-Sohle und die 1450 m-Sohle) bereits voll umfänglich erschlossen sein o dafür wären über 100 km Kilometer Streckenauffahrung im Vorfeld einer Produktionsaufnahme notwendig o das dabei anfallende Material kann nicht unter Tage verbleiben, da Hohlräume dafür nicht vorhanden sind o dafür verbleibt nur die Möglichkeit einer übertägigen Aufhaldung o die Zeit für eine solche Streckenauffahrung bis zur Aufnahme der Produktion ist nicht mehr ausreichend (Aufschlüsse einer neuen Hauptsohle dauern länger als 10 Jahre) - ungünstige klimatische und gebirgsmechanische Randbedingungen in großen Teufen 4.3.1.8 Auswirkungen der Schüttdichteerhöhung bei Einsatz des Spü lversatzverfahrens in der Steilen Lagerung Unabhängig davon, dass das Spülversatzverfahren in der Steilen Lagerung aus vorgenannten Gründen im Grubenbetrieb Siegfried-Giesen ausscheidet, wurde geprüft, ob eine theoretische Erhöhung der Fabrikrückstands-Schüttdichte auf die in der Literatur (Bodenstein, J.; Schreiner, W., 2001) genannte Dichte von 1,9 t/m³ bei der untertägigen Versatzeinbringung eine übertägige Aufhaldung vermeiden kann. Als Ergebnis kann festgestellt werden, das dies unter den in SiegfriedGiesen gegebenen Prämissen nicht der Fall ist (Kapitel 4.2.4, Tab. 4). 4.3.1.9 Zusammenfassende Bewertung des Spülversatzverfahrens für die Steile Lagerung Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das Spülversatzverfahren für die Steile Lagerung und das Hartsalzwerk Siegfried-Giesen aus sicherheitlichen, organisatorischen, betrieblichen, klimatischen und ökonomischen Gründen nicht geeignet ist. Es ist ebenfalls nicht geeignet, den im Regelbetrieb anfallenden Rückstand vollständig nach unter Tage zu verbringen. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 65 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.2 Einsatz einer kombinierten Kali-/Steinsalzförderung Theoretisch bestünde die Möglichkeit, die Hohlraumbilanz mit der Zielstellung eines Haldenverzichtes durch die zusätzliche Gewinnung von Steinsalz und der damit verbundenen Hohlraumgenerierung zu optimieren. 4.3.2.1 Fallbeispiel Penobsquis Mine, Kanada Es gibt weltweit nur ein Kalibergwerk der Steilen Lagerung, in dem eine Kaliproduktion ohne übertägige Aufhaldung (öffentlich zugängliche Informationen und Daten liegen nur im geringen Umfang vor) möglich ist. Die Penobsquis Mine in der kanadischen Provinz New Brunswick baute bis Anfang 2014 Kalirohsalz und Steinsalz ab. Das Bergwerk hatte aus genehmigungsrechtlichen Gründen keine Möglichkeit, die festen Rückstände der Aufbereitung übertägig aufzuhalden. Flüssige Rückstände wurden übertägig entsorgt. Kurzbeschreibung des Abbaus auf Basis folgender Literaturstellen (Hustrulid, 2001) (Roulston, 1995) (Webb, 2010): An den halbsteilen Flanken des Salzstockes wurde sehr hochwertiges sylvinitisches Rohsalz mit der sogenannten „Cut and Fill“- Methode gewonnen (Abb. 55). Der Abbau pro Bauscheibe entwickelt sich wie beim Weitungsbau mit Versatz aufwärts. Von unten beginnend wird mit einer Teilschnittmaschine eine bis zu 900 m lange Strecke im Lager aufgefahren. Diese Strecke wird nacheilend mit Trockenversatz teilweise aufgefüllt, einplaniert und verdichtet. Dies kann sowohl Steinsalz aus der Ausund Vorrichtung als auch grober, trockener Fabrikrückstand sein. Nach 900 m wird die Teilschnittmaschine um 180° gedreht und nutzt nun den eingebrachten Trockenversatz als Planum für den nächsten 900 m langen Gewinnungsabschnitt. Diese Verfahrensweise wird bis zur oberen Begrenzung der Bauscheibe so fortgesetzt. Abb. 55 Prinzip der "Cut and Fill" Methode der Penobsquis Mine zum Abbau des Kaliflözes Im Kern des Salzstockes wurde zusätzlich Steinsalz im Kammerbau gewonnen. In die langen, trogförmig angelegten Kammern wurde mit dem Spülversatzverfahren feinkörniger bis schlammiger Fabrikrückstand eingebracht (Abb. 56). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 66 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 56 Penobsquis Mine- Verteilung Trocken- und Spülversatz In Summe konnte damit die Gesamthohlraumbilanz so optimiert werden, dass eine Aufhaldung von Fabrikrückständen nicht notwendig wurde. Fazit: Es ergibt sich die Notwendigkeit der Anwendung zweier unterschiedlicher Abbau- und Versatzverfahren - Kaliabbau auf Steiler Lagerung mit Trockenversatz, Steinsalzabbau in Kammerbauweise (vergleichbar Flache Lagerung) mit Spülversatz Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 67 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.2.2 Übertragbarkeit auf Siegfried-Giesen Basierend auf den Bedingungen der Penobquis Mine soll im Folgenden die Anwendbarkeit einer zusätzlichen Steinsalzgewinnung auf dem Hartsalzbergwerk Siegfried-Giesen mit dem Ziel eines Haldenverzichtes erörtert werden. 4.3.2.2.1 Geologische Grundparameter Auf dem Salzstock Sarstedt sind abbauwürdige Steinsalzhorizonte in der Leine- und Allerserie ausgebildet. Die ausgewiesenen Qualitäten würden im günstigsten Fall eine Herstellung von Auftausalz zulassen. Jedoch kann aufgrund der vorhandenen Mengen eine nachhaltige Auftausalz-Produktion in der benötigten Qualität über die Lebensdauer der Kali- Gewinnung nicht gewährleistet werden. Die Steinsalz-Horizonte stehen entsprechend dem internen Bau der Lagerstätte sehr steil. Die horizontale Flächenausdehnung der Bereiche ist faziesbedingt begrenzt. Fazit: Eine betrieblich notwendige nachhaltige Auftausalz-Produktion ist auf Grund qualitativer und quantitativer Restriktionen der Lagerstätte nicht möglich. 4.3.2.2.2 Abbauerfahren Daher ist geologisch bedingt kein großflächiger Kammerbau ähnlich Pinobquis Mine möglich. Als Abbauverfahren würde wie beim Abbau der Kaliflöze der Weitungsbau mit Trockenversatz in Frage kommen. Ein vergleichbares Abbauverfahren ohne die Notwendigkeit einer Einbringung von Versatz auf einer Steinsalzlagerstätte wird auf dem Steinsalzbergwerk Braunschweig-Lüneburg der esco angewendet. Fazit: Als Abbauverfahren käme nur der Weitungsbau in Betracht. Entsprechend Kapitel 4.3.1 käme nur das Trockenversatzverfahren zur Anwendung. 4.3.2.2.3 Schachtkapazitäten Die vorhandenen/geplanten Schachtkapazitäten wären bei einer Steinsalz- Gewinnungsmenge, die die Hohlraumbilanz so beeinflusst, dass auf eine Aufhaldung verzichtet werden kann, nicht ausreichend. Aufgrund des geringen Schachtdurchmessers von maximal 4 Metern ist technisch keine Kapazitätserhöhung möglich. Auch organisatorisch kann die erforderliche Kapazität nicht generiert werden. Die notwendigen Mengen an Steinsalz erfordern somit eine separate Schachtförderanlage. Aufgrund der funktionalen Belegung der anderen Schächte wäre damit das Abteufen eines neuen Schachtes notwendig. Fazit: Für einen leistungsfähigen Kali- und Steinsalzbetrieb ist das Abteufen eines neuen Schachtes mit einer getrennten Infrastruktur unter Tage erforderlich. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 68 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.2.2.4 Abhängigkeit einer ausreichenden Hohlraumgenerierung von der Steinsalzgewinnung Ohne die Möglichkeit einer Aufhaldung über Tage würde die Gewinnungskapazität von Kalirohsalzen direkt von der Gewinnung von Steinsalz abhängen, da die zur Versatzeinbringung erforderlichen Hohlräume in den abgebauten Kaliabbauen und Steinsalzabbauen jederzeit im vollen Umfang zur Verfügung stehen müssen. Hier gilt jedoch zu beachten, dass die Vermarktung von Auftausalz von der Anbieterstruktur des Marktes und den saisonalen Schwankungen abhängt. Eine solch große Abhängigkeit ist insbesondere durch die ohnehin im Vergleich zu anderen Kaliwerken geringe Produktionskapazität ökonomisch nicht sinnvoll. Ausführlichere Informationen zu diesem Aspekt finden sich in der Unterlage I-6. Fazit: Notwendigkeit eines ausreichenden Hohlraumes im Steinsalz erfordert kontinuierliche Abnahme des Marktes an Auftausalz > Derartiger Markt ist nicht vorhanden. 4.3.2.2.5 Hohlraumbilanz und Mengenberechnung Weiterhin muss beachtet werden, dass die bei der Auftausalzherstellung anfallenden Rückstände ebenfalls einen Teil des Hohlraumes verzehren. Der Hohlraumbilanz für die Steinsalzgewinnung liegen die geplanten Aufhaldungsmengen aus der Kali- Aufbereitung sowie Rückstandsmengen aus der Auftausalzherstellung zu Grunde. Des Weiteren müssen die Parameter hinsichtlich Verfüllungsgrad und Einbringdichte berücksichtigt werden. Entsprechend der Bilanzierung müssten jährlich ca. 1,1 Mio.t Steinsalz gewonnen werden, damit eine untertägige Verbringung der aus der Kali- Aufbereitung stammenden aufzuhaldenden Rückstandsmenge sowie die Aufnahme der bei der Auftausalzherstellung entstehenden Rückstände möglich wäre. Fazit: Erforderliche jährliche Steinsalzförderung geologisch und marktseitig nicht darstellbar. 4.3.2.2.6 Auswirkungen einer zusätzlichen Steinsalzförderung Die zusätzlichen Mengen an Steinsalz gehen mit folgenden Begleiterscheinungen einher: – Bau einer neuen Schachtanlage für die Steinsalzförderung mit entsprechender Aufbereitungsanlage und Infrastruktur auf dem Salzstock Sarstedt, – Bau einer weiteren übertägigen Infrastruktur für die Rückstände aus der Steinsalzaufbereitung, – Anstieg Verkehrsbelastung, – Änderung der Förderegime für eine getrennte Kali- und Steinsalzgewinnung, – Erhöhter Anlagenbedarf zur Gewinnung, Förderung, Verarbeitung und Abfuhr und – Erhöhter Personalbedarf Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 69 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 4.3.2.2.7 Ergebnis Eine Vergleichsbetrachtung zwischen der Penobsquis Mine in Kanada und dem Werk SiegfriedGiesen zeigt, dass es die hiesigen geologischen, technischen und organisatorischen Rahmenbedingungen nicht erlauben, durch eine zusätzliche Steinsalzgewinnung so viel Hohlraum zu generieren, dass auf eine übertägige Aufhaldung verzichtet werden könnte. Der Vergleich zeigt des Weiteren, dass das Trockenversatzverfahren Stand der Technik beim Abbau steil stehender Kaliflöze ist. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 70 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 5 5.1 Bewetterung Wettertechnische Ist-Situation Das Grubengebäude ist durch insgesamt vier Schächte und 4 Hauptsohlen aufgeschlossen und reicht von der 400 m-Sohle bis zur 1050 m-Sohle. Kern der ehemaligen Hauptwetterführung war der am ausziehenden Schacht Fürstenhall auf der 400 m-Sohle betriebene Hauptgrubenlüfter mit einer installierten Leistung von 760 kW, einer max. Wettermenge von rd. 14 Tm³/min bei einer vorhandenen Lüfterdepression von ca. 2.000 Pa. Die derzeitige Wetterführung erfolgt ausschließlich aufgrund der vorhandenen jahreszeitlich schwankenden Einflüsse des natürlichen Auftriebes, da der ehemalige Hauptgrubenlüfter mit Stilllegung der Produktion in 1987 außer Betrieb genommen wurde. Unter Annahme mittlerer Sommer- bzw. Wintertemperaturen an der Rasenhängebank (Eintrittsebene der Wetter in den Schacht) des einziehenden Wetterschachtes Rössing-Barnten können folgende rechnerische Kenngrößen, u.a. die am Schacht Fürstenhall ausziehende Wettermenge, abgeleitet werden (Abb. 57): Sommer mittlere Temperatur Rasenhängebank: 15°C, nutzbare/vorhandene Depression des natürlichen Auftriebs 260 Pa, Wettermenge am Schacht Fürstenhall ca. 4.000 m³/min. Winter mittlere Temperatur Rasenhängebank: 5°C, nutzbare/vorhandene Depression des natürlichen Auftriebs 730 Pa, Wettermenge am Schacht Fürstenhall ca. 8.000 m³/min. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 71 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 57 "Vereinfachte" schematische Hauptwetterführung: Natürlicher Wetterzug/Winter 5.2 Geplanter Wettermengenbedarf Mit Reaktivierung des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen wird u.a. aus betrieblichen Gründen am Standort des ehemaligen Hauptgrubenlüfters (400 m-Sohle im Bereich des Schachtes Fürstenhall) die Installation eines neuen Hauptgrubenlüfters notwendig. Für die Auslegung des neuen Hauptgrubenlüfters ist die erforderliche Wettermenge (m³/min) eine entscheidende Ausgangsgröße. Diese Wettermenge korreliert direkt mit den zu transportierenden jährlichen Rohsalz- und Versatzmengen. Die zur Erbringung dieser Leistung geplante Anzahl von dieselbetriebenen Großmaschinen bestimmt im Wesentlichen den Wettermengenbedarf. Hinzu kommen dieselbetriebene Befahrungsfahrzeuge, Baumaschinen und Hilfsgeräte. Zusätzlich muss der Sprengstoffverbrauch (Verdünnung der Sprengschwaden) bei der Auslegung des Hauptgrubenlüfters mit berücksichtigt werden. Der Wettermengenbedarf (m³/min) für die dieselbetriebenen Großmaschinen und Fahrzeuge wurde des Weiteren unter Berücksichtigung der Faktoren für die technische Maschinen-Verfügbarkeit und dem gleichzeitigen Maschinen-Einsatz ermittelt. Der Wettermengenbedarf steigt entsprechend der Entwicklungsphasen des Grubenbetriebes kontinuierlich an. Er beträgt für die während der Genehmigungsphase stattfindende untertägige Exploration mit der entsprechenden Infrastruktur ca. 2 Tm³/min und erhöht sich während der Aus- und Vorrichtungsphase anfänglich auf ca. 6 Tm³/min und steigert sich bis kurz vor Aufnahme der Hartsalzgewinnung bzw. Produktion auf ca. 14 Tm³/min. Hieraus leitet sich ab, dass unter sommerlichen BedingunUnterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 72 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren gen mit dem verstärkten Einsatz von Bewetterungsanlagen gerechnet werden muss, und die Inbetriebnahme des neuen Hauptgrubenlüfters nach erfolgter Erstellung einer neuen Hauptabwetterstrecke schon während der Aus- und Vorrichtungsphase vorzusehen ist. Bei der Ermittlung des Wettermengenbedarfs ab Produktionsbeginn wurde als konservativer Ansatz das entsprechende Zahlenwerk des Grubenbetriebes Sigmundshall der K+S KALI GmbH zu Grunde gelegt. Hierbei wurden der Diesel- und Sprengstoffverbrauch des Grubenbetriebes Sigmundshall der Jahre 2000-2008 betrachtet und der jährlichen Schachtförderung gegenübergestellt. Werden diese Kenngrößen auf die jährlich geplante Schachtförderung Siegfried-Giesen von 2,7 Mio. t bezogen, ist nach Produktionsaufnahme eine Wettermenge von ca. 20 Tm³/min erforderlich (Abb. 59). In Anbetracht der zu erwartenden technischen Weiterentwicklung der zum Einsatz kommenden dieselbetriebenen Großmaschinen und Fahrzeuge (Abb. 58) sowie einer aus ökonomischen Gründen gezielt vorzunehmenden Wettermengensteuerung wird der Wettermengenbedarf prognostisch unter dem o.g. konservativen Zielwert von 20 Tm³/min liegen. Es wird eine Wettermenge von ca. 17,5 Tm³/min erwartet, die auch im Emissions- bzw. Immissionsgutachten zu Grunde gelegt wurden (siehe Unterlage I-18). Abb. 58 Entwicklungstendenzen Dieselmotoremission Großgeräte Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 73 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 5.3 Geplante Wetterführung Das vorhandene Grubengebäude des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen ist durch eine niedrige Äquivalente Grubenweite (A0) von rund 7 m² gekennzeichnet (die Äquivalente Grubenweite ist ein Maß für den Luftwiderstand des Grubengebäudes; je größer A0 ist, desto geringer ist der Luftwiderstand, was wiederum eine höhere Energieeffizienz bedeutet). Ursache hierfür sind die in vielen Bereichen des Grubengebäudes zu findenden geringen Streckenquerschnitte, die den Luftwiderstand entsprechend vergrößern. Aus ökonomischen Gründen muss die äquivalente Grubenweite erhöht und damit die Hauptwetterführung optimiert werden. Basis für eine optimierte Gestaltung der Hauptwetterführung ist standardgemäß eine detaillierte Aufnahme des wettertechnischen Ist-Zustandes und seine Abbildung als wettertechnisches Modell in einem Wetternetzprogramm. Diese Aufnahme des Ist-Zustandes erfolgte in den Jahren 2010 – 2012. Unter Einbeziehung zukünftiger Abbauschwerpunkte und der ihnen zuzuführenden Wettermengen sind die vier Schächte mit ihren jeweiligen Sohlenanschlägen die Stellgröße zur Ermittlung der ökonomischsten Variante. Die Merkmale dieser errechneten und in der Planung vorgesehenen Variante, die eine Erhöhung der äquivalenten Grubenweite um 2 m² auf 9 m² ermöglicht, lassen sich wie folgt zusammenfassen (Abb. 59): – Der Schacht Rössing-Barnten bleibt entsprechend des natürlichen Wetterzuges HauptEinziehschacht und abgesehen von einer geringen Menge (1.000 m³/min), die vom Anschlag auf der 750 m-Sohle ins Grubengebäude gelangt, werden 16.000 m³/min auf der 1050 mSohle und damit im Tiefsten ins Grubengebäude geleitet. Der Sohlenanschlag auf der 850 mSohle ist verschlossen. – Der Schacht Glückauf-Sarstedt ist mit max. 1.500 m³/min entsprechend des natürlichen Wetterzuges über die 750 m-Sohle gedrosselt einziehend. Der Sohlenanschlag auf der 550 m-Sohle ist verschlossen. – Der Förderschacht Siegfried-Giesen ist auf Grund seines großen Staubpotentials durch den wettertechnischen Verschluss aller angeschlossenen Sohlen (400 m-, 650 m- und 750 mSohle) wettertechnisch neutral zu halten (weder aus- noch einziehend). – Der Schacht Fürstenhall bleibt auf Grund u.a. des natürlichen Wetterzuges einziger Ausziehschacht. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 74 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 59 Geplante Wetterführung – Eine neue Hauptabwetterstrecke mit einem Querschnitt von ca. 50 m² wird in der Nähe des Schachtes Fürstenhall während der Aus- und Vorrichtungsphase aufgefahren (Abb. 60 und Abb. 62). Damit hat dieser Schacht einen rückwärtigen Anschluss mit dem zentralen Grubengebäude. Diese wettertechnische Maßnahme ist zwingend für die Erhöhung der Äquivalenten Grubenweite notwendig. Ohne einen den heutigen Bedingungen angepassten Abwetterweg müsste sowohl die erforderliche Lüfterdepression als auch die erforderliche Lüfterleistung nahezu verdoppelt werden, was unter energetischen und ökonomischen Gesichtspunkten unakzeptabel ist. Der neue Hauptgrubenlüfter wird nach Fertigstellung dieser Abwetterstrecke in Betrieb genommen (Abb. 61). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 75 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 60 beispielhafter Querschnitt einer Hauptabwetterstrecke – In der Nähe des Schachtes Fürstenhall wird auf der 400 m-Sohle der neue Hauptgrubenlüfter mit folgenden wesentlichen Leistungsmerkmalen installiert (Abb. 61): o Lüfterdepression: ca. 1.700 Pa o Lüfterleistung: ca. 650 kW Abb. 61 Beispielbild für einen Hauptgrubenlüfter (hier: Kaliwerk Sigmundshall) Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 76 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 62 schematischer Wetterriss mit Lage der geplanten Hauptabwetterstrecke (grün) 5.4 Alternativbetrachtung zur geplanten Wetterführung Schon innerhalb der K+S-internen Machbarkeitsstudie (2010 – 2012) wurden Alternativen zur geplanten Wetterführung mit einem ausziehenden Schacht Rössing-Barnten und einem einziehenden Schacht Fürstenhall untersucht. Bergmännisch spricht man diesbezüglich von einer sog. Wetterumkehr (Abb. 63). Abb. 63 „Vereinfachte“ schematische Hauptwetterführung bei Wetterumkehr Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 77 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Diese Variante hatte zum Ziel, den Schacht Rössing-Barnten als ausziehenden Wetterschacht zu betreiben, um u.a. die mit Salzstaub belasteten, ausziehenden Wetter aus dem direkten Umfeld von Bebauungen fern zu halten. Während der Schacht Rössing-Barnten mehrere 100 m von einer Wohnbebauung entfernt liegt, steht der Schacht Fürstenhall in Mitten der Ortslage Ahrbergen und ist in seiner jetzigen Funktion z.B. vergleichbar mit dem Schacht Weser des Werkes Sigmundshall der K+S KALI GmbH in der Ortschaft Hagenburg. Für den Variantenvergleich wurden u.a. folgende Kriterien zur Beurteilung von signifikanten Unterschieden betrachtet (Abb. 64) – Auswirkungen auf die Emissionen (Salzstaub/Gase) – Maßnahmen zur Ertüchtigung des Schachtausbaus bzw. der Schachteinbauten – Maßnahmen zur Ertüchtigung der untertägigen wettertechnischen Infrastruktur bezüglich: o Tieferteufen Schacht Fürstenhall o Herstellung Streckenerweiterungen/Streckenauffahrungen o Energieversorgung – Auswirkungen auf die Gesamtenergiebilanz – Auswirkungen auf die Sicherheit der Mitarbeiter Im Ergebnis dieses Variantenvergleichs wurde aus sicherheitlichen, ökonomischen wie ökologischen Gesichtspunkten die bis zur Einstellung der Gewinnung 1987 etablierte Wetterführung – RössingBarnten = einziehender Wetterschacht, Fürstenhall = ausziehender Wetterschacht - der weiteren Planung zu Grunde gelegt. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 78 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Variantenvergleich: Hauptwetterführung Hartsalzwerk Siegfried-Giesen positive Bewertung negative Bewertung Etablierte und geplante Variante "Wetterumkehr" Rössing-Barnten einziehend, Fürstenhall ausziehend Rössing-Barnten ausziehend, Fürstenhall einziehend Bemerkungen Emissionen (Salzstaub/Gase) Emissionen Untertägige Maßnahmen zur Emissionsreduzierung (z.B. Durch die TÜV-Gutachten wird belegt, dass an allen relevanten Beurteilungspunkten für die betrachteten Stoffe die Immissionsgrenzwerte eingehalten werden,so dass schädliche Umwelteinwirkungen durch den Betrieb nicht hervorgerufen werden können Aufgrund der großen Entfernungen zu Siehe Kapitel I-17; I-18 Siedlungen geringere Belastung des Standortes Fürstenhall und der umliegenden Wohnbebauung und Bewohner Es sind vorhandene Strecken als Staubsedimentationsstrecken mit in die Wetterführung integrierbar. Es sind keine vorhandenen Strecken als Staubsedimentationsstrecken mit in die Wetterführung integrierbar Es besteht kein Handlungsbedarf wegen vorhandener Beton- Vorbausäule im Schacht Rössing-Barnten Schachtsicherungen durch Vorbausäule Diese Maßnahme wird bei Wetterumkehr notwendig,da es zu massiven Arbeiten Schacht Fürstenhall Veränderungen in den Schachttemperaturen - 11,1 Mio € / 1γ Monate Bauzeit kommt. Dies führt zu Längenänderungen in - Stahl-VBS FH (0 – 86,5 m Teufe) den Fugenspalten des über 100 jährigen ~ 5,5 Mio € Schachtausbaus. Massive Zuflüsse aus - Stahl-VBS FH (16γ – β51 m Teufe) dem wasserführenden Gebirge in die ~5,6 Mio € Schächte müssen durch geeignete Arbeiten Schacht Glückauf-Sarstedt Maßnahmen verhindert werden. - β,β Mio € / γ Monate Bauzeit - Stahl-VBS GS (16β – 175 m Teufe) ~ 1γ,γ εio € Summe Schachtsicherungen (Stand 2012) - keine Änderung Der Schachtdurchmesser sinkt von ca. 4,1 m auf ca. 3,8 m. - ggf. spätere Schachtsanierung erforderlich - Kontrollaufwand Schächte - ggf. Folgekosten durch Schachtarbeiten - keine Folgekosten - Stabilisierung Ausbau - vorweggenommene Schachtsanierungen - durch Reduzierung des Schachtdurchmessers > Erhöhung des Wetterwiderstandes > höhere Energiekosten Alle Hauptsohlen einschließlich der tiefsten Sohle können ohne weitere Maßnahmen mit Frischwettern versorgt werden Eine Frischwetterversorgung der tieferen Hauptsohlen wäre nur nach nach einem Tieferteufen des Schachtes Fürstenhall möglich Schachtausbau (Tübbinge/Vorbausäule)* *bei Verzicht auf Schachtwetterheizung Ertüchtigung der Schächte Durch Sedimentationsstrecken (vorhandene, nicht mehr genutzte Strecken), kann der Salz-staubanfall unter Tage weiter reduziert werden Schachtdurchmesser Langfristige Effekte Tieferteufen des Schachtes Streckenauffahrung Hauptabwetterstrecke Ertüchtigung der wettertechnischen Infrastruktur Streckenauffahrung Sedimentationsstrecken Streckenauffahrung Fluchtwege Die Einbindung vorhandener Strecken ist möglich und damit keine Neuauffahrungen notwendig Es sind vorhandene Strecken als Staubsedimentationsstrecken mit integrierbar. Somit sind keine Neuauffahrungen notwendig Die Einbindung vorhandener Strecken ist möglich.Somit sind keine Neuauffahrungen notwendig Energieversorgung Aufwand für elektrische Anschlüsse Die vorhandene Energieversorgung ist nutzbar. Hauptgrubenlüfter Nutzung des natürlichen Auftriebs GesamtenergieBilanz Es wäre eine separate Versorgung und Zuleitung notwendig und damit auch die Elektrifizierung der neu aufzufahrenen Strecken. Die Hauptwetterführung wird vom Natürlichen Auftrieb unterstützt, was energetisch effizienter ist. Die Hauptwetterführung wäre entgegen des Natürlichen Auftriebes ausgerichtet, was höhere Wetterwiderstände verursacht und damit energetisch ineffizienter wäre. - nicht erforderlich - Erdgasheizungen an den Schächten: Glückauf-Sarstedt und Fürstenhall - Wettermenge: 10.000 – β0.000 m³/min - 2 x 4.000 kW inst. Heizleistung - Invest: 4,7 – 8,7 Mio € insgesamt - Energiekosten: β x 1,4 Mio €/a - Wartungskosten: 1β0 – β50 T€/a - Aufheizung der Wetter - Emissionen (CO2, Staub) Die Hauptwetterführung wird vom Natürlichen Auftrieb unterstützt, was eine geringe Möglichkeit einer lokalen Wetterumkehr durch heiße Brandgase mit sich bringt. Damit wird eine hohe Sicherheit für die Mitarbeiter gewährleistet. Die Hauptwetterführung wird vom Natürlichen Auftrieb nicht unterstützt, was die Möglichkeit einer lokalen Wetterumkehr durch heiße Brandgase verursachen kann. Fluchtwege können so in ihrer Bestimmung nicht gefahrlos genutzt werden. Damit wäre eine geringere Sicherheit für die Mitarbeitet im Brandfall gegeben. Wenn der Schacht Fürstenhall tiefer geteuft würde und die gesamte wettertechnische Infra-struktur auf eine Wetterumkehr ausgelegt würde, entfielen diese Kosten bei der Variante "Wetterumkehr" Schacht- Wetterheizung* *bei Verzicht auf Schachtausbaumaßnahmen Brandfall z.B. Brand an Großfahrzeugen oder Gurtbandanlagen Sicherheit der Mitarbeiter Da die einziehenden Wetter kälter sind als das umgebende Gebirge, fallen diese auf Grund der höheren Dichte bis zum Tiefsten des Grubengebäudes und werden dann von einem Hauptgrubenlüfter, der am höchsten Punkt des Grubengebäudes steht, angesaugt. Damit kann auf einfache Die Einbindung vorhandener Strecken nicht physikalische Weise sichergestellt werden, möglich. Somit wären mehere Strecken-km dass das gesamte Grubengebäude mit Frischwettern versorgt werden kann. Neuaffahrungen notwendig Schacht Rössing-Barnten wurde, weil er als einziehender Wetterschacht vorgesehen Es sind keine Strecken als war, bis zu einer Teufe von 1050 m geteuft, Staubsedimentationsstrecken mit und ist damit im Grubengebäude Siegfriedintegrierbar. Somit wären mehrere StreckenGiesen der tiefste Schacht. Der Schacht km Neuauffahrungen notwendig Fürstenhall hat lediglich eine Endteufe von 750 m. Die Einbindung vorhandener Strecken ist nicht möglich. Somit wären mehrere Strecken-km Neuauffahrungen notwendig Zur Herstellung eines gleichen Sicherheitsniveaus in der Variante "Wetterumkehr" muss der Schacht Fürstenhall tiefer geteuft werden und die gesamte wettertechnische Infrastruktur auf eine Wetterumkehr ausgelegt werden. Abb. 64 Variantenvergleich Hauptwetterführung Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 79 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 6 Betriebs- und Sprengstoffversorgung Die Betriebsstoffversorgung des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen erfordert die ordnungsgemäße Anlieferung und Lagerung über Tage sowie den bedarfsgerechten Transport nach unter Tage. Alle Anlagen zum Lagern, Abfüllen und zum Umschlag wassergefährdender Stoffe werden in Einklang mit den Anforderungen des § 62 WHG errichtet, unterhalten und betrieben. Die Lagerorte der einzelnen Güter werden markiert und mit den werksüblichen Betriebsanweisungen nach GefStoffV bzw. TRGS 555 ausgestattet. Verpackte Betriebsstoffe werden im Magazin des Betriebsteils Siegfried-Giesen - Fabrikstandort gelagert, soweit sie nicht „just in time" in kleinen Mengen direkt an die Verwendungsstelle geliefert werden. Während der Genehmigungs,- Infrastruktur- und Ausrichtungsphase wird jegliche Betriebsstoff- und Sprengstoffversorgung über den Schacht Fürstenhall abgewickelt. Die folgenden Abschnitte gehen auf die Versorgung während der Regelbetriebsphase ein. 6.1 Dieselversorgung Der Einsatz der eingesetzten gleislosen Maschinen unter Tage erfolgt mit Dieselkraftstoff nach DIN EN 590 mit einer allgemeinen Zulassung für den untertägigen Umgang nach § 4 Abs. 1 Nr.2 der GesBergV. Dieseltankanlagen für den übertägigen Bedarf werden auf den Betriebsteilen Glückauf-Sarstedt, Fürstenhall und Siegfried-Giesen aufgestellt. Je nach Erfordernis wird in einem dieser Schächte über eine Fallleitung Dieselkraftstoff in die untertägige Tankanlage gepumpt. Tankfahrzeuge befüllen die im gesamten Grubenbetrieb verteilten Kleintankanlagen. Die Fahrzeuge können sowohl an den Kleintankstellen oder direkt mit dem Tankfahrzeug beschickt werden. Die gesamte Anlage besteht aus: – Dieseltankanlage über Tage, – Schachtfallleitung, – Tankanlage/Tankraum unter Tage, – Tankfahrzeug und – Kleintankanlagen. Der untertägige Tankraum ist durch eine nach außen zu öffnende, feuerbeständige Stahltür gegen das übrige Streckennetz abgeschlossen. Bewetterung und Brandschutz entsprechen den gesetzlichen Vorgaben. Die Kleintankanlagen sind für die Lagerung von flüssigen Mineralprodukten der Gefahrenklassen A I, A II und B zugelassen und werden von fachkundigen Personen in regelmäßigen Abständen von 3 Monaten und jährlich von Sachverständigen des TÜV geprüft. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 80 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 6.2 Öl- und Betriebsstoffversorgung Der Umschlag von Schmier- und Hydraulikölen für den Grubenbetrieb wird auf VAwS-geeigneten Flächen durchgeführt. Zur Versorgung der untertägigen Werkstatt mit den vier Hauptölsorten werden im Schacht Glückauf-Sarstedt 4 Ölfallleitungen installiert, die von Tankfahrzeugen direkt beschickt werden. Bei Verzicht auf den Fallleitungstransport kann der Umschlag auch mittels „IBC“- Behältern und Gestellförderung vollzogen werden. Die Befüllung dieser Behälter findet dann über Tage statt. Die vollen Behälter werden danach wieder nach unter Tage verbracht. Unter Tage werden in Werkstattnähe Öllagerräume errichtet. Sie sind mit feuerhemmenden Stahltüren verschlossen und entsprechend gekennzeichnet. Bewetterung und Brandschutz entsprechen den gesetzlichen Vorgaben. Neben dem Ölraum für die vier Hauptölsorten werden in einem separaten Öllagerraum auch Fasswaren, Kleingebinde und Altöl gelagert, die mittels Schachttransport (Gestellförderung) nach unter/über Tage gebracht werden. Auf dem Betriebsgelände des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen werden für die Instandhaltung und Wartung der übertägigen Anlagen Öle, Schmierstoffe und weitere Betriebsstoffe (Betriebsmittel) benötigt. Die dafür notwendigen Betriebsmittel werden in dem geplanten Magazin/Lager vorgehalten. Die Fässer und Gebinde werden auf Auffangwannen gelagert. Das Um- und Abfüllen wird ebenfalls über einer Auffangwanne vorgenommen. Das Öllager wird mit entsprechenden bauartzugelassenen Lagersystemen mit Gitterrostabdeckungen eingerichtet. 6.3 Wasserversorgung Die Wasserversorgung auf dem übertägigen Betriebsgelände des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen wird gemäß DIN 1988 und nach den Vorgaben des Wasserversorgers errichtet. Auf eine strikte Trennung des Trinkwassers zu anderen Wässern und Medien wird geachtet. Der Betriebsteil Siegfried-Giesen bezieht neben dem Trinkwasser aus dem öffentlichen Netz auch Brauchwasser aus den eigenen Brunnen. Je eine Wasserleitung ist in den Schächten Fürstenhall und Glückauf-Sarstedt installiert. In Schachtnähe des Schachtes Fürstenhall befindet sich im Niveau der 650 m-Sohle ein Tank mit einem Fas3 sungsvermögen von 30 m für die Löschwasserversorgung des Sprengmittellagers. In Schachtnähe der Schächte Glückauf-Sarstedt und Fürstenhall werden unter Tage Wasserentnahmestellen installiert, an denen Wasserfahrzeuge ihre Bordtanks füllen können. Weiterhin führt eine Rohrleitung in die Werkstatt im Niveau der 750 m-Sohle. Die weitere Versorgung richtet sich nach der Betriebsentwicklung. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 81 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 6.4 Druckluftversorgung Für die Druckluftversorgung der Verbraucher wird auf dem übertägigen Betriebsgelände des Betriebsteils Siegfried-Giesen eine Druckluftversorgungsanlage im Kraftwerk errichtet. Die Verteilung der Druckluft zu den jeweiligen Verbrauchern erfolgt über ein separates Druckluftnetz. Zusätzlich sind in allen Schächten Druckluftleitungen installiert. Die Versorgung wird durch separate Verdichterstationen gewährleistet. Weiterhin kommen in Abhängigkeit der Verbraucher dezentral verteilte Kompressorstationen unter Tage zum Einsatz. Diese versorgen beispielsweise die Werkstätten und Entstaubungsanlagen an Bunker- und an Übergaben von Gurtbandanlagen. 6.5 Sprengstoffversorgung Rechtliche Rahmenbedingungen Für den Umgang mit Sprengstoffen sind umfangreiche rechtliche Vorgaben zu beachten. Für die Anlieferung, Aufbewahrung, Verwendung und Vernichtung von Sprengstoffen gelten die jeweiligen aktuellen Normen, Rechtsvorschriften und internen Regelungen wie Betriebspläne, Sonderbetriebspläne und Betriebsanweisungen. Zu den Vorgaben gehören unter anderem: – Rechtliche Anforderungen gemäß § 7 SprengG/Erlaubnis, – Bestellung und Einsatz verantwortlicher und fachkundiger Personen nach §§ 19, 20 SprengG, Befähigungsscheininhaber, – Alleinige Verwendung zugelassener Sprengmittel/ -zubehör, – Nutzung von Sprengfahrzeugen mit BAM- zugelassenen Baugruppen, – Ausschließlicher Einsatz geeigneter, ausgebildeter und behördlich geprüfter Mitarbeiter und – Gewährleistung der Nachverfolgbarkeit des Spreng- und Zündmitteleinsatzes. Sprengmittellager und Sprengmittelabstellräume Regulierungen, Streckenerweiterungen, Streckenauffahrungen und Abbau erfordern den Einsatz von Sprengmitteln. Diese werden den jeweils geltenden rechtlichen Vorgaben entsprechend gelagert. Von Beginn an bietet das vorhandene Haupt- Sprengmittellager auf der 750 m-Sohle in unmittelbarer Nähe zum Schacht Fürstenhall die besten Voraussetzungen für eine reibungslose und bedarfsgerechte Versorgung des Betriebes. Nach entsprechenden Anpassungsarbeiten nach dem Stand der Technik wird dieses Lager in seiner Funktion über die gesamte Lebensdauer des Hartsalzwerkes betrieben. Mit Produktionsbeginn soll der Betrieb über einen neu aufzufahrenden Sprengmittelabstellraum im Niveau der 750 m-Sohle mit zentraler Lage in Schwerpunktnähe der Abbautätigkeiten versorgt werden. Die spätere Betriebsentwicklung im Zuge der Teufenentwicklung des Grubenbetriebes bringt eine räumliche Verlagerung und Konzentration der Verbrauchsschwerpunkte mit sich, so dass weitere Sprengmittelabstellräume notwendig werden. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 82 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Diese Infrastruktur aus zentralem Hauptsprengmittellager und dezentralen Sprengmittelabstellräumen bleibt für die Dauer des Betriebes bestehen. Die Lage der zukünftig entstehenden neuen Sprengmittelabstellräume richtet sich nach der Betriebsentwicklung. Sprengstoffanlieferung Sprengstoff wird persönlich an die vom Werk Siegfried-Giesen für den innerbetrieblichen Sprengmitteltransport beauftragten verantwortlichen Personen übergeben. Die Übernahme steht unter ständiger Beaufsichtigung eines Befähigungsscheininhabers nach § 20 SprengG. Sprengstoffe werden am Betriebsteil Fürstenhall als Siloware bzw. in geringer Menge als Palettenware angeliefert. Für die Versorgung des untertägigen Sprengstofflagers auf der 750 m-Sohle in Schachtnähe wird im Schacht Fürstenhall eine Sprengstofffallleitung für ANFO-Sprengstoffe installiert. Palettenware wird als Gestellförderung in das gesicherte Lager verbracht. Dafür kommen der Schacht Fürstenhall und der Schacht Glückauf-Sarstedt in Frage. Anlieferung von rieselfähigem Sprengstoff am Schacht Fürstenhall Die Anlieferung erfolgt mit LKW und Silotank. Der Sprengstoff wird pneumatisch über Schlauch- und Rohrleitungen in ein Silolager des untertägigen Sprengstofflagers auf der 750 m-Sohle in Schachtnähe eingerieselt. Anlieferungen von patronierten Sprengstoffen, Sprengschnur, Zündmittel und Sprengzubehör Patronierte Sprengstoffe, Sprengschnur und Zündmittel werden ebenfalls mit LKW angeliefert. Sie werden voneinander getrennt in der Orginalverpackung (Palettenware) im Absperrbereich auf direktem Weg zum Schacht transportiert, mittels Gestellförderung zur 750 m-Sohle befördert und vom Füllort in das Sprengmittellager verbracht. Sprengstoffe und Zünder werden getrennt transportiert. Sprengmittellager Das Sprengmittellager ist entsprechend den geltenden Lagerrichtlinien ausgebaut und wird bestimmungsgemäß betrieben. Die im Sonderbetriebsplan „Sprengwesen“ festgelegten Höchstlagermengen werden eingehalten. Im Wesentlichen besteht das Lager aus einem Vorraum mit gesichertem Zugang für das Abstellen von Spreng- und Transportfahrzeugen sowie den personenbezogenen gesicherten Abstelleinheiten. Im Anschluss daran sind mehrere Kammern in gebrochener Linienführung mit jeweils gegenüberliegenden Strecken als Detonationsauslaufzone (Explosionspuffer) als Aufbewahrungsorte für patronierte Sprengstoffe, Sprengschnur und Zündmittel eingerichtet. Mit einer Umfahrung ist das Silolager für rieselfähigen ANFO-Sprengstoff angeschlossen. Für die Gewährleistung des Brandschutzes gemäß §§ 198 und § 277 ABVO sind eine Flutungsanlage für das Silolager, eine Sprinkleranlage für das Befüllen von Fahrzeugen unter dem Silolager sowie weitere Feuerlöscheinrichtungen installiert. Zum Schutz vor elektrostatischer Energie ist ein Explosions-Schutzbereich ausgewiesen. Das Sprengmittellager liegt am ausziehenden Schacht und wird ausreichend bewettert. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 83 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Sprengmittelabstellräume Sprengmittelabstellräume dienen der vorübergehenden Lagerung von Sprengmitteln in Nähe der Abbauschwerpunkte. Alle angelieferten Sprengstoffe und Zünder werden erst nach Passieren des Hauptsprengstofflagers und entsprechender Abforderung in diese Räumlichkeiten überführt. Der Aufbau entspricht der gültigen Lagerrichtlinie und beinhaltet folgende Ausstattung: – Rollloch- Silo zur Aufnahme des ANFO- Sprengstoffes, – gesicherte Abstelleinheiten (GAE) zur Aufnahme von Spreng- und Zündmitteln, – Kammern zur Lagerung von Zubehör und – Parkorte für Sprengfahrzeuge. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 84 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 7 Geplante Aus-, Vorrichtungs- und Infrastrukturmaßnahmen vor Aufnahme der Regelförderung Vor Aufnahme der Regelförderung und der übertägigen Verarbeitung der Kalirohsalze in den neu geschaffenen Aufbereitungsanlagen kann die Anfahrphase des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen in verschiedene Phasen gegliedert werden (Abb. 65). Dieses sind für den untertägigen Bereich: - Genehmigungsphase Infrastrukturphase Ausrichtungsphase Abb. 65 Teilphasen der Bergwerksentwicklung 7.1 Maßnahmen während der Genehmigungsphase Die untertägige Ausgangssituation war geprägt durch eine spärliche Ausrüstung, die ausschließlich den Sicherheitsansprüchen an ein lufterfülltes Grubengebäude genügte. Nur der Schacht Fürstenhall war mit einer Schwerlastwinde ausgerüstet, die zusätzlich auch der Seilfahrt diente. Der untertägige Gerätepark beschränkte sich auf wenige Maschinen zur Erhaltung der First- und Stoßsicherheit sowie Befahrungsfahrzeuge. Die Energie-Versorgung auf 5kV-Spannungsebene stellte eine Leistung von maximal 1 MW bereit. Mit der Einleitung der Genehmigungsphase in 2012 wurden in Zusammenarbeit mit einer Schachtbaufirma die Planungs- und Ausführungsarbeiten zur Ertüchtigung der Windenanlage im Schacht Fürstenhall aufgenommen. Die notwendigen Umbau- und Instandsetzungsarbeiten im Schacht begannen Anfang 2013 und wurden mit der erfolgreichen Inbetriebnahme Ende Februar 2014 abgeschlossen. Im gleichem Zeitraum wurde die Energieversorgung ertüchtigt, die Wetterführung den geplanten bergmännischen Arbeiten angepasst, Beraube- und Säuberungsarbeiten durchgeführt und die für die geplanten Explorationstätigkeiten erforderlichen Maschinen nach unter Tage transportiert und montiert. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 85 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Die Arbeiten für den Umschluss der Spannungsversorgung von 5 kV auf die K+S-Standardebene 6 kV wurden im Laufe des Jahres 2013 durchgeführt. Mit dem Umschluss steht nun eine elektrische Leistung von rund 6 MW zur Verfügung, die für die während der Genehmigungsphase geplanten umfangreichen Sicherungs- und Explorationsarbeiten ausreichend ist (Abb. 66). Abb. 66 Schema Energieversorgung in der Genehmigungsphase Nach Inbetriebnahme der neuen Windenanlage im Schacht Fürstenhall bestimmen während der Genehmigungsphase folgende Arbeiten das betriebliche Geschehen: – Aufnahme der Exploration zur Absicherung der Vorräte in Menge und Qualität, – Sicherung und Herrichtung wichtiger Infrastrukturräume, wie Sprengmittelabstellraum, „alte“ Hauptwerkstatt und Bohrorte für die Exploration (Abb. 67) und – Streckenerweiterungen für besseren Zugang ins Grubengebäude zwischen Schacht Fürstenhall und der „alten“ Zentralwerkstatt (Abb. 67). Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 86 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Abb. 67 Streckenerweiterungen und Auffahrungen während der Genehmigungsphase 7.2 Maßnahmen während der Infrastrukturphase Die Infrastrukturphase schließt sich bei positiver Entscheidung für die Reaktivierung des Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen an die Genehmigungsphase an. Sie wird durch die Anpassung und Erweiterung des benötigten Maschinenparks für die Herstellung aller geplanten Infrastrukturräume sowie Streckenerweiterungen und Streckenauffahrungen gekennzeichnet sein. Die voraussichtliche Dauer dieser Phase wird sich auf ca. 3 Jahre belaufen. Zu den geplanten Arbeiten gehören insbesondere: – Weiterführung der Exploration zur Absicherung der Vorräte in Menge und Qualität, – Schachtumbau und Installation einer Förderanlage am Schacht Siegfried- Giesen, – Erweiterung des Energienetzes, – Erweiterungen und Neuauffahrungen auf der 750 m-Sohle, – Erweiterung der „alten“ Hauptwerkstatt, – Großbunkersanierung und fördertechnische Anbindung an die Schachtförderung, – Band- und Brechermontage für die Bandstreckenauffahrung zur 1050 m-Sohle, – Herrichtung der 750 m-Sohle für die Installation von Band- und Brecheranlagen, – Erstellung von Wetter-und Rolllöchern, Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 87 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 7.3 – Auffahrung von Bunkerstrecken und Erstellung von Feldbunkern, incl. Fördertechnik für die Wendelauffahrung, – Auffahrung einer neuen zentralen Abwetterstrecke, Verbindungsstrecken und Erweiterungen von vorhanden Strecken, Fluchtwegen, – Ausbauarbeiten in Hauptanhydrit- und Tondurchörterungen und – Vorbereitung des Schachtes Glückauf-Sarstedt für die Installation einer Hauptseilfahrtsanlage. Maßnahmen während der Ausrichtungsphase Die Ausrichtungsphase schließt unmittelbar an die Infrastrukturphase an und schließt mit der Aufnahme der Gewinnung bzw. Förderung der Kalirohsalze nach ca. 2 Jahren ab. Um eine geplante jährliche Fördermenge von ca. 2,7 Mio. t nachhaltig zu gewährleisten, muss die 750 m-Sohle als Hauptfördersohle weiter ausgerichtet werden. Zusätzlich ist die 1050 m-Sohle entsprechend neu anzuschließen (Abb. 68) und zu entwickeln. Die für diese Ausrichtung erforderlichen Streckenauffahrungen werden sowohl schneidend als auch mit Bohr- und Sprengarbeit durchgeführt. Abb. 68 Schematischer Deckriss der Bandbergaufahrung von der 750 m-Sohle zur 1050 m- Sohle Bei kurzen und relativ nah beieinander liegenden Auffahrungsabschnitten, also in Bereichen mit hoher Betriebspunktkonzentration, kommt konventionelle Bohr- und Sprengarbeit zur Anwendung. Bei sehr langen und abseits liegenden Strecken (z. B. Bandstrecken, Wendeln), auf deren Auffahrung ein vergleichsweise hoher Zeitdruck lastet, kommt Schneidende Auffahrung mit Teilschnittmaschinen zur Anwendung. Voraussetzung hierfür ist der Umschluss der Energie-Versorgung von 6 kV auf 20 kV. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 88 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Folgende Ausrichtungsschwerpunkte sind geplant: – Weiterführung der Exploration zur Absicherung der Vorräte in Menge und Qualität, – Fertigstellung der Abwetterstrecken zwischen der 400 m- und 500 m-Sohle und Inbetriebnahme des neuen Hauptgrubenlüfters auf der 400 m-Sohle im Bereich des Schachtes Fürstenhall, – Restauffahrungen und Neuauffahrungen der Infrastruktur auf der 750 m-Sohle, wie z.B.: o Anpassung Hauptwerkstatt durch Erweiterung der vorhandenen Räumlichkeiten oder durch Neuauffahrung (Abb. 69) o Tankräume für Diesel und Wasser o Sprengmittellabstellräume o Räume für die Energie-Versorgung, – Bandbergauffahrung von der 750 m- bis zur 1050 m-Sohle, – Auffahrung neuer Wendeln zwischen der 500 m- und 750 m-Sohle und abwärts zur 1050 m-Sohle, – Wendel- und Streckenerweiterungen in verschiedenen Niveaus und – Streckenauffahrungen für die Versatz-und Rückstandsinfrastruktur. Abb. 69 Mögliche Gestaltung einer "neuen" Hauptwerkstatt Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 89 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren Mit Beginn der Ausrichtungsphase muss auf Grund des Hohlraummangels das bei der Bohr- und Sprengarbeit bzw. bei den Schneidarbeiten anfallende Steinsalz nach über Tage aufgehaldet werden. Mit Beginn der Regelförderung erfolgt noch eine bedeutsame infrastrukturelle Änderung. Die Tagesanlagen am Schacht Glückauf-Sarstedt gehen zu diesem Zeitpunkt in Betrieb. Somit steht der Schacht Glückauf-Sarstedt nach der Ausrichtungsphase als Hauptseilfahrts- und Transportschacht für die Untertagebelegschaft zur Verfügung. Mit dieser Maßnahme verliert der Schacht Fürstenhall als Seilfahrts- und Materialtransportschacht seine bis zu diesem Zeitpunkt so wichtige Bedeutung. Hier werden nur noch die entsprechenden Revisionen, Schwerlasttransporte und geringfügige sonstige Anlieferungen durchgeführt. Diese finden i.d.R. nur an Werktagen statt. Unterlage E – Technische Unterlagen E-1 Grubenbetrieb Seite 90 K+S Aktiengesellschaft, Projektgruppe SG Hartsalzwerk Siegfried-Giesen Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren 8 Literaturverzeichnis Bodenstein, J.; Schreiner, W. (2001). Reduzierung der Bergsenkungen durch Einbringen von Spülversatz - Gebirgsmechanisch-bergschadenskundliche Aspekte der Anwendung des Spülsatzverfahrens im Kalibergbau. Freiberger Forschungshefte, 113 - 124. Hartwig, G. (1924). Praktisch-geologische Beschreibung des Kalisalzbergwerkes „Rössing-Barnten“ bei Hildesheim. – 74 S., 6 Taf., 3 Sohlenrisse; Hannover (W. Riemenschneider). Hustrulid, W. A. (2001). Underground Mining Methods – Engineering Fun-damentals and International Case Studies. –Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. Littleton, Colorado, USA, 2001, 129-155. . 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