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
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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
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Seite II
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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
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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
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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
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Seite VII
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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.
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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).
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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).
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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.
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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
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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).
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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
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Seite XIV
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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
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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
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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.
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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.
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Seite 3
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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 %
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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
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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:
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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)
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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
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jährlichen
Mengen
130,20
bzw.
Mengenströme
über
die
geplante
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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)
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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).
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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.
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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.
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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
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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.
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Bergrechtliches Planfeststellungsverfahren
Abb. 20 Schema Kammerbau
Abb. 21 Schema Kammerbau mit Trockenversatz
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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.
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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).
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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
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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.
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Abb. 33 Schema Transport Kalirohsalze
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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.
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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
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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.
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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).
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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.
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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
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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.
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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
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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).
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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:
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–
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
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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
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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
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am
Beispiel
des
Kaliwerkes
Werra,
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Abb. 49 Prinzipielle Anordnung von Dammbauwerken beim Weitungsbau mit Versatz
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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
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Höhen
am
am
Beispiel
Beispiel
des
Kaliwerkes
Werra,
des
Kaliwerkes
Werra,
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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
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-
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
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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
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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.
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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).
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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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).
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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)
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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,
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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.
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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
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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.
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8
Literaturverzeichnis
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Unterlage E – Technische Unterlagen
E-1 Grubenbetrieb
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