Projekt 07378/01

Sanierung der Bergschadenssituation an der Südwestflanke des Staßfurter Sattels – Pilotvorhaben zur Stabilisierung des Untergrundes im Stadtgebiet Staßfurt

Projektdurchführung

Kali-Umwelttechnik GmbH
Am Petersenschacht 7
99706 Sondershausen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Ziel des Vorhabens bestand in der Entwicklung eines Verfahrens zur Stabilisierung und Sanierung von Bergschadenssituationen im Bereich des Salzbergbaus durch direkte Einflussnahme auf die kausalen geomechanischen und hydrologischen Verhältnisse eines durch Subrosion an salinaren Schichten und durch anhaltende Konvergenz beeinflussten Untergrunds. Im Rahmen einer bewusst flexibel und anpassungsfähig angelegten Vorgehensstrategie wurden folgende Zielsetzungen verfolgt:
- Immobilisierung von Salzlösungskörpern durch Überführung in ein Stoffsystem mit gelartiger langzeitstabiler Konsistenz, mit dem Ziel konvektive und mikrative Strömungsvorgänge und Subrosi-onsprozesse zu unterbinden.
- Realisierung von Barrierestrukturen mit pastösen bis steifplastischen Stoffsystemen, die im MgCl2-betonten Salzlösungsmilieu langzeitstabile, formbare Abdichtmedien zur Unterbrechung hydraulischer Strömungspfade bilden.
- Entwicklung von aushärtenden Stoffsystemen, die sich insbesondere im MgCl2-Lösungsmilieu verfestigen und langzeitstabile Stoffstrukturen bilden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden- Erarbeitung der Grundlagen und Erweiterung des Kenntnisstandes über den Zustand der Bergschadensräume und der Schächte;
- Entwicklung von langzeitstabilen absolut umweltverträglichen Stoffsystemen in einem breiten Konsistenzspektrum;
- Untersuchung technologischer Aspekte zur Darstellung, Förderung und zum Einbau der Stoff- bzw. Mörtelsysteme;
- Vorbereitende Versuche zur Durchführung des großtechnischen in-situ-Vorhabens im Technikummaßstab;
- Durchführung des großtechnischen in-situ-Vorhabens zur Endverwahrung des unteren Abschnitts der Schachtröhre Friedrichshall II, Einbau von ca. 4.100 m³ Baustoffe und Schotter;
- Physikalische Untersuchung der im Schacht Friedrichshall I abgehängten Rückstellproben;
- Begutachten der chemischen und thermodynamischen Stabilität der Gelbaustoffe;
- Geomechanische Bewertung der Verfüllsäule zur Verwahrung des Schachtes Friedrichshall II.


Ergebnisse und Diskussion

Mit der Durchführung des Pilotvorhabens konnte gezeigt werden, dass die Sicherung salzlösungserfüllter Hohlräume im großtechnischen Maßstab möglich ist und im Rahmen des Vorhabenskonzepts realisiert werden konnte. Im Ergebnis dieses weltweit erstmalig realisierten Verfahrenskonzepts kann festge-stellt werden, dass
- das entwickelte mineralische Baustoffsystem den in der Vorhabensplanung formulierten Zielsetzungen voll entsprochen hat;- das technologische Konzept zur großmaßstäblichen Darstellung der Baustoffsysteme und deren Einbau in das entsprechende Salzlösungsmilieu eindeutig bestätigt werden konnte;
- das Prinzip der Entnahme der Anmischflüssigkeit aus dem jeweiligen Einbauniveau zufriedenstellend realisiert werden konnte;
- der Einsatz von Mehrkomponenten-Baustoffen mit der Darstellung kohäsiver Schottersäulen erfolgreich erprobt werden konnte.
Mit insgesamt 3.700 m³ Baustoffmaterial unterschiedlicher Zusammensetzung wurden erfolgreich 5 differenzierten Anforderungen genügende Funktionssäulen in die Schachtröhre Friedrichshall II eingebaut. Nach erfolgten Begutachtungen der mechanischen und langzeitsicherheitlichen Stoffstabilität konnte der Nachweis eines auch wirtschaftlich tragfähigen Konzepts zur Lösung bergsicherheitlicher und bergschadensrelevanter Problemstellungen, wie sie in zentralen Bereichen der Stadt Staßfurt, bei der Sicherung und Sanierung von Schachtröhren und Grubenbauen des Salzbergbaues im In- und Ausland anstehen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Am 03.03.1999 erfolgte die Abschlusspräsentation des Projekts in Staßfurt unter Anwesenheit des Generalsekretärs der DBU, Herrn Brickwedde. Außerdem waren das Wirtschaftsministerium des Landes Sachsen-Anhalt, das Regierungspräsidium, das Bergamt Staßfurt, das Geologische Landesamt - Außenstelle Magdeburg, die Landesentwicklungsgesellschaft Sachsen-Anhalt, die Gesellschaft zur Verwahrung und Verwertung von stillgelegten Bergwerksbetrieben mbH, das Bundesamt für Geologie und Rohstoffe, der Bürgermeister und die Stadtverwaltung Staßfurt, zahlreiche Ingenieurbüros, die Technische Universität Clausthal, die an der Bearbeitung des Vorhabens beteiligten Institutionen sowie die lokale und regionale Presse vertreten. Das Ergebnis des Vorhabens wurde insbesondere unter dem Aspekt der Lösung von Sanierungsaufgaben im regionalen Bereich insgesamt als sehr positiv eingeschätzt.
Im Rahmen der stiftungseigenen Reihe Initiativen zum Umweltschutz wurden die Ergebnisse der Vorhaben AZ 07378 und AZ 02430 (Entwicklung eines Verfahrens zur Rekultivierung von Kali-Althalden (Pi-lotprojekt Bleicherode) veröffentlicht: Heiden, St., Erb, R., Liebmann, H., Kahle, K. (Hrsg.) (2001): Kalibergbau - Umweltlast und Chance, Bd. 25 der Reihe Initiativen zum Umweltschutz, Erich Schmidt Verlag, Berlin.


Fazit

Die wissenschaftlichen und verfahrenstechnischen Untersuchungen haben gezeigt, dass die für die Sanierung von Bergschadensproblemen im Salzbergbau relevanten Effekte zur Abdichtung und Stabilisierung von salzlösungsgefüllten Hohlräumen und die Immobilisierung von Salzlösungskörpern wirtschaftlich und mit Stoffen erreicht werden kann, die vollkommen umweltneutral sind. Die erzielten Ergebnisse lassen insbesondere bei der Bergschadenssanierung und der Verwahrung im Salzbergbau langzeitsichere Problemlösungen erwarten.