книги / Technologie des Kali - und Steinsalzbergbaus

die regellos im kompakten Steinsalz auftreten. An ihnen frißt sich die Lauge weiter und gefährdet die Standsicherheit von Pfeilern oder Firsten.

Der schlimmste Feind des Salzbergmannes ist das Wasser. Seit Bestehen des Kalibergbaues sind 15 % aller Produktionsstätten ersoffen, d. h., dem volkswirtschaftlichen Nutzen entzogen worden. Fast immer sind Fehler in der Abbauführung die Ursachen für das Er­ saufen ganzer Grubenfelder gewesen.

Vorbeugende Maßnahmen gegen Wasseroder Laugenzuflüsse werden ausschließlich durch die örtlichen Besonderheiten der Lagerstätte bestimmt. Eine schematische Anwei­ sung für mehrere Grubenbetriebe ist sinnlos. Je nach den Bedingungen sind folgende Maßnahmen erforderlich:

Alle Schachtakten sind im Hinblick auf Wasserzuflüsse beimAbteufen genau zu studieren. In geologischen Erkundungsstrecken, die weit entfernt vom übrigen Grubenfeld getrieben werden, sind Vorbohrungen durch Stopfbüchsen auszuführen.

Zwischen benachbarten Grubenfeldern ist ein Sicherheitspfeiler von mindestens 200 m festen Gebirges stehenzulassen. Bei Annäherung an bereits ersoffene, alte Grubenfelder ist dieser Sicherheitspfeiler 500 m breit zu bemessen. Ein ähnlicher Pfeiler muß gegen den Salzspiegel oder Salzhang gebildet werden.

Die Kluftund Spaltenbildung der hangenden und liegenden Schichten ist zu beachten und zu verfolgen.

Die geologischen Zusammenhänge zwischen Austrittsstelle, Zuflußmenge und Zusammen Setzung sind aus der chemischen Analyse zu rekonstruieren.

Der Kainithut (gilt besonders für die Staßfurter Gruben) darf nicht angefahren werden. Stillgelegte, offene, d. h. noch nicht ersoffene Schachtanlagen sind als Flankenschutz für Betriebsschächte zu erhalten und sorgfältig zu überwachen.

Zur Wiederholung und Vertiefung

1.Studieren Sie genau die Angaben der Tabelle 11! Beachten Sie besonders die sehr verschiedenartige Zeitdauer zwischen Laugenaustritt und Aufgabe der einzelnen Werke! Welche Lehren ziehen Sie daraus für die noch jetzt betriebenen Werke?

2.Zählen Sie die verschiedenen Arten von Laugen auf, die im Grubengebäude auf­ treten können! Erläutern Sie ihren Ursprung und ihre hauptsächlichsten Kenn­ zeichen !

3.Welche Möglichkeiten bestehen, um Tageslaugen (Endlaugen der Kalifabriken) durch Versenken abzustoßen?

4.Wie werden die Laugen des Ausbildungsbetriebes abgestoßen?

5.Versuchen Sie die hauptsächlichsten Einrichtungen eines Schluckbrunnens zu skizzieren!

6.Erläutern Sie als Bergmann, welche möglichen Gefahren die in den Plattendolo­ mit des Werrabezirkes versenkten Laugen für die dortigen Gruben darstellen können!

7.Zwischen zwei Salzgruben werden oft Dammtore eingebaut. Begründen Sie ihre Notwendigkeit!

8.Zählen Sie Maßnahmen auf, die beim Bau solcher Dammtore durchgeführt werden müssen!

9.Alte Schachtakten mit den Abteufberichten der einzelnen Schachtröhren geben oft wichtige Aufschlüsse über die Wasserführung der Deckgebirgsschichten. Ver­

suchen Sie in Ihrem Ausbildungsbetrieb Einblicke in solche Abteufberichte zu er­ halten und werten Sie sie mit Ihrem Lehrmeister aus!

10.Legen Sie an Hand der Grubenrisse Ihres Ausbildungsschachtes die Abmessungen von Sicherheitspfeilern gegen die benachbarten Grubenbaue fest! Vergessen Sie

11.Eine Hochdruckkreiselpumpe liefert 4,5m 3/min Wasser. Wieviel Liter Wasser werden in 7 Stunden gehoben?

Die Nutzleistung einer Pumpe N errechnet sich nach

oder wenn statt de* Förderhöhe die manometrische Förderhöhe Hman bzw. die Druckhöhe zip benutzt werden soll

N = 1000 •G •H man: 75 -

Beispiel: Bei Wasser und H man = 375 und einer Förderleistung von 12m3/min beträgt die Nutzleistung einer Kolbenpumpe

N = 1000-12-375 = 1000 PS. 60-75

13.Die Wetterführung im Kaliund Steinsalzbergbau

Seit dem Jahre 1951 ist die Wetterführung in Salzgruben zu einem für die GrubenSicherheit entscheidenden Schwerpunkt geworden. Zwei kurz aufeinanderfolgende Schlagwetterexplosionen im Südharzrevier, die auch Menschenleben forderten, waren die Ursache, besondere Sicherheitsbestimmungen zu erlassen. So wurde die volle Aus­ rüstung aller gasgefährdeten Kaligruben mit schlagwettergeschützten elektrischen Anlagen angeordnet. Die Wettersteiger erhielten besondere Vollmachten. Für die Führung der Wetter unter Tage wurden getrennte Teilströme vorgeschrieben. Der Bau großer Hauptgrubenlüfter mit dazugehörigem Reservemotor wurde obli­ gatorisch.

Diese Maßnahmen beschränkten sich auf die Gruben des Südharzrevieres, die nach ihrem Gefährdungsgrad in die Kategorien 1 bis 3 eingeteilt wurden, wobei die Kate­ gorie 3 die am stärksten durch schlagende Wetter bedrohten Betriebsteile bezeichnet.

Anders verlief die Entwicklung im Werragebiet. Methanaustritte oder das Auftreten schwerer Kohlenwasserstoffgase sind dort wegen der vom Südharz verschiedenen Schichtenablagerung des Salzgebirges nur wenig bekannt. Dagegen haben C0r Aus­ brüche - im bergmännischen Sprachgebrauch chemisch nicht richtig als Kohlensäure- aushrüche bezeichnet - im Werragebiet die Entwicklung der Wetterführung be­ stimmt.

Hauptaufgaben der Wetterführung sind deshalb in Salzgruben neben der ausreichen­ den Versorgung der unter Tage arbeitenden Belegschaften mit frischen Wettern die schnelle Verdünnung und Abführung schädlicher, d. h. matter, giftiger oder schlagen­ der Wetter. Da der Salzbergmann noch fast 95% seines Rohsalzes mit Hilfe von Sprengstoff gewinnen muß - täglich werden im Bereich der W B Kali etwa 28000 kg Sprengstoff verschossen - gehört auch die Abführung der bei der chemischen Umset­ zung des Sprengstoffes entstehenden Gase zu den Hauptaufgaben der Wetterführung im Kaliund Steinsalzbergbau.

Die entsprechenden Maßnahmen wurden in den letzten Jahren konsequent durchge­ führt, weil die ständig steigenden Förderzahlen der Grubenbetriebe auch immer neue Frischwettermengen zur Voraussetzung hatten. Für die Projektierung neuer Haupt­ grubenlüfter gilt dabei die Faustregel, daß ein Grubenbetrieb des Kaliund Stein­ salzbergbaues eine einwandfreie Wetterführung erreichen kann, wenn für jede Tonne geförderten Rohsalzes etwa 1 m3/min Frischluft zur Verfügung steht. Bei einer Förder­ menge von beispielsweise 60001 muß also der Hauptgrubenlüfter 6000 m3/min Wetter bewegen. Dadurch entfallen auf jeden Mann der Grubenbelegschaft etwa 10 bis 15 m3/min Frischluft; das ist wesentlich mehr, als die bergbehördliche Vorschrift ver­ langt.

13.1.Bekämpfung schädlicher Gase

Die Methoden der Bekämpfung schädlicher Gase gliedern sich im Kaliund Steinsalz­ bergbau in drei Hauptgruppen. Maßgebend sind dabei in erster Linie die Eigenart und die Entstehungsgeschichte der jeweiligen Lagerstätte.

Ln Südharzrevier sind die Bekämpfungsmaßnahmen auf das Beseitigen von Methan, Äthan und schwerere Kohlenwasserstoffe gerichtet. Ln Werragebiet muß die Wetter­ führung vor allem die schnelle Abführung des Kohlendioxids gewährleisten. Alle Kaliund Steinsalzgruben ohne Unterschied müssen unmittelbar nach Schichtschluß, d. h. nach dem Schießen, mit Mitteln der Sonderbewetterung und der Hauptwetter­ führung die schädlichen Sprengstoffgase (Schießschwaden) abführen.

13.1.1.Methan, Äthan und schwerere Kohlenwasserstoffe

Als Speichergestein und wahrscheinlich auch als Muttergestein für Kohlenwasserstoff­ gase muß im Südharzrevier der Hauptdolomit bezeichnet werden. Die bisherigen Er­ kundungen mit Hilfe von Tiefbohrungen haben zwischen dem mittleren Zechstein und dem Kalisalzhorizont Spaltensysteme festgestellt. Die Spaltenwerden durch die Ab­ bautätigkeit erweitert und dienen als Wanderwege für die Gase und z. T. auch für Erdöl aus dem Liegenden. Die Kohlenwasserstoffverbindungen sind Reste des orga­ nischen Lebens der Zechsteinzeit, das mit zunehmender Konzentration des Zechstein­ meeres abstarb.

Bei den späteren Umbildungen der primär entstandenen Salze wanderten Gase auch in das Kalilager. Dort treten sie heute beim Bohren in Form von Bläsern aus. Gefähr­ licher sind die Gasausbrüche, die beim Schießen auftreten.

Schlagwetterexplosionen haben sich in Kaligruben des Südharzes und im Gebiet um Hannover schon vor dem ersten Weltkrieg ereignet. Leider führten sie in den meisten Fällen zu tödlichen Unfällen.

In der Grube des Kaliwerkes Volkenroda kam es am 2. 6. 1930 zu einer schweren E x­ plosion, als Gase und öle aus dem liegenden Hauptdolomit durch das nur geringmäch­ tige ältere Steinsalz in die Grubenbaue durchtraten. Beim Befahren einer Abbau­ kammer entzündete sich das Gas an der offenen Karbidlampe. Die Folge der Explo­ sion war ein verstärkter Ölaustritt aus dem Liegenden durch bis zu 10 cm breite Sohlenrisse. Insgesamt wurden damals aus dem Grubenfeld Volkenroda durch beson­ dere Bohrlöcher 820001 Erdöl gewonnen. Bei diesen Bohrungen büßten wiederum vier Bergleute das Leben ein, als es beim Antreffen von Gas zu einer neuen Explosion kam.

Weitere schwere Schlagwetterexplosionen traten im Jahre 1951 in der Grube Pöthen des VEB Kaliwerk Volkenroda und im Schacht I des VEB Kaliwerk „Glückauf“ Sondershausen auf. In beiden Fällen erfolgte die Entzündung des explosiblen Gas- Luft-Gemisches durch die Karbidlampe oder durch Funkenflug.

Die rasche Steigerung der Förderleistungen aus den einzelnen Grubenfeldern hatte eine schnelle Erweiterung des Grubengebäudes und dadurch auch eine Vermehrung der Gasausbrüche zur Folge.

Wie im Steinkohlenbergbau sind auch im Salzbergbau die Menge des ausströmenden Gases und dessen Mischungsverhältnis mit der Luft entscheidend für den Grad der Explosionsgefahr. Deshalb ist es wichtig, die chemische Zusammensetzung der Gase, vor allem aber die mengenmäßigen Anteile der einzelnen Gasarten zu kennen. CH4 führt am leichtesten zu Schlagwetterexplosionen, wenn sein Anteil an der atmosphä­ rischen Luft zwischen 9 und 10 % liegt. Bei Vorhandensein schwerer Kohlenwasser­ stoffe wird diese Grenze herabgesetzt. Äthan (C2H6) ist schon explosibel, wenn sein Anteil an der atmosphärischen Luft 2 % erreicht hat! Eine hohe Stickstoffmenge ver­ ändert die Explosionsgrenze ebenfalls.

Die seit 1951 obligatorisch eingeführten Maßnahmen in allen Gruben, in denen Koh­ lenwasserstoffgase auftreten, richten sich deshalb in erster Linie auf die Beseitigung

der Zündursachen und Zündmöglichkeiten. Dem entsprechen folgende Bestimmungen und Maßnahmen:

Das Einfahren mit offenem Geleucht ist verboten.

Rauchen und Mitführen von Streichhölzern ist streng untersagt.

Sämtliche elektrische Einrichtungen, wie Schalter, Verteilungen, Motoren, Kabelver­ bindungen, müssen schlagwettergeschützt sein.

Das Zünden der Schüsse erfolgt am Schichtschluß zentral von über Tage aus, nach­ dem die Belegschaft ausgefahren ist.

Das Schießen von großen Salzbrocken während der Schicht ist nur im einziehenden Hauptwetterstrom unter besonderer Aufsicht eines Steigers gestattet.

Schweißund Schneidarbeiten unter Tage sind nur im Frischwetterstrom und mit besonderer Genehmigung zulässig.

Die Seilfahrt wird in Gasgruben versetzt durchgeführt, d.h., die zweite Schicht darf erst 1 oder 2 Stunden nach Ausfahrt der ersten Schicht einfahren, wenn evtl, aus­ getretene Gasmengen durch die Hauptwetterführung verdünnt und abgeführt worden sind.

Das Anzünden von beim Bohren auftretenden Bläsern ist lebensgefährlich und daher grundsätzlich untersagt.

Das Ableuchtcn vor Ort darf nur von erfahrenen Hauern mit ruhiger Führung der Wetterlampe durchgeführt werden. Die Wetterlampe muß im Frischwetterstrom an­ gezündet werden. Methan ist leichter als Luft und steigt nach oben unter die Firste.

Wird das Auftreten von Gas im Abbau erkannt, so ist die Kammer sofort zu sperren und die nächste Aufsichtsperson zu verständigen.

Jeder Hauer muß beim Bohren in gasgefährdeten Gruben seitlich von der Maschine stehen, um beim plötzlichen Auftreten von Bläsern durch die Bohrmaschine nicht ver­ letzt zu werden.

Vor Ort sind im Abbau, besonders aber im Streckenvortrieb, regelmäßige Yorbohrungen anzusetzen und die austretenden Gase zu analysieren. Diese Maßnahme gilt auch für Streckenvortriebsmaschinen.

13.1.2.C02-Ausbrüche

Im Jahre 1900 ereigneten sich im Werra-Kaligebiet die ersten tödlichen Unfälle bei einem C 02-Ausbruch in der Grube Salzungen. Seitdem wurden im Werra-Revier über 1200 C02-Ausbrüche registriert.

Die Herkunft des Kohlendioxids ist bekannt. Im Jungtertiär erfolgte der Aufbruch des Rhönbasaltes, der die damalige Kalilagerstätte erheblich veränderte. Die Zech­ steinkalke aus dem Liegenden (CaC03) wurden durch den Vulkanismus mitgerissen und nach oben geführt. Im Kalilager blieb Kohlendioxid in wahrscheinlich flüssigem Aggregatzustand zurück, wobei aus dem ursprünglich primären Carnallit der Umwandlungssylvinit gebildet wurde. In diesem Gestein reicherte sich das C 02 in und zwischen den Kristallen an.

In der Rhön finden sich noch heute zahlreiche durchsetzende Basaltgänge und Eruptivmassen über Tage, die als Ausläufer der im Tertiär erfolgten vulkanischen Tätig­ keit zu betrachten sind.

Soweit diese Basalte in den Kaligruben angefahren wurden, trat in geringerer oder größerer Entfernung C 02 auf.

Die Entstehungsgeschichte des C 02 im Werragebiet unterscheidet sich also wesentlich von der des Methans im Südharz. Das flüssige Kohlendioxid steht im Gebirge unter

G r u n d riß

Bild 13/4. GrubenblldaussclmJtt von Menzengraben mit der Begrenzung des COfAusbruchcs vom 7. 7. 1963

näherer Umgebung bereits in früheren Jahren C 02-Ausbrüche aufgetreten waren. Die als gefährlich bekannte Grenzzone Hartsalz/Carnallit war allerdings schon um 50 m überfahren worden. Die später von den Markscheidern vermessene Ausdehnung des Ausbruchshohlraumes zeigte die in Bild 13/4 wiedergegebenen Grenzen. Der Ge­ samthohlraum war etwa 80 m tief, 12 bis 15 m breit, im Durchschnitt 6 m, am hinteren Ende 12 m hoch. Der erste Teil des Ausbruchsraumes ist in Bild 13/5 wieder­ gegeben, er biegt nach links rechtwinklig ab. Das auf der Sohle liegende Haufwerk