Untertagebau

Als Untertagebau bezeichnet man im Berg- und Tunnelbau die Herstellung unterirdischer Hohlräume (Tunnel, Stollen, Schächte, Kavernen u. ä.) im anstehenden Felsgestein in geschlossener Bauweise.

Schnitt durch ein Steinkohlenbergwerk

Geschichtliches

Die Anfänge des Untertagebergbaus liegen bereits in der Jungsteinzeit. Gemäß archäologischen Funden aus dem Jahr 1984 gab es bereits vor über 7500 Jahren Feuersteinbergbau. Aus etwa 8 Meter tiefen Schächten wurden diese Rohstoffe in bergmännischer Arbeit gewonnen. Vermutlich fuhren die Bergleute an Seilen in die kleinen Gruben ein. Wenn ein Schacht abgebaut war, wurde einige Meter weiter ein neuer gegraben und der alte mit dem Abraum des neuen verfüllt.^[1] Dieses Verfahren ist quasi der Übergang vom Tagebau zum Untertagebau. In ähnlicher Weise wurde mit dem sogenannten Kuhlenbau im Brühler Braunkohlerevier nach Braunkohle gegraben.

Der Stollenbau ist etwa 3000 Jahre alt, mittels Feuersetzen wurde zu der damaligen Zeit Erz abgebaut. Unter Kaiser Claudius wurde vor circa 2000 Jahren ein Stollen zur Entwässerung des Fuciner Sees gegraben. Die ersten Tiefbaugruben stammen aus dem 16. Jahrhundert. So erreichten die Gruben der Fugger, die in der Nähe von Kitzbühel errichtet wurden, eine Teufe von 880 Meter.^[2]

Erschließung der Lagerstätte

Beim Untertagebau liegen die Unterschiede in der Ausrichtung der Lagerstätte. Für die Erschließung der Lagerstätte mittels Untertagebau gibt es zwei Möglichkeiten, den Stollenbau (auch Stollenbergbau) und die Erschließung über Schächte. Entscheidend für die Art der Erschließung sind hauptsächlich die Teufe und die Gestalt der Erdoberfläche.^[3]

Der Stollenbau wird in hügeligem Gelände oder im Gebirge angelegt. Hierzu werden zu der und in die im Berg befindliche Lagerstätte waagerechte, leicht ansteigende oder abfallende Stollen aufgefahren und die Lagerstätte ausgebeutet. Der Stollenbau ist nicht geeignet für Lagerstätten die sich unterhalb der Talsohle befinden, hier findet der Stollenbau in der Regel seine Grenze.^[4] Vereinzelt wird auch durch Stollentiefbau planmäßiger Abbau unterhalb der Stollensohle betrieben, hierbei müssen das Fördergut mittels Bandanlagen und das Grubenwasser mittels Pumpen gehoben werden.^[5]

Bei der Erschließung der Lagerstätte über Schächte werden zunächst senkrechte oder schräge Schächte bis in die Lagerstätte oder in ihre Nähe geteuft. Anschließend werden in Richtung auf die Lagerstätte und in der Lagerstätte Hauptstrecken und Querschläge aufgefahren („Ausrichtung“). Anschließend werden die Abbaureviere vorgerichtet. Danach werden mit einem geeigneten Abbauverfahren die Bodenschätze abgebaut und zur weiteren Verwertung nach Übertage transportiert. Die Abbauverfahren richten sich nach dem Bodenschatz (Rohstoff), der Lagerstätte (flözartig, gangartig oder massig) und der Standfestigkeit des Gebirges. Dementsprechend kommen spezielle Abbauverfahren zur Anwendung, zum Beispiel Kammerbau, Strebbau, Weitungsbau, Teilsohlenbruchbau.^[6]

Unterschiedliche Teufe

Je nach Teufe unterscheidet man beim Untertagebau:^[7]

• tagesnahen Bergbau
• oberflächennahen Bergbau
• tiefen Bergbau

Als tagesnahen Bergbau werden Grubenbaue bezeichnet, deren Deckschicht weniger als 30 Meter beträgt. Beim tagesnahen Bergbau wurden die Lagerstätten meist über tonnlägige Schächte erschlossen. Zur Bewetterung wurden ähnlich wie beim Stollenbau meistens kleine Schächte, sogenannte Lichtlöcher, geteuft. Ein Abbauverfahren, das beim tagesnahen Bergbau zum Abbau unregelmäßig vorkommender Lagerstätten mit geringer Mächtigkeit sehr häufig angewendet wurde, war der Duckelbau.

Als oberflächennahen Bergbau werden Grubenbaue mit einer Deckschicht von mindestens 30 Metern und einer maximalen Teufe von bis zu 100 Metern bezeichnet. Beim oberflächennahen Bergbau werden die Lagerstätten sowohl über seigere als auch über tonnlägige Schächte erschlossen. Bei Braunkohlenflözen mit Mächtigkeiten bis 12 Meter wurde sehr oft der Tummelbau angewendet.

Tiefer Bergbau, oftmals auch Tiefbau genannt, findet in Teufen über 100 Meter statt. Beim Tiefbau werden die Lagerstätten in der Regel über seigere Schächte erschlossen, auf einigen Bergwerken erfolgt die Förderung der Rohstoffe über Förderberge mittels Bandstraßen. Die Berge haben meist ein Ansteigen zwischen 9 und 15 Gon und eine Länge von mehreren Kilometern.^[8]

Probleme

Der Untertagebau bedingt meist die Anlage von Halden und führt so zu einem Landschaftsverbrauch. An der Erdoberfläche kann es zu großflächigen Bergsenkungen und so zu Bergschäden kommen. Der Untertagebau kann auch die Absenkung des Grundwasserspiegels und die Verschmutzung von Oberflächengewässern verursachen. Eine weitere weitaus größere Gefährdung entsteht beim tagesnahen und beim oberflächennahen Bergbau. Hier kann es bei nur unzureichend gesicherten untertägigen Hohlräumen zum Einsturz des Deckgebirges kommen, was anschließend zu einem Tagesbruch führt. Bei alten, nicht mehr benutzten („abgeworfenen“) Schächten kann es bei nicht ausreichender Verfüllung zum Schachtverbruch kommen. Durch diese alten, nicht mehr verwendeten Grubenbaue besteht die Gefahr von Personenschaden.^[9]

Einzelnachweise

1. ↑ Bayerisches Staatsministerium für. Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie: Von Bergwerken, Hütten und Hämmern
2. ↑ Emo Descovich: Technik der Tiefe. 5. Auflage, Franckh'sche Buchhandlung, Stuttgart
3. ↑ Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Zweiter Band, 10. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1962
4. ↑ Ernst-Ulrich Reuther: Einführung in den Bergbau. 1. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1982, ISBN 3-7739-0390-1
5. ↑ Joachim Huske: Die Steinkohlenzechen im Ruhrrevier. 3. Auflage, Selbstverlag des Deutschen Bergbau-Museums, Bochum, 2006, ISBN 3-937203-24-9
6. ↑ Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1988, ISBN 3-7739-0501-7
7. ↑ Praxishinweis: Ist der Baugrund sicher? – Die Altbergbausituation in NRW
8. ↑ Wirtschaftsvereinigung Bergbau e.V.: Das Bergbau Handbuch. 5. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1994, ISBN 3-7739-0567-X
9. ↑ Günter Meier: Modifikation von Tagesbruchprognosen