Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung, Bewertung und Sanierung von altbergbaulichen Anlagen - Empfehlungen des Arbeitskreises Altbergbau E-Book
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- Herausgeber: Wiley-VCH
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
Seit dem frühen Mittelalter werden in weiten Bereichen des mitteleuropäischen Raums Bodenschätze abgebaut. Dabei entstanden zahlreiche tages- und oberflächennahe Hohlräume, aber auch Halden, Kippen und Restlöcher. Die Standfestigkeit der untertägigen Grubenbaue sowie der Tagebaurestlöcher, Kippen und Halden im Locker- und Festgestein unterliegen in Abhängigkeit von der Zeit grundlegenden geomechanischen und hydrogeologischen Veränderungen. Bei Versagen der Standfestigkeit sind Tagesbrüche und Einsenkungen an der Tagesoberfläche, Böschungsrutschungen, Felsstürze und Steinschläge typische Schadensbilder, die lokal katastrophale Größenordnungen annehmen. Standorte des Altbergbaus können daher, je nach Nutzung der Tagesoberfläche, ein hohes Risikopotential für Menschen und Sachwerte aufweisen. Die systematische, fachgerechte Untersuchung und Bewertung der zahlreichen Altbergbaurelikte mit ihren Schadensbildern sowie die Bewertung der möglichen Risikopotentiale bilden die Grundlage für eine effiziente Sanierung. Diese Problemstellungen gewinnen durch die zunehmend intensivere Nutzung der Tagesoberfläche stetig an Bedeutung. Aber auch der gravierende Rückgang der Bergbautätigkeiten in Europa wirft verstärkt die Frage auf, welches Risikopotential für die Tagesoberfläche von in Stilllegung befindlichen oder noch stillzulegenden bergbaulichen Betrieben ausgeht bzw. ausgehen wird. Die Empfehlungen unterstützen Ingenieure, Fachunternehmen und Behörden bei der Planung, Durchführung und der Dokumentation von Untersuchungen, Bewertungen und Sanierungsmaßnahmen von untertägigen Anlagen, Tagebaurestlöchern, Halden und Kippen des Altbergbaus im Locker- und Festgesteinsbereich.
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Seitenzahl: 229
Veröffentlichungsjahr: 2020
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Inhaltsverzeichnis
Cover
Vorwort
1 Empfehlung „Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Altbergbau“ des Arbeitskreises 4.6 der Fachsektion Ingenieurgeologie der DGGT e. V.
1.1 Zielstellung
1.2 Begriffe
1.3 Bearbeitungsetappen und Erkenntnisstufen
1.4 Zu beachtende Rechtsvorschriften und Normen
1.5 Recherchen, Aufbereitung und Analyse von Informationsquellen
1.6 Geotechnisch-markscheiderische Grundlagen
1.7 Mustergliederung für eine geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung
1.8 Literaturhinweise
2 Empfehlung „Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Tagebaurestlöchern, Halden und Kippen des Altbergbaus“
2.1 Zielstellung
2.2 Begriffe
2.3 Bearbeitungsetappen und Erkenntnisstufen
2.4 Zu beachtende Rechtsvorschriften, Verwaltungsanweisungen und Normen
2.5 Recherchen, Aufbereitung und Analyse von Informationsquellen
2.6 Geotechnisch-markscheiderische Grundlagen
2.7 Mustergliederung für eine geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung
3 Empfehlung „Sicherungs- und Verwahrungsarbeiten im Altbergbau“
3.1 Zielstellung
3.2 Begriffe
3.3 Geotechnisch-bergtechnische Randbedingungen
3.4 Ingenieurgeologische Dokumentation und Bewertung des Verwahrungshorizontes
3.5 Sicherungs- und Verwahrungsmaßnahmen
3.6 Dokumentation von Sicherungs- und Verwahrungsmaßnahmen
4 Empfehlung „Geotechnisch-markscheiderische Bewertung und Sanierung von altbergbaulich beeinflussten Gebieten hinsichtlich ihrer baulichen Nachnutzung“
4.1 Zielstellung
4.2 Begriffe
4.3 Zu beachtende Rechtsvorschriften, Verwaltungsanweisungen und Normen
4.4 Altbergbauliche Erscheinungsbilder und ihr Einfluss auf die Bebauung
4.5 Bergtechnische Sanierung
4.6 Bautechnische Sicherung
5 Empfehlung „Wasserführende Stollen: Erkundung – Bewertung – Sanierung“
5.1 Zielstellung
5.2 Wichtige Stollenarten, Begriffe und Definitionen
5.3 Zu beachtende Rechtsvorschriften, Verwaltungsanweisungen und Normen
5.4 Kurzer historischer Abriss zum Stollenvortrieb und Röschenbau mit speziellem Bergrecht
5.5 Hydraulische und hydrogeologische Grundlagen
5.6 Geotechnisch-markscheiderische Erkundung und Bewertung
5.7 Monitoring
5.8 Schadensanalyse und Risikobewertung
5.9 Grundsätze zu Sanierungsmaßnahmen
5.10 Nachnutzung von Wasserlösestollen
6 Empfehlung „Grubengase im Altbergbau“
6.1 Zielstellung
6.2 Wichtige Grubengasarten im Altbergbau
6.3 Zu beachtende Rechtsvorschriften, Verwaltungsanweisungen und Normen
6.4 Grubengastransport und -strömung
6.5 Grubengase bei der Altbergbauerkundung und -sanierung
6.6 Nachnutzung von Grubengasen
6.7 Ausgewählte Beispiele von sicherheitsrelevanten Grubengasen im Altbergbau
7 „Bergschadenkundliche Analyse“ Grundlagen – Stand – Inhalt – Risikobewertung
7.1 Ausgangssituation
7.2 Wichtige Definitionen und Begriffe
7.3 Historischer Hintergrund, rechtliche Grundlagen und Definitionen
7.4 Bearbeitungsschwerpunkte
7.5 Numerische Tagesbruchabschätzung
7.6 Altbergbauliche Einwirkungsbereiche – Problemstellung und Definitionen
7.7 Abgrenzungen von altbergbaulichen Einwirkungsbereichen
7.8 Prognose von altbergbaulichen Ereignissen
7.9 Schlussfolgerungen
7.10 Vergabe von Risikoklassen
7.11 Prioritätenliste, Empfehlungen von Erkundungsund Sanierungsvarianten
7.12 Gliederung einer BSA, Nachträge und Aktualisierungen
8 Empfehlung „Monitoring im Altbergbau“
8.1 Monitoring im Altbergbau – Aufgaben und Zielstellung
8.2 Wechselbeziehungen Risiko und Monitoring
8.3 Grundlagen des Monitorings
8.4 Monitoring – Verfahren und Sensoren
8.5 Monitoringmethodik
8.6 Ergebnisdokumentation/Protokolle
Endbenutzer-Lizenzvereinbarung
Tabellenverzeichnis
Kapitel 1
Tab. 1.1 Wichtige Normen für das Bergmännische Risswerk.
Tab. 1.2 Zusammenstellung der Informationsquellen.
Tab. 1.3 Mögliche Folgen von Änderungen des Grundwasserregimes.
Tab. 1.4 Mögliche Folgen von Änderungen der Grundwasserbeschaffenheit.
Tab. 1.5 Gebräuchliche Ausbauarten in den verschiedenen Bergbauzweigen.
Tab. 1.6 Einflüsse auf die Tragfähigkeit des untertägigen Ausbaus.
Tab. 1.7 Charakteristische Auswirkungen durch Altbergbau an der Tagesoberfläche.
Tab. 1.8 Bewertungsbeispiel der Risikoklassen über bergmännisch hergestellte Hoh...
Kapitel 2
Tab. 2.1 Rutschungstypen nach der internationalen Nomenklatur der UNESCO Working...
Tab. 2.2 Verfahren und Anwendungsbereiche geotechnisch-markscheiderischer Unters...
Kapitel 3
Tab. 3.1 Grundlegende Daten bei der Bewertung der Grubenwässer.
Tab. 3.2 Ausgewählte Gase und deren Eigenschaften im Altbergbau.
Tab. 3.3 Übersicht über bergtechnische Maßnahmen zur dauerhaften Sicherung.
Kapitel 4
Tab. 4.1 Rechtsvorschriften der Bundesrepublik Deutschland bezüglich der Standsi...
Tab. 4.2 Rechtsvorschriften der Republik Österreich bezüglich der Standsicherhei...
Tab. 4.3 Altbergbauliche Erscheinungsbilder mit hohen sicherheitsrelevanten Risi...
Tab. 4.4 Altbergbauliche Erscheinungsbilder und daraus resultierende Sicherungsm...
Kapitel 5
Tab. 5.1 Vereinfachtes Schema zur Vergabe von Risikoklassen.
Kapitel 6
Tab. 6.1 In den Grubenwettern vorkommende schädliche, unatembare oder giftige Ga...
Kapitel 7
Tab. 7.1 Zusammenstellung von altbergbaulichen Erscheinungsbildern (altbergbauli...
Tab. 7.2 Hohlraum-Bruchmassen-Bilanz-Modelle nach G. Meier (1978) [21].
Tab. 7.3 Ursachenbewertung der Beziehungen zwischen Pingenvolumen VP und Schacht...
Tab. 7.4 Zusammenstellung von verschiedenen Schachtquerschnitten (Revier Saalfel...
Tab. 7.5 Geotechnische Tiefenzonierung von Abbauen und Strecken des Altbergbaus ...
Tab. 7.6 Zuordnungskriterien zu Risikoklassen für bergmännisch aufgefahrene Hohl...
Tab. 7.7 Grundlegende Erkundungsmethoden im Altbergbau.
Illustrationsverzeichnis
Kapitel 1
Abb. 1.1 Grundlegende Schritte bei der Risikountersuchung und -bewertung sowie b...
Abb. 1.2 Zusammenhang zwischen Restrisiko und Grenzrisiko.
Abb. 1.3 Abhängigkeit des Risikos von der Eintrittswahrscheinlichkeit und vom Sc...
Kapitel 3
Abb. 3.1 Inhalte der bergtechnischen Sanierungsmaßnahmen.
Abb. 3.2 Schematische Schnitte von dauerhaften Schachtkopfsicherungen im Steinko...
Abb. 3.3 Schematische Darstellung von Verwahrungshorizont und Verwahrungskörper.
Abb. 3.4 Schema zum Einbau eines lagestabilen Versatzkörpers in einem Gangabbau.
Abb. 3.5 Der kontrollierte, hohlraumfreie Einbau von Versatzkörpern stabilisiert...
Abb. 3.6 Schematische Darstellung von Betonplomben zur Schachtverwahrung.
Abb. 3.7 Schema für den Einbau eines Betonriegels in durchgebauten Gängen und in...
Kapitel 4
Abb. 4.1 Grundsätzliches Bewertungsschema von altbergbaulichen Erscheinungsbilde...
Abb. 4.2 Grundelemente der geodynamischen Prozesse.
Kapitel 6
Abb. 6.1 Schema des Sommer- und Winterwetterstromes auf den Radontransport.
Kapitel 7
Abb. 7.1 Bestandteile der geodynamischen Prozesse.
Abb. 7.2 Inhalte der bergtechnischen Sanierungsmaßnamen und deren Zusammenhänge ...
Abb. 7.3 Einteilung der Tagesbrüche (TB) aus genetischer Sicht (ergänzt) [15].
Abb. 7.4 Schematisches Blockbild eines Hochbruches über einer Strecke [20].
Abb. 7.5 Schematische Darstellung von Einwirkungsbereichen über Altbergbau.
Abb. 7.6 Schematischer Längsschnitt durch einen Halde-Pinge-Komplex.
Abb. 7.7 Beziehungen zwischen Schachttiefe (tS), mittlerem Pingendurchmesser (dm...
Abb. 7.8 Schema zur Ermittlung des sicherheitsrelevanten Einwirkungsbereiches („...
Abb. 7.9 Schematischer Kreuzschnitt durch einen Verbruch mit Einwirkungsbereich.
Abb. 7.10 Schematischer Kreuzschnitt durch einen Tagesbruch mit Einwirkungsberei...
Abb. 7.11 Zusammenhang zwischen den verschiedenen Risiken.
Abb. 7.12 Einwirkung der geodynamischen Prozesse auf die altbergbaulichen Hinter...
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Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung, Bewertung und Sanierung von altbergbaulichen Anlagen – Empfehlungen des Arbeitskreises 4.6 „Altbergbau“
Herausgeber
Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT)
Deutsche Geologische Gesellschaft – Geologische Vereinigung e.V. (DGGV)
Deutscher Markscheider-Verein e.V. (DMV)
Herausgeber
Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT)
Hollestraße 1g
45127 Essen
Deutsche Geologische Gesellschaft – Geologische Vereinigung e. V. (DGGV)
Rhinstraße 84
12681 Berlin
Deutscher Markscheider-Verein e.V. (DMV)
Eschenstr. 55
31224 Peine
DGGT-Arbeitskreis 4.6 „Altbergbau“Obmann: Dr.-Ing. habil. G. Meier
Ingenieurbüro Dr. G. Meier GmbH
Ingenieurgeologie – Geotechnik – Bergbau
Am Schirmbach 7
09600 Oberschöna OT Wegefarth
Titelbild
Tagesbrüche durch Altwismutbergbau in einem Wohngebiet (Quelle: G. Meier)
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Vorwort
Die bergbauliche Gewinnung von Rohstoffen der verschiedensten Art im Tiefund Tagebau ist so alt wie die Menschheit. Der progressive Abbau von Steinen und Erden, Erzen, Braun- und Steinkohle sowie Salzen orientierte sich immer an den Bedürfnissen der wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Entwicklung. In den traditionsreichen Lagerstättenrevieren sind in den vergangenen Bergbauepochen großflächige Bereiche mit tages- und oberflächennahen Hohlräumen, Tagebauen und Restlöchern sowie weitere Nutzungseinschränkungen durch anthropogene Veränderungen verblieben.
Aus den über die Jahrhunderte entstandenen altbergbaulichen Hinterlassenschaften ergeben sich zunehmend Risiken für die Sicherheit an der Tagesoberfläche.
In der Regel sind es vor allem polymetallische Gang- und flötzartige Lagerstätten, deren Abbau zu weiträumigen und nicht zu unterschätzenden Eingriffen in die Standsicherheit der Tagesoberfläche geführt hat. Die hervorgerufenen gebirgsmechanischen Veränderungen innerhalb des Gebirges und im Umfeld der tagesnahen Grubenbaue unterliegen darüber hinaus weiteren geodynamischen Verbruch- und Deformationsprozessen. Diese weisen zeitliche Entwicklungen auf und werden durch natürliche und anthropogene Einwirkungen beeinflusst.
Durch den Verlust der Standfestigkeit kommt es zu verschiedenen Arten von ungleichförmigen Deformationen an der Tagesoberfläche bis hin zum Tagesbruch.
Es zeigen sich typische Schadensbilder, die lokal für die Nutzung der Tagesoberfläche ein hohes Risikopotential für Menschen und Sachwerte aufweisen können.
Die systematischen und fachgerechten Untersuchungen sowie Risikobewertungen der zahlreichen Schadensereignisse bilden die Grundlage für eine effiziente und dauerhafte Altbergbausanierung. Diese Arbeiten gewinnen durch die intensivere Nutzung der Tagesoberfläche stetig an Bedeutung, zumal sich auch die geodynamischen Prozesse wie beispielsweise Starkregen- und Extremereignisse verstärken.
Aber auch der Rückgang der Bergbauaktivitäten in Europa wirft zunehmend die Frage auf, welche zeitabhängigen Risikopotentiale für die Tagesoberfläche von in Stilllegung befindlichen oder noch stillzulegenden bergbaulichen Betrieben ausgehen. Es gilt der Grundsatz: Bergmännische Aktivitäten von heute sind der Altbergbau von morgen.
Vor diesem Hintergrund entwickelte sich in den letzten Jahrzehnten die Forderung nach einer Systematisierung und bundesweiten Vereinheitlichung der fachlichen Bearbeitungskriterien für die Behandlung von altbergbaulichen Hinterlassenschaften. Mit der Ausnahme von Besucherbergwerken tangiert das Bundesberggesetz das Thema „Altbergbau“ nur in geringem Umfang. Durch die Kooperation der DGGT mit dem DMV wurde in der Folge das Bergmännische Risswerk um die markscheiderische Erfassung und Dokumentation des Altbergbaus erweitert.
Der Arbeitskreis 4.6 „Altbergbau“ der Fachsektion Ingenieurgeologie in der DGGT hat sich 1996 inhaltlich neu formiert und sich verstärkt auf die geotechnische Erkundung, Dokumentation, sicherheitsrelevante Risikobewertung und Sanierung der altbergbaulichen Hinterlassenschaften sowie die Erarbeitung von „Bergschadenkundlichen Analysen“ konzentriert.
In diesem Zusammenhang erarbeiteten die Mitglieder des AK 4.6 im Rahmen eines ausführlichen fachlichen Meinungsaustausches sechs Empfehlungen zu ausgewählten wichtigen Themenkomplexen des Altbergbaus. Diese Sammlung wird um eine weitere Empfehlung „Monitoring im Altbergbau“ eines DMV-Arbeitskreises ergänzt.
Folgende geotechnisch-markscheiderischen Empfehlungen wurden als Schwerpunkte erarbeitet:
1)
Empfehlung: Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Altbergbau
. – 4. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Leoben, 2004, 23 Seiten
2)
Empfehlung: Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Tagebaurestlöchern, Halden und Kippen des Altbergbaus
. – 9. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Leoben, 2009, 16 Seiten
3)
Empfehlung: Sicherungs- und Verwahrungsarbeiten im Altbergbau
. – 10. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Freiberg, 2010, 18 Seiten
4)
Empfehlung: Geotechnisch-markscheiderische Bewertung und Sanierung von altbergbaulich beeinflussten Gebieten hinsichtlich ihrer baulichen Nachnutzung
. – 13. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Freiberg, 2013, 15 Seiten
5)
Empfehlung: Monitoring im Altbergbau
. – 14. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Bochum, 2014, 8 Seiten, (DMV)
6)
Empfehlung: Wasserführende Stollen (Erkundung Bewertung – Sanierung)
. – 17. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Freiberg, 2017, 19 Seiten
7)
Empfehlung: Grubengase im Altbergbau
. – 18. Tagungsband zum Altbergbau-Kolloquium, Wieliczka (Polen), 2018, 10 Seiten
8)
Bergschadenkundliche Analyse – Grundlagen, Stand, Inhalt, Risikobewertung
. – 15. Tagungsband des Altbergbau-Kolloquiums, 47 Seiten, Leoben, 2015 (BSA) – „lebendes Dokument“ der Komplexbearbeitung von altbergbaulichen Objekten und Flächen
Die vorliegende Zusammenstellung der in sich abgeschlossenen Einzelempfehlungen soll als Grundlage in der Lehre und Forschung die fachlichen Inhalte und Definitionen zum jungen Fachgebiet „Altbergbau“ zusammenfassen und vereinheitlichen sowie in der Praxis als solides Handwerkszeug bezüglich der altbergbaulichen Schwerpunkte der Erkundung, Bewertung und Sanierung sowie markscheiderischen Dokumentation und Risikoermittlungen dienen.
Dr.-Ing. habil. Günter MeierObmann des AK 4.6 der DGGT e.V.von 1996–2018
Dipl.-Ing. Carsten WedekindAssessor des MarkscheidefachsVorsitzender des DMV e.V.
1Empfehlung „Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Altbergbau“ des Arbeitskreises 4.6 der Fachsektion Ingenieurgeologie der DGGT e. V.
Vorbemerkungen
Seit dem frühen Mittelalter setzte in weiten Bereichen des mitteleuropäischen Raumes eine zum Teil intensive über- und untertägige bergmännische Gewinnung von Bodenschätzen ein. Dieser Abbau der letzten 1000 Jahre hinterließ zahlreiche tages- und oberflächennahe Hohlräume. Diese Relikte der bergmännischen Tätigkeiten sind vor allem in den traditionsreichen Lagerstättenrevieren vorzufinden. Insbesondere die Standfestigkeit und Funktionalität der Grubenbaue unterliegen durch anthropogene und natürliche Einflüsse in Abhängigkeit von der Zeit grundlegenden Veränderungen. Beim Versagen der Standfestigkeit sind beispielsweise Tagesbrüche und Einsenkungen an der Tagesoberfläche typische Schadensbilder, die lokal katastrophale Größenordnungen annehmen und somit, je nach der Nutzung der Tagesoberfläche, ein hohes Risikopotential für Menschen und Sachwerte aufweisen können. Die systematische und fachgerechte Untersuchung und Bewertung der zahlreichen Altbergbaurelikte mit ihren Schadensbildern und die Bewertung der möglichen Risikopotentiale bilden die Grundlage für eine effiziente Sanierung. Diese Problemstellungen gewinnen durch die zunehmend intensivere Nutzung der Tagesoberfläche stetig an Bedeutung. Aber auch der gravierende Rückgang der Bergbautätigkeiten in Europa wirft verstärkt die Frage auf, welches Risikopotential für die Tagesoberfläche von in Stilllegung befindlichen oder noch stillzulegenden bergbaulichen Betrieben ausgeht, denn es gilt der Grundsatz: Bergmännische Aktivitäten von heute sind der Altbergbau von morgen.
Aufgrund dieser Sachlage entwickelte sich die Forderung nach einer Systematisierung und weitreichenden Vereinheitlichung der Bearbeitungskriterien für die Behandlung von Altbergbauproblemen. Mit der Neuformierung des Arbeitskreises 4.6 „Altbergbau – geotechnische Erkundung und Bewertung“ in der Fachsektion Ingenieurgeologie der DGGT im Jahr 1996 setzten sich die Mitglieder des Arbeitskreises das Ziel, eine Empfehlung zur Thematik der Untersuchung und Bewertung von Problemen, die hauptsächlich von altbergbaulichen Hohlräumen ausgehen, unter geotechnisch-markscheiderischen Aspekten zu erarbeiten. Die Empfehlung soll vor allem Behörden, Ingenieurbüros und Fachfirmen für eine vereinheitlichte Ansprache und Entscheidungsfindung bei der Bewältigung von altbergbaulichen Hinterlassenschaften dienen. Es wird darauf hingewiesen, dass grundsätzlich die fachspezifischen Aspekte im Vordergrund stehen und juristische Fragen nur tangierend in dieser Empfehlung behandelt werden.
1.1 Zielstellung
Ziel der Empfehlung ist es, nach dem Stand der Technik einen Leitfaden für die geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung insbesondere der Standfestigkeit der Hangendschichten oberhalb bergmännischer Hohlräume bzw. der angeschnittenen Schichten im Bereich von Tagesöffnungen des Altbergbaus, von Bohrlöchern, äquivalent auch zu Tagebauen einschließlich Restlöchern, Kippen und Halden verfügbar zu machen. Letztlich soll der Leitfaden der Untersuchung und Bewertung möglicher Einwirkungen von versagenden Gebirgsschichten auf die Tagesoberfläche dienen. Schwerpunkte stellen dabei die Hohlraum- und Deckgebirgsanalyse einschließlich deren Randbereiche und die Risikoabschätzung durch differenzierte Untersuchungs- und Bewertungsverfahren unter Berücksichtigung der Nutzung der Tagesoberfläche dar. In die interdisziplinäre geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung werden die natürlichen und/oder vortriebs- und abbaubedingt gestörten Gas- und Wasserwegigkeiten eingebunden. Die Ergebnisse der Untersuchung und Bewertung der örtlichen altbergbaulichen Verhältnisse bilden die Grundlage für die Planung der Geländenutzung. Weitere Untersuchungen und daraus resultierende dauerhafte Sicherungs- und Verwahrungsmaßnahmen werden eingestuft. Als Sammelbegriff für die dauerhafte Sicherung und Verwahrung wird der Überbegriff Sanierung verwendet.
1.2 Begriffe
Der Empfehlung liegen weitere grundlegende Begriffe aus dem Themenbereich „Altbergbau“ zu Grunde:
Altbergbau
Gesamtheit aller bergmännisch hergestellten Hohlräume (Grubenbaue) einschließlich Bohrungen sowie Tagebaue, Halden, Kippen und Restlöcher, die bergbaulich nicht mehr genutzt werden.
Sonstige aufgefahrene unterirdische Hohlräume nicht bergbaulichen Ursprungs wie z. B. Bergkeller, Höhler, Luftschutzstollen und Tunnel erfahren durch ihre Vergleichbarkeit mit Grubenbauen eine sinngemäße Zuordnung (siehe DIN 21 913, Teil 6).
Anmerkung: Tagebaue, Halden, Kippen und Restlöcher werden in dieser Empfehlung nicht behandelt. Eine sinngemäße Anwendung der Empfehlung wird empfohlen.
Altbergbau bedingter Einwirkungsbereich
Der Bereich, der durch Altbergbau in seinen Eigenschaften bzw. seinen Funktionen nachteilig beeinflusst ist oder in dem eine Beeinträchtigung zukünftig nicht ausgeschlossen werden kann.
Die Abgrenzung des Altbergbau bedingten Einwirkungsbereiches an der Tagesoberfläche erfolgt im Einzelfall in Abhängigkeit von der bergbaulichen Situation, den ingenieurgeologischen und tektonischen Verhältnissen sowie den boden- bzw. felsmechanischen Eigenschaften des überlagernden Gebirges.
Sicherung
Gesamtheit aller Maßnahmen zur Abwehr von Gefahren für die öffentliche Sicherheit (z. B. Leben und Gesundheit von Personen, bedeutende Sachwerte) unter Berücksichtigung der aktuellen Nutzung der Tagesoberfläche, ohne jedoch die Gefahrenstelle tatsächlich zu beseitigen. Hierbei werden die Erstsicherung (vorläufige Sicherung) zur umgehenden Gefahrenabwehr an der Schadstelle und die dauerhafte Sicherung zur längerfristigen Gefahrenabwehr unterschieden. An den Erhalt der Wirksamkeit von Sicherungsmaßnahmen sind somit periodische Kontrollen gebunden, deren zeitliche Abfolge sich an den jeweiligen örtlichen Verhältnissen orientiert. Der Entscheidung über Art und Umfang der im Einzelfall durchzuführenden Sicherungsmaßnahmen geht eine fachliche Bewertung der Gefahrenlage voraus.
Sanierung oder Verwahrung
Gesamtheit aller Maßnahmen zur dauerhaften Abwehr von Gefahren für die öffentliche Sicherheit durch Altbergbau. Das Bearbeitungsobjekt (Schadstelle) wird dabei in der Regel wesentlich verändert oder beseitigt; periodische Kontrollen sind weitestgehend entbehrlich. Der Umfang und die Art der Maßnahmen sind der aktuellen oder geplanten Nutzung der Tagesoberfläche angepasst und nach dem jeweiligen Stand der Technik wartungs- und überwachungsfrei auszuführen (siehe DIN 21913, Teil 6).
Anmerkung: Der Begriff Verwahrung wird bevorzugt bei Sanierungsarbeiten im untertägigen Bergbau der unterschiedlichsten Bergbauzweige Mitteldeutschlands seit dem 19. Jahrhundert verwendet und ist Bestandteil bereits älterer Rechtsvorschriften dieser Region.
Geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung
Sie beinhalten eine interdisziplinäre Analyse der für ein Untersuchungsgebiet verfügbaren Informationen zum Altbergbau und zu den ingenieurgeologischhydrogeologischen Verhältnissen einschließlich der textlichen und risslichen Darstellung der Untersuchungsergebnisse.
Es werden Altbergbau bedingte Einwirkungsbereiche abgegrenzt, deren Standfestigkeit möglicherweise oder nachgewiesenermaßen nicht oder nur eingeschränkt gewährleistet ist. Bei Bedarf sind bergbaulich beeinflusste und/oder geogene Bereiche mit erhöhter Gas- und/oder Wasserwegigkeit zusätzlich zu analysieren. Die dauerhafte Funktionalität von wasserführenden Stollen ist zu berücksichtigen. Abschluss der geotechnisch-markscheiderischen Untersuchung und Bewertung ist die Durchführung einer Risikoanalyse und -bewertung, deren Ergebnis in Karten dargestellt wird. In Abhängigkeit von der gegenwärtigen oder geplanten Nutzung der Tagesoberfläche werden Empfehlungen für ggf. weitere Untersuchungen sowie Sicherungs- und Verwahrungsmaßnahmen oder für Nutzungseinschränkungen erarbeitet.
Anmerkung: Für eine geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Altbergbau wurden bisher auch folgende Synonyme verwendet: bergschadenkundliche Analyse (BSA), geotechnisch-bergschadenkundliches Gutachten, geotechnisch-altbergbauliches Gutachten, Gefährdungsanalyse und bergschadenkundliche Eruierung.
1.3 Bearbeitungsetappen und Erkenntnisstufen
Die geotechnisch-markscheiderischen Untersuchungen und Bewertungen werden im Allgemeinen durch einzelne Schadensereignisse, Erschließungsarbeiten oder örtliche, räumlich meist eng begrenzte, prophylaktische Untersuchungen von Altbergbaugebieten ausgelöst.
Die grundlegenden Schritte bei der Risikountersuchung und -bewertung sowie bei der Gefahrenabwehr in Altbergbaugebieten sind in der Abb. 1.1 dargestellt.
Bei der geotechnisch-markscheiderischen Untersuchung und Bewertung von altbergbaulichen Einwirkungen auf die Tagesoberfläche ergeben sich unterschiedliche Erkenntnisstufen:
1) allgemeingültige Erkenntnisse und Gesetzmäßigkeiten zum Altbergbau als Untersuchungs- und Bewertungsgrundlage;
2) bergbauzweigbezogene und revierspezifische Erkenntnisse und Gesetzmäßigkeiten;
3) örtliche und ggf. objektspezifische Erkenntnisse und Gesetzmäßigkeiten.
Abb. 1.1 Grundlegende Schritte bei der Risikountersuchung und -bewertung sowie bei der Gefahrenabwehr in Altbergbaugebieten.
In der Empfehlung sollen nur die Erkenntnisse zum Altbergbau berücksichtigt werden, deren Verbreitung eine Systematisierung rechtfertigt. Hierzu gehören zunächst unter Vernachlässigung bergbaulicher Aktivitäten im Tagebaubereich sowie an Halden und Restlöchern insbesondere folgende Bergbauzweige:
Erzbergbau (Uranerzbergbau, Kupferschieferbergbau, Gangerzbergbau, sonstiger Erzbergbau)
Steinkohlen- und Braunkohlenbergbau
Steine- und Erdenbergbau
Kali- und Steinsalzbergbau
sonstige bergmännisch aufgefahrene Hohlräume
1.4 Zu beachtende Rechtsvorschriften und Normen
Die geotechnisch-markscheiderische Untersuchung und Bewertung von Altbergbau erfolgt vor dem Hintergrund einer Vielzahl verschiedener, teilweise länderspezifischer Rechtsvorschriften und Verwaltungsanweisungen (Richtlinien), welche in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabenstellung insbesondere bei der Durchführung der Risikobewertung zu beachten sind. Hier gilt es, die von einem Altbergbau bedingten Einwirkungsbereich ausgehenden Risiken und ein vertretbares Risiko (Grenzrisiko) miteinander in Bezug zu setzen. Wie im Abschn. 1.5 noch näher erläutert wird, hat das zu definierende Grenzrisiko einen starken Rechtsbezug. Als Rechtsvorschriften kommen beispielsweise in Betracht:
Vorschriften des Baurechts:
Bereiche, in denen Maßnahmen gegen Altbergbau bedingte Einwirkungen auf die Tagesoberfläche zu ergreifen sind, sind im Regelfall in der Bauleitplanung gekennzeichnet. In Baugenehmigungen werden die tatsächlich zu ergreifenden Maßnahmen häufig in Abstimmung mit den zuständigen Bergbehörden konkretisiert.
Vorschriften des Wasserrechts:
Schädliche Veränderungen der physikalischen, chemischen oder biologischen Beschaffenheit eines Gewässers, z. B. durch das Einleiten von Grubenwässern, sind zu vermeiden.
Vorschriften des allgemeinen Polizei- und Ordnungsrechts:
Die Vorschriften des allgemeinen Polizei- und Ordnungsrechts kommen nur dann zur Anwendung, wenn spezialgesetzliche Regelungen fehlen oder in diesen keine abschließende Regelung enthalten ist. Das allgemeine Polizei- und Ordnungsrecht befasst sich ausschließlich mit der Beseitigung konkreter Gefahren. Solche Zustände sind nur dann gegeben, wenn der Schadenseintritt in überschaubarer Zukunft mit hinreichender Wahrscheinlichkeit absehbar ist und eine Bedrohung von Schutzgütern der öffentlichen Sicherheit (insbesondere Leib und Leben von Menschen oder Sachgüter von hohem Wert) vorliegt. Eine präventive Untersuchung und Bewertung von Altbergbaugebieten ist dem allgemeinen Polizei- und Ordnungsrecht unbekannt. Da polizei- und ordnungsrechtliche Angelegenheiten in die Gesetzgebungskompetenz der Länder fallen, kommt für die Abwehr Altbergbau bedingter Gefahren das jeweilige (Landes-)Polizei- bzw. Ordnungsbehördengesetz zur Anwendung.
In einigen Bundesländern wurden ergänzende Gesetze/Verordnungen/Richtlinien zur Ermittlung und Beseitigung Altbergbau bedingter Gefahrenstellen erlassen. Nachfolgend sind Beispiele dazu aufgeführt.
Ordnungsbehördengesetze bzw. Polizeigesetze der einzelnen Bundesländer;
Erlass des Ministeriums für Wirtschaft, Mittelstand und Technologie (Brandenburg) „Gefahrenabwehr und Sanierung im Bereich des Altbergbaus“
vom 20. April 1998 (Abl. S. 459);
Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Wirtschaft und Arbeit zur Ermittlung und Beseitigung von Gefahrenstellen des Altbergbaus und sonstiger der ordnungsbehördlichen Aufsicht der Bergbehörden unterstehender Objekte (Richtlinie Bergsicherung)
vom 7. Juni 1993 (SächsABl. S. 885);
Polizeiverordnung des Sächsischen Staatsministeriums für Wirtschaft und Arbeit über die Abwehr von Gefahren aus unterirdischen Hohlräumen sowie Halden und Restlöchern (Sächsische Hohlraumverordnung – SächsHohlrVO)
vom 6. März 2002 (SächsGVBl. S. 117);
Verordnung zur Übertragung von Zuständigkeiten für die Gefahrenabwehr in Altbergbauen (Altbergbauzuständigkeitsverordnung – AltBZVO M-V)
vom 27. Februar 1998 (Mecklenburg-Vorpommern);
Thüringer Gesetz über die Gewährleistung der öffentlichen Sicherheit und Ordnung in Objekten des Altbergbaus und in unterirdischen Hohlräumen (Thüringer Altbergbau- und Unterirdische-Hohlräume-Gesetz – ThürABbUHG)
vom 23. Mai 2001.
Die Vorschriften des Bundesberggesetzes kommen in diesem Kontext nicht zur Anwendung, da das BBergG nur auf unter Bergaufsicht stehende Betriebe anzuwenden ist und einmal beendete Bergaufsicht nicht mehr aufleben kann.
Bei der Anfertigung risslicher Unterlagen zur Dokumentation der Ergebnisse der geotechnisch-markscheiderischen Untersuchung und Bewertung sind die Zeichen und Symbole der Normen für das Bergmännische Risswerk (DIN 21901 bis DIN 21921) anzuwenden, um die Eindeutigkeit der Darstellungen zu sichern. Die übrigen Vorschriften dieser Normen, beispielsweise zur Blatteinteilung, sollten angewendet oder können sinngemäß auf den Einzelfall bezogen abgewandelt werden. Für die Spezifik des Altbergbaus zu normende Sachverhalte und Zeichen werden vom FABERG Normenausschuss Bergbau, Ad-hoc-Normenarbeitskreis „Altbergbau“ erarbeitet. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang auf die Norm DIN 21912-2 Tagebau, Teil 2: Sanierung und auf die Norm DIN 21913-6 Tiefbau, Teil 6: Verwahrung bergmännisch hergestellter unterirdischer Hohlräume hinzuweisen.
In der Tab. 1.1 sind wichtige Normen für das Bergmännische Risswerk bezüglich Altbergbau zusammengestellt.
Tab. 1.1Wichtige Normen für das Bergmännische Risswerk.
DIN 21909
Bergmännisches Risswerk – Vermessungspunkte und -linien
DIN 21912-2
Bergmännisches Risswerk – Tagebau – Teil 2: Sanierung
DIN 21913-1
Bergmännisches Risswerk – Tiefbau – Teil 1: Grubenbaue
Beiblatt 1 zu DIN 21913-1
Bergmännisches Risswerk – Tiefbau – Teil 1: Grubenbaue, Erläuternde Angaben
DIN 21913-2
Bergmännisches Risswerk – Tiefbau – Teil 2: Abbau und Versatz
DIN 21913-4
Bergmännisches Risswerk – Tiefbau – Teil 4: Gefahren- und Schutzbereiche
DIN 21913-6
Bergmännisches Risswerk – Tiefbau – Teil 6: Verwahrung bergmännisch hergestellter Hohlräume
DIN 21917
Bergmännisches Risswerk – Gebirgs- und Bodenbewegungen
DIN 21920-1
Bergmännisches Risswerk – Petrographie – Teil 1: Allgemeingültige Zeichen – Sedimente
DIN 21920-2
Bergmännisches Risswerk – Petrographie – Teil 2: Magmatite
DIN 21920-3
Bergmännisches Risswerk – Petrographie – Teil 3: Metamorphe und
sonstige Gesteinsumbildungen
DIN 21920-4
Bergmännisches Risswerk – Petrographie – Teil 4: Minerale
DIN 21920-5
Bergmännisches Risswerk – Petrographie – Teil 5: Steinkohlenbergbau
DIN 21920-7
Bergmännisches Risswerk – Petrographie – Teil 7: Kali- und Steinsalzbergbau
DIN 21921
Bergmännisches Risswerk – Tektonik und Formbeschreibung von Gesteinsschichten
1.5 Recherchen, Aufbereitung und Analyse von Informationsquellen
Bei eingetretenen Schadensereignissen stellt sich stets die Frage nach einer möglichen Zuordnung zum Altbergbau. Eine Prüfung durch die zuständige Bergbehörde und/oder den zuständigen Bergwerkseigentümer ergibt im Allgemeinen erste Hinweise.
Im Rahmen geotechnisch-markscheiderischer Untersuchungen sind insbesondere folgende Informationsquellen auszuwerten:
markscheiderische Altrisse
betriebliches Risswerk
bergbehördliches Kartenwerk
historische Karten und Stadtpläne
geologische, ingenieurgeologische und hydrogeologische Karten mit Beschreibungen
textliche und bildliche Archivalien
Literatur (Fachbuch, Heimat- und Regionalliteratur)
historische Luftbilder
archäologische Quellen
In der Regel bedarf es einer Einsichtnahme in Unterlagen, Pläne, Karten- und Rissmaterial in Archiven, bei Behörden und Bergbaufirmen. In Abhängigkeit vom Bergbaualter kann eine Befragung von Zeitzeugen ergänzende Informationen liefern.
Historisches Kartenmaterial und Risswerk ist markscheiderisch aufzuarbeiten und in das aktuelle Kartenwerk einzupassen. Dabei ist zu beachten, dass neben der unterschiedlichen Genauigkeit der alten Pläne stets nur eine zeitbezogene, unvollständige Darstellung der Altbergbausituation vorliegt. In Abhängigkeit von den jeweiligen Bergbauzweigen und deren Alter muss auch davon ausgegangen werden, dass keine markscheiderischen Aufmessungen angefertigt wurden.
Die Informationsquellen lassen sich einerseits in Unterlagen, die der Allgemeinheit öffentlich zur Verfügung stehen, und in nicht öffentlich zugängliche Unterlagen, die von Fachleuten bei Bedarf bei den Behörden eingesehen werden können, unterteilen.
In der Tab. 1.2 sind ohne Anspruch auf Vollständigkeit die verschiedenen Informationsquellen mit dem jeweiligen Herausgeber bzw. der Bezugsquelle aufgeführt.
Tab. 1.2 Zusammenstellung der Informationsquellen.
Informationsquelle
Herausgeber/Bezugsquelle
1
Karten
1.1
Landeskartenwerke
1.1.1
Topografische Karten 1 : 10 000/1 : 25 000/1 : 50 000
Landesvermessungsämter
1.1.2
Deutsche Grundkarte 1 : 5000 DGK/TK 5/Höhenflurkarte
Landesvermessungsämter
1.1.3
Ausgabe Staat/Volkswirtschaft (1 : 10 000; 1 : 25 000; 1 : 50 000)
Landesvermessungsämter
1.2
Historische Karten
1.2.1
Karten des Deutschen Reiches
Institut für angewandte Geodäsie
1.2.2
Karten der Landesuraufnahme
Verm.- und Katasterämter, Landesarchive; Stiftung Preußischer Kulturbesitz
1.2.3
Karten der einzelnen Bergbauregionen
Verzeichnis bei FABERG
1.3
Katasterkarten
1.3.1
Aktuelles Kartenwerk des Katasters/Liegenschaften
Kataster/Vermessungsämter
1.3.2
Alte Flurkarten
Kataster/Vermessungsämter
1.3.3
Uraufnahme
Kataster/Vermessungsämter
1.4
Stadtpläne
1.4.1
Historische Stadtpläne
Stadtverwaltung/Stadtarchiv
1.4.2
Aktuelle Stadtpläne
Stadtverwaltung/Stadtarchiv
1.5
Geologie
1.5.1
Geologisches Kartenwerk (mit Beschreibungen)
Geologische Landesämter, geologische Dienste
1.5.2
Profile und Schnitte
Geologische Landesämter, geologische Dienste
1.6
Bergmännisches Risswerk
1.6.1
Risswerk
1.6.1.1
Urrisse/Zulegerisse
Bergbehörden/Staatsarchive
1.6.1.2
Grubenbild
Bergbehörden/Unternehmen
1.6.1.3
Sonstige Unterlagen
Bergbehörden/Unternehmen
1.6.2
Betriebliche Risse, Karten und Pläne
1.6.2.1
Betriebspunktrisse
Unternehmen
1.6.2.2
Lagerstättenarchive
Unternehmen
1.6.2.3
Bohrlochprofile
Unternehmen
1.6.3
Behördlich erforderliche Risse, Karten und Pläne (z. B. Betriebsplanunterlagen)
Bergbehörden/Unternehmen
1.6.4.
Bergbehördliche Kartenwerke
Bergbehörden
1.6.4.1
Mutungsübersichtskarten
Bergbehörden
1.6.4.2
Berechtsamskarten
Bergbehörden
1.6.4.3
Karte der Tagesöffnungen des Bergbaus
Bergbehörden
1.6.4.4
Karte des oberflächennahen Abbaus
Bergbehörden
1.6.4.5
Karte der Tagesbrüche/der nicht bergbaulichen Tagesöffnungen
Bergbehörden
1.6.4.6
Übersichtskarte der bergschadenkundlichen Analysen Gefährdungsabschätzungen
Bergbehörden
2
Luftbilder
2.1
Aktuelle
Landesvermessungsamt, Kommunen
2.2
Historische
Landesvermessungsamt, Kommunen
3
Sonstiges
3.1
Betriebsakten (z. B. Abschlussbetriebspläne)
Zuständige Behörden
3.2
Ergebnisse bisher durchgeführter Untersuchungs- und Sicherungsmaßnahmen, Gefährdungsabschätzungen
Bergbehörden, Unternehmer, Fachstellen, Kommunen, Private
3.3
Firmenchroniken
Unternehmen, Archive
3.4
Ortschroniken
Gemeinden, Heimat- bzw. Geschichtsvereine
3.5
Rissarchive
