208-213_Montanstandort Mechernicher Bleiberg.indd - RDB eV
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Altlastensanierung<br />
Der <strong>Montanstandort</strong> <strong>Mechernicher</strong> <strong>Bleiberg</strong><br />
Maßnahmen für den Betrieb und die Nachsorge einer Deponie<br />
Dipl.-Ing. Jens-Peter Lux, Essen, Dipl.-Ing. Michael Weber<br />
und Dipl.-Ing. Heinz-Peter Witt, Euskirchen*<br />
In der ehemaligen Zentralen<br />
Mülldeponie Mechernich (ZMM)<br />
des Kreises Euskirchen – heute:<br />
Abfallwirtschaftszentrum<br />
Mechernich (AWZ) – erfolgte in<br />
den Jahren von 1981 bis 2005<br />
die Einlagerung von Hausmüll<br />
und gewerblichen Abfällen. Der<br />
Deponiestandort befindet sich im<br />
Gebiet des sogenannten <strong>Mechernicher</strong><br />
<strong>Bleiberg</strong>es, welcher durch<br />
eine intensive, etwa 2000-jährige<br />
Bergbaugeschichte und entsprechende<br />
Abbautätigkeit auf die<br />
anstehende Blei-Zink-Lagestätte<br />
gekennzeichnet ist. Die Einstellung<br />
der Bergbautätigkeiten<br />
erfolgte 1957.<br />
Durch die Lage des Deponiebetriebes<br />
an einem Altbergbaustandort<br />
ergeben sich für den<br />
Betreiber Kreis Euskirchen<br />
verschiedene Pflichten und<br />
Besonderheiten, deren technischen<br />
Aspekte und Randbedingungen<br />
nachfolgend beschrieben werden.<br />
Der <strong>Mechernicher</strong> <strong>Bleiberg</strong> erstreckt<br />
sich mit einer Ausdehnung<br />
von etwa 10 km² im nordöstlichen<br />
Randbereich der Eifel etwa zwischen<br />
den Ortschaften Kommern<br />
und Mechernich im Nordosten<br />
und Kall im Südwesten (Bild 1).<br />
Die Bergbauaktivitäten auf der<br />
Lagerstätte wurden dabei im<br />
Wesentlichen südwestlich von<br />
Mechernich betrieben. Inmitten<br />
des Bergbauareals befindet<br />
sich zwischen den Ortschaften<br />
*Dipl.-Ing. Jens-Peter Lux<br />
DMT GmbH<br />
Am Technologiepark 1<br />
45307 Essen<br />
Tel.: 0201/172-1443<br />
E-Mail:peter.lux@dmt.de<br />
Dipl.-Ing. Michael Weber<br />
Dipl.-Ing. Heinz-Peter Witt<br />
Kreisverwaltung Euskirchen<br />
Jülicher Ring 32<br />
53879 Euskirchen<br />
Vortrag vom 19.09.2007 auf dem<br />
9. BergbauForum der DMT GmbH<br />
in 47808 Geldern<br />
Strempt und Kalenberg die<br />
ehemalige Zentrale Mülldeponie<br />
Mechernich (ZMM), das heutige<br />
Abfallwirtschaftszentrum<br />
Mechernich (AWZ) des Kreises<br />
Euskirchen.<br />
Das Gelände des Abfallwirtschaftszentrums<br />
hat eine Größe<br />
von etwa 60 ha und wird von der<br />
Bahnlinie Euskirchen-Mechernich-<br />
Gerolstein durchquert. Im Nordwesten<br />
verläuft die Bundesstrasse<br />
B 266.<br />
Stratigraphisch ist die <strong>Mechernicher</strong><br />
Blei-Zink-Lagerstätte den<br />
Schichtenfolgen des Trias und hier<br />
insbesondere dem Oberen und<br />
Mittleren Buntsandstein zuzuordnen,<br />
die im Bearbeitungsgebiet –<br />
auflagernd auf dem devonischen<br />
Grundgebirge - mit einer Gesamtmächtigkeit<br />
von etwa 150 m bis<br />
200 m anstehen.<br />
Im Bereich des Abfallwirtschaftszentrums<br />
treten diese Schichtenfolgen<br />
an der Tagesoberfläche<br />
aus und werden lediglich durch<br />
geringmächtige<br />
quartäre Bedeckungen<br />
sowie<br />
im unmittelbaren<br />
ehemaligen<br />
Deponiebereich<br />
durch den Müllkörper<br />
selbst<br />
überlagert. Die<br />
anstehenden<br />
Buntsandsteinschichten<br />
werden im Wesentlichen<br />
durch<br />
Sandsteine<br />
und Konglomerate<br />
sowie<br />
untergeordnet<br />
durch Ton- und<br />
Schluffsteine<br />
repräsentiert.<br />
Im Bereich<br />
der Lagerstätte kann von einer<br />
Wechsellagerung der Sandstein-<br />
und Konglomeratschichten<br />
gesprochen werden, wobei sich<br />
die abbauwürdigen Vererzungen<br />
im Hauptteil auf die Sandsteine<br />
konzentrieren. Abhängig von der<br />
jeweiligen Lagerstättensituation<br />
sind dabei 2 bis 4 übereinander<br />
liegende vererzte Sandsteinschichten<br />
mit bis zu 10 m Mächtigkeit<br />
ausgebildet. Aufgrund der<br />
Lagerstättengeometrie wurden<br />
diese Sandsteinschichten im<br />
bergmännischen Sprachgebrauch<br />
auch als Flöze bezeichnet. Die<br />
einzelnen Flöze werden durch<br />
Konglomeratschichten mit bis zu<br />
15 m Mächtigkeit voneinander<br />
getrennt.<br />
Die abbauwürdigen Vererzungen<br />
in Form von Bleiglanzeinlagerungen,<br />
sogenannten „Knotten“<br />
(„Kügelchen“) entstanden durch<br />
das Aufsteigen hydrothermaler,<br />
erzhaltiger Lösungen, welche<br />
im Verlauf unterschiedlichster<br />
1 <strong>Mechernicher</strong> <strong>Bleiberg</strong> und AWZ Mechernich (Kein Maßstab)<br />
Quelle: Kreis Euskirchen<br />
<strong>208</strong> bergbau 5/2008
Altlastensanierung<br />
geologischer Prozesse zur Anreicherung<br />
der Erzminerale in<br />
den porösen Sandsteinen führte.<br />
Insgesamt weisen die anstehenden<br />
Schichtpakete ein Generalstreichen<br />
von Nordost/Südwest<br />
auf und fallen mit etwa 10° nach<br />
Nordwest ein. Die Vererzungen<br />
sind naturgemäß an die vorhandenen<br />
Störungssysteme gebunden.<br />
Neben den genannten Knotten tritt der<br />
Bleiglanz auch im Sandstein als diffus<br />
verteiltes Bindemittel sowie als Hohlraumund<br />
Kluftfüllung auf (sog. Blankgut). Sind<br />
die Vererzungen in den Konglomeraten<br />
existent, stellen sie hier gleichfalls das<br />
Bindemittel dar. Neben dem Bleiglanz ist<br />
als Hauptmineral der Lagerstätte noch die<br />
Zinkblende zu nennen. Untergeordnet treten<br />
auch Kupfer, Eisen und Mangan sowie<br />
in Spuren Silber (1,6 bis 2,6 g/t Roherz)<br />
und Gold (0,0002 g/t Roherz) auf.<br />
Die Sandsteine zeigen eine Färbung von<br />
rotbraun bis hellgrau und gelblich/weiß, die<br />
Konglomerate sind ausschließlich rötlich/<br />
violett bis rotbraun/schwarz gefärbt. Die<br />
Sandsteine sind fein- bis mittelkörnig und<br />
quarzreich. Hinsichtlich der Zusammensetzung<br />
der Konglomerate wird diese durch<br />
unregelmäßig sortierte, meist aus groben<br />
Geröllen bestehende Partien in einer sandig-tonigen<br />
Matrix gekennzeichnet. Insbesondere<br />
die Sandsteinpakete sind teilweise<br />
nur gering verfestigt und neigen bei Herauslösen<br />
aus dem Gebirgsverband und/oder<br />
in tektonisch beanspruchten Bereichen zur<br />
völligen Auflockerung (Bleisande).<br />
Großtektonisch befindet sich das Bearbeitungsgebiet<br />
innerhalb der <strong>Mechernicher</strong>-<br />
Trias-Senke bzw. des <strong>Mechernicher</strong> Trias-<br />
Dreiecks. Signifikante tektonische Elemente<br />
verlaufen in Form von Abschiebungen nördlich<br />
und südlich der Lagerstätte sowie, dem<br />
Generalstreichen folgend, im unmittelbaren<br />
Lagerstättenbereich. Weiterhin existieren<br />
eine Vielzahl von zumeist steil einfallenden<br />
Störungen bzw. komplexen Störungssystemen,<br />
die insgesamt zu verschiedenen<br />
Vertikalverwürfen innerhalb des Schichtenaufbaus<br />
der Lagerstätte führten. Die jeweiligen<br />
Versatzhöhen liegen dabei im Bereich<br />
von mehreren Metern. Insgesamt kann der<br />
aufgeschlossene Gebirgsverband als tektonisch<br />
stark gestört und in einzelnen Schollen<br />
zerlegt bezeichnet werden. Diese sind wiederum<br />
mehr oder weniger von Trennflächen<br />
durchsetzt. Ein geregeltes Trennflächensystem<br />
ist grundsätzlich nicht ableitbar.<br />
2 Schacht Virginia 2007 Foto: DMT<br />
Abriss Montanhistorie<br />
Aufgrund des verhältnismäßig geringen<br />
Roherzgehaltes der Lagerstätte von etwa<br />
1,1 bis 1,5% Blei sind zur effizienten Ausnutzung<br />
entsprechend<br />
große Abbauvolumen<br />
und optimale Aufbereitungsmethoden<br />
erforderlich.<br />
Hinsichtlich<br />
der geschichtlichen<br />
Entwicklung kann am<br />
Standort die Entwicklung<br />
des Bergbaus von<br />
seinen Ursprüngen bis<br />
hin zu einem der zeitweise<br />
bedeutendsten<br />
<strong>Montanstandort</strong>e Europas<br />
nachvollzogen<br />
werden.<br />
Die Anfänge des<br />
Bergbaus gehen auf<br />
keltisch-römische Ursprünge zurück. Im<br />
Mittelalter wurde sogenannter Eigenlöhnerbergbau<br />
betrieben, später teilten sich<br />
Kaufleute einzelne Bergwerksfelder. Im<br />
17. und 19. Jahrhundert erfolgten die<br />
Gründungen von Bergbaugesellschaften<br />
und Aktienvereinen. Im Jahr 1812 arbeiteten<br />
2000 Bergleute am Standort, im Jahr<br />
1882 bereits 4500. 1911 erfolgte die Gründung<br />
der bergrechtlichen Gewerkschaft<br />
<strong>Mechernicher</strong> Werke, die 1937 durch die<br />
Preussag AG übernommen wurde. Während<br />
des zweiten Weltkrieges kam der Betrieb<br />
nahezu zum Erliegen. Im Anschluss<br />
entwickelte sich der Bergbaubetrieb zum<br />
modernsten <strong>Bleiberg</strong>werk Europas (1955).<br />
Zu diesem Zeitpunkt waren etwa 1300<br />
Bergleute beschäftigt. Die erzhaltigen<br />
Sandsteinpartien wurden mit Prallmühlen<br />
zerkleinert und nachfolgend klassiert. Aufgrund<br />
der Gesteinseigenschaften konnte<br />
bereits ein Großteil der Erze vor Feinzerkleinerung<br />
sowie weiterer Trennung und<br />
Flotation ausgehalten werden. Die Weiterverwertung/Verhüttung<br />
erfolgte vor Ort.<br />
Im Zuge des Verfalls des Weltmarktpreises<br />
und aufgrund der durch die Lagerstättenverhältnisse<br />
erforderlichen Aufwendungen<br />
des Abbaubetriebes erfolgte der<br />
sukzessive Niedergang der Bergbautätigkeiten<br />
bis diese aus Rentabilitätsgründen<br />
zum Jahresende 1957 endgültig eingestellt<br />
wurden.<br />
Abbaumethoden und<br />
Durchbauungsgrad<br />
Der Abbau der anstehenden Blei-Zink-<br />
Lagerstätte erfolgte sowohl im Tief- als auch<br />
im Tagebau. Am unmittelbaren Standort des<br />
heutigen Abfallwirtschaftszentrums sind dabei<br />
die Tiefbaugrube Meinertzhagener <strong>Bleiberg</strong><br />
mit ihrem auch heute für die betrieblichen<br />
Notwendigkeiten genutzten Schacht<br />
3 Hauptstrecken und Gesamtverlauf Burgfeyer Stollen Grafik: DMT<br />
bergbau 5/2008 209
Altlastensanierung<br />
4 Mundloch Burgfeyer Stollen Foto: DMT 5 Tagebauböschung am Schacht Virginia Foto: Kreis Euskirchen<br />
Virginia (Bild 2) und der Tagebau Virginia zu<br />
nennen.<br />
Der Tief- und der Tagebau überlagern<br />
sich im Bereich des Abfallwirtschaftszentrums.<br />
D.h., Teile der Tiefbausohlen wurden<br />
vom Tagebau Virginia überbaut (durchsenkt)<br />
und der Tagebau selber wird von<br />
Tiefbauabschnitten der Grube Meinertzhagener<br />
<strong>Bleiberg</strong> unterfahren.<br />
Sämtliche Tiefbaumethoden im <strong>Mechernicher</strong><br />
Revier sind von Beginn des Eigenlöhnerbergbaus<br />
bis zur Einstellung des Bergbaubetriebs<br />
den kammerartigen Abbauverfahren<br />
zuzuordnen. Wesentlicher Unterschied aus<br />
bergschadenkundlicher Sicht ist dabei vor<br />
allen Dingen der hinterlassene bzw. heutige<br />
Zustand der Grubenbaue in Abhängigkeit<br />
von der jeweiligen Abbaumethode mit den<br />
daraus resultierenden vorhandenen Hohlraumvolumina<br />
und dem verbleibenden Tagesbruchrisiko.<br />
Grundsätzlich kann im Zuge<br />
der fortschreitenden Entwicklung zwischen<br />
Kammerbau und Pfeilerbruchbau in jeweils<br />
zeitabhängig unterschiedlichen Systematisierungsgraden<br />
unterschieden werden. Eine<br />
Besonderheit des <strong>Mechernicher</strong> Erzbergbaus<br />
ist der ab etwa 1930 angewandte Nachlesebergbau<br />
im Zapfbetrieb, in dem bereits abgebaute<br />
Lagerstättenbereiche und/oder alte<br />
Baue unterfahren und das vorhandene Haufwerk<br />
und/oder Versatzmaterial sowie die verbliebenen<br />
erzhaltigen Festen hochbruchartig<br />
„abgezapft“ wurden.<br />
Der systematische Abbau der bleierzhaltigen<br />
Sande im Tagebau wurde etwa<br />
ab 1850 betrieben. Während hier zu Beginn<br />
das gelöste Haufwerk über die Tagebauböschungen<br />
transportiert wurde, ging<br />
man später dazu über, die Tagebaue mit<br />
Strecken zu unterfahren und das Erz über<br />
Rollen in diese Strecken zu verstürzen<br />
und abzutransportieren. Weiterhin konnte<br />
mit zunehmender Technisierung der Tagebau<br />
im 2-Strossenbetrieb durchgeführt<br />
werden.<br />
Der Abbau in der Grube Meinertzhagener<br />
<strong>Bleiberg</strong> wurde zum Zeitpunkt ihrer<br />
6 Bleisandspülhalde Foto: Kreis Euskirchen<br />
Schließung auf insgesamt 4 Sohlen in<br />
gleichfalls 4 Flözen betrieben. Zum heutigen<br />
Zeitpunkt ist das gesamte Grubengebäude<br />
ab der 2. Sohle bzw. der Burgfeyer<br />
Stollensohle (Bild 3) in etwa 104 m<br />
Teufe abgesoffen und nicht mehr zugänglich.<br />
Oberhalb der Burgfeyer Stollensohle<br />
verläuft in einem Teufenbereich von etwa<br />
80 m die Elisabether Stollensohle. Über<br />
den Burgfeyer Stollen erfolgt die gesamte<br />
Entwässerung des ehemaligen Bergbaubetriebes.<br />
Dieser stellt somit im Sinne<br />
eines Wasserlösungsstollens ein wesentliches<br />
hydrodynamisches Element im Bearbeitungsgebiet<br />
dar. Der Burgfeyer Stollen<br />
wurde in den Jahren 1807 bis 1870 auf<br />
einer Gesamtlänge von etwa 7,5 km aufgefahren.<br />
Er ist heute nur in Teilbereichen<br />
befahrbar. Der Wasserdurchfluss beträgt<br />
etwa 21 m³/min (Bild 4).<br />
Insgesamt handelt es sich um ein Gebiet,<br />
in dem sich verschiedene Abbaumethoden<br />
überlagern. Auf dem Gebiet des Abfallwirtschaftszentrums<br />
existieren etwa 50 Tagesöffnungen,<br />
insgesamt sind für die gesamte<br />
Lagerstätte <strong>Mechernicher</strong> <strong>Bleiberg</strong> etwa<br />
500 Tagesöffnungen im Sinne von Schächten<br />
registriert. Werden hierzu zusätzlich alle<br />
Lichtlöcher addiert, geht diese Angabe in<br />
mehrere tausend Stück (Bild 5).<br />
Nach Aufgabe des Erzbergbaus hinterließen<br />
diese langjährigen Aktivitäten<br />
ein umfangreiches Bergschadensgebiet<br />
mit Tagebaurestlöchern, Tagesbrüchen,<br />
Bruchfeldern, Halden, Aufbereitungsrückständen<br />
sowie Spülsandflächen (Bild 6)<br />
und die o. gen. Tagesöffnungen.<br />
Eckdaten Deponiebetrieb<br />
Die Zentrale Mülldeponie Mechernich<br />
(ZMM) wurde vom Kreis Euskirchen zur<br />
Wahrnehmung seiner gesetzlichen Entsorgungspflichten<br />
betrieben. Zuständige<br />
Genehmigungsbehörde ist die Bezirksregierung<br />
Arnsberg. Der Betrieb erfolgte<br />
auf der Basis der Planfeststellung aus<br />
dem Jahr 1978 sowie 130 ergänzenden<br />
Bescheiden. Mit der Einlagerung wurde<br />
1981 begonnen. Insgesamt erfolgte am<br />
Standort auf einer Fläche von 37 ha die<br />
Einlagerung von etwa 8 Mio. m³ Hausmüll<br />
und gewerblichen Abfällen in mehreren<br />
Schüttphasen. Der Deponiebetrieb (Einlagerung)<br />
endete im Mai 2005. Seit dem<br />
Jahr 2006 fungiert der Standort unter der<br />
Bezeichnung Abfallwirtschaftszentrum<br />
Mechernich (AWZ) (Bild 7).<br />
Im nordwestlichen Abschnitt des Abfallwirtschaftszentrums<br />
befindet sich ein bereits<br />
rekultivierter Ablagerungsbereich. Hier wurde<br />
in den Jahren 1982 bis 89 Bauschutt deponiert.<br />
Weiterhin existiert ein Altbereich mit<br />
identischen Einlagerungen im Zeitraum von<br />
1981 bis 86 nördlich der ehemaligen Tagebauabschnitte,<br />
der zum heutigen Zeitpunkt<br />
gleichfalls bis auf wenige Restarbeiten rekultiviert<br />
ist. Der Hauptanteil der genannten<br />
Volumina an Hausmüll und gewerblichen<br />
Abfällen wurde allerdings über mehrere<br />
Schüttphasen in die Grubenbereiche 1 und<br />
2 des ehemaligen Tagebaus Virginia verbracht.<br />
Damit stellt dieser den wesentlichen<br />
Bestandteil der Zentralen Mülldeponie Mechernich<br />
dar.<br />
Gegenwärtig werden am Standort vom<br />
Kreis Euskirchen u.a. eine Sickerwasseraufbereitung<br />
für die Deponiewässer, eine<br />
Gasabsaugung mit -verwertung und ein<br />
Kompostwerk sowie eine zentrale Abfallund<br />
Sondermüllannahmestelle betrieben.<br />
Gleichfalls erfolgen im Zuge der planmäßigen<br />
Stilllegung umfangreiche Maß-<br />
210 bergbau 5/2008
Altlastensanierung<br />
7 Übersicht Abfallwirtschaftszentrum AWZ Foto: Kreis Euskirchen<br />
nahmen zur temporären und endgültigen<br />
Oberflächenabdeckung und Böschungsabdichtung<br />
der Deponiebereiche.<br />
Übersicht der bergtechnischen<br />
Maßnahmen<br />
Generell wurden bereits zur Planung<br />
und vor Aufnahme bzw. während der beginnenden<br />
Aktivitäten des Deponiebetriebes<br />
umfangreiche Sicherungsarbeiten (ab<br />
etwa 1976) durchgeführt. Dies betrifft im<br />
Wesentlichen die Sicherung tagesnaher<br />
Grubenbaue sowie die Verfüllung bereits<br />
gefallener Tagesbrüche im Bereich der<br />
geplanten Deponie und auf dem gesamten<br />
Gelände mit der entstehenden Infrastruktur<br />
(Bürogebäude, Kompostwerk etc.).<br />
Die bergbauliche Situation am Standort<br />
in Bezug zum Haupteinlagerungsbereich –<br />
Gruben 1 und 2 des Tagebaus Virginia – wird<br />
exemplarisch anhand Bild 8 ersichtlich. An<br />
der ehemaligen nördlichen Tagebaukante<br />
befinden sich im vom Tagebau unverritzten<br />
die Schächte Virginia der Tiefbaugrube<br />
Meinertzhagener <strong>Bleiberg</strong>. Unterhalb des<br />
Tagebaus existieren eine Vielzahl von Grubenbauen,<br />
die prinzipiell ab dem Teufenniveau<br />
der Elisabether Stollensohle und den<br />
darunterliegenden Bauen zuzuordnen sind.<br />
Betrachtet man zusätzlich die einzelnen Abbauhorizonte<br />
oberhalb des o. gen. höchsten<br />
möglichen Sohlenniveaus unterhalb des Tagebautiefsten,<br />
ist festzustellen, dass Grubenbaue<br />
unmittelbar unterhalb des heutigen Deponiekörpers<br />
anstehen. Eine Befahrung der<br />
Grubenbaue war bis 1996 nur zum Teil und<br />
ausschließlich zu Erkundungszwecken möglich.<br />
Im Zuge der genannten Befahrungen<br />
wurden im Jahr 1996 zufließende Wässer<br />
festgestellt, die sich nach entsprechenden<br />
Untersuchungen als belastete Sickerwässer<br />
der Deponie herausstellten. Letzteres hatte<br />
zum Anlass, dass mit einem umfangreichen<br />
Untersuchungs- und Sanierungsprogramm<br />
in den untertägigen Bereichen begonnen<br />
wurde. Grundsätzliche Zielstellung bestand<br />
darin, die anfallenden Wässer im untertägigen<br />
Bereich kontrolliert anzunehmen und<br />
nach über Tage der Entsorgung bzw. Aufbereitung<br />
zuzuführen. Eine Kontamination der<br />
anstehenden Grundwasserleiter war zu vermeiden.<br />
Zur temporären Annahme der Wässer<br />
und zum Schutz der Biosphäre wurden<br />
Sofortmaßnahmen durchgeführt, die zum einen<br />
aus einfachen berg- und bautechnischen<br />
Sicherungen und zum anderen aus der Abführung<br />
der Wässer mit Hilfe geeigneter Systeme<br />
bestanden. Insgesamt wurde allerdings<br />
im Rahmen durchgeführter Untersuchungen<br />
festgestellt, dass sowohl für Teile des vom Sickerwasser<br />
betroffenen Grubengebäudes als<br />
auch für die entsprechenden Zugänge (Strecken,<br />
Schächte) keine Standsicherheit im<br />
ausreichenden Maße gewährleistet werden<br />
konnte. Gleichfalls ist die alleinige Abführung<br />
der Sickerwässer auf Dauer mit Hilfe von<br />
Pumpsystemen aufgrund der festgestellten<br />
Wasseraggressivität und der damit einhergehenden<br />
hohen Wartungsaufwendungen<br />
nicht realisierbar. Somit galt es, ein Konzept<br />
zu entwickeln, mit dem die belasteten Sickerwässer<br />
auf Dauer und mit möglichst geringem<br />
Wartungsaufwand gefasst und kontrolliert<br />
abgeführt werden können.<br />
Zur sicheren Durchführung der Maßnahmen<br />
musste vorher die Arbeitssicherheit in<br />
den betreffenden Grubenbauen hergestellt<br />
werden. Hierzu erfolgten eine Vielzahl von<br />
bergmännischen Arbeiten, wie zum Beispiel<br />
die Sicherung des Wetter- und Pumpenschachtes<br />
Virginia (Bild 8) am ehemaligen<br />
nördlichen Tagebaurand und dessen Ausbau<br />
mit einer Befahrungseinrichtung (Zeit-<br />
8 Lage der Grubenbaue unter dem Abfallwirtschaftszentrum Grafik: DMT<br />
bergbau 5/2008 211
Altlastensanierung<br />
raum 2000 bis 2001). Gleichfalls erfolgte die<br />
Sicherung der Zugangstrecken zum eigentlichen<br />
Arbeitsbereich (2002 bis 2003).<br />
Neben dem Schacht und den Strecken<br />
betrafen die untertägigen Sicherungsmaßnahmen<br />
im Bereich der zufließenden<br />
Wässer eine Vielzahl von Grubenbauen<br />
wie Strecken, Rolllöcher oder Abbaukammern.<br />
Speziell handelt es sich bei dem<br />
Wasserzutrittsbereich um die sog. Rotkaulstrecke,<br />
einem Abbauniveau etwa<br />
6 m oberhalb der Elisabether Stollensohle.<br />
Beidseitig der Rotkaulstrecke wurde Pfeilerbruchbau<br />
betrieben. Zum Zeitpunkt der<br />
Aufnahme der Arbeiten war die Strecke<br />
teilweise mit ausgelaufenen Lockermaterialien<br />
zugesetzt und/oder verbrochen. Die<br />
festgestellten Sickerwasserzutritte treten<br />
bis zum heutigen Zeitpunkt ausschließlich<br />
im mittleren Bereich der Rotkaulstrecke<br />
auf. Es wird vermutet, dass die Wässer<br />
über Grubenbaue (Abbaue) zutreten, die<br />
in unmittelbarer Verbindung mit dem Deponiekörper<br />
stehen und nach Aufnahme<br />
des Deponiebetriebs verbrochen sind. Die<br />
Menge der zutretenden Wässer beträgt<br />
gegenwärtig etwa 3 bis 5 l/min. Der Zufluss<br />
erfolgt größtenteils über die o. gen. vorhandenen<br />
Grubenbaue und zum Teil über<br />
Trennflächen im Gebirge. Vor Aufnahme<br />
der Arbeiten im Zutrittsbereich stellte sich<br />
die Situation an den einzelnen Stationen/<br />
Grubenbauen unabhängig vom jeweiligen<br />
Sickerwasserzutritt folgendermaßen dar:<br />
● offenes Rollloch bzw. Kammer<br />
● verbrochenes Rollloch bzw. Kammer<br />
(Versagen des umliegenden Gebirgsverbandes)<br />
● verfülltes Rollloch bzw. Kammer (entweder<br />
früherer bergmännischer Versatz<br />
oder Nachbruch von Locker- und/oder<br />
Abbraummaterial aus anderen Sohlenbereichen)<br />
● abgedämmtes Rollloch bzw. Kammer<br />
(alter Verbau, in der Regel aus Holz mit<br />
einzelnen Spundbohlen und undefinierter<br />
Hinterfüllung, oft druckhaft).<br />
Für sämtliche Stationen war eine möglichst<br />
technisch einheitliche Sicherungsvariante<br />
während der Bauausführung zu definieren,<br />
um einen regelmäßigen Bauablauf zu gewährleisten.<br />
Somit wurde für die etwa 30<br />
Stationen in der Rotkaulstrecke anhand der<br />
im Rahmen von durchgeführten Befahrungen<br />
festgestellten Ist-Situation ein Sicherungskonzept<br />
festgelegt. Grundsätzlich war<br />
durch die praktische Umsetzung der Sicherung<br />
ein unkontrolliertes Hereinbrechen von<br />
Lockermassen aus den angeschlagenen<br />
Grubenbauen in den Bereich der Rotkaulstrecke<br />
zu verhindern, die Stand- bzw. Nachfallsicherheit<br />
im Anschlagbereich Rotkaulstrecke/Grubenbau<br />
herzustellen und die<br />
kontrollierte Annahme der Sickerwässer zu<br />
gewährleisten. Insgesamt kann die Rotkaulstrecke<br />
an sich bis auf die Bereiche einer<br />
von der Strecke durchfahrenen Störungszone<br />
als standfest bezeichnet werden. Ein<br />
grundsätzliches Risiko geht von den angeschlagenen<br />
Grubenbauen und deren größtenteils<br />
undefiniertem Zustand aus.<br />
Die entwickelte Sicherungsvariante besteht<br />
im Wesentlichen aus einer Kombination<br />
von Stahl-Bewehrungselementen wie Trägern,<br />
Rundeisen oder Matten und Spritzbeton.<br />
In der Regel wurden die einzelnen Elemente<br />
mehrlagig hergestellt. Des Weiteren<br />
wurden an jeder Station, unabhängig vom<br />
festgestellten Sickerwasserzutritt, Drainageelemente<br />
in die Sicherung implementiert,<br />
um die kontrollierte Abführung der Wässer zu<br />
gewährleisten. Diese setzten sich aus Drainagematten<br />
(Noppenfolie), geschlitzten Drainagerohren,<br />
HDPE-Überlaufrohren und z. T.<br />
Filterkies zusammen. Im Prinzip wurde somit<br />
an jeder betroffenen Station in der Rotkaulstrecke<br />
ein Damm- bzw. Absperrbauwerk mit<br />
Drainagefunktion und ggf. Kontrollöffnung<br />
zur Abtrennung der Strecke gegen den Grubenbau<br />
errichtet. In Abhängigkeit von der<br />
Menge der zusitzenden Wässer an der zu<br />
sichernden Station wurde die Ausführung der<br />
Drainage in dem Bauwerk festgelegt. Um die<br />
technische Trennung von Beton und Sickerwässern<br />
zu gewährleisten, ist durch die Drainage<br />
zu verhindern, dass sich Standwässer<br />
unmittelbar hinter der Sicherung bzw. auf<br />
der der Rotkaulstrecke abgewandten Seite<br />
des Dammbauwerkes bilden können. Dies<br />
konnte u.a. durch das Verlegen horizontal<br />
und vertikal angeordneter Drainagerohre realisiert<br />
werden, die eine sofortige Abführung<br />
der zusitzenden Wässer ermöglichen. Je<br />
nach Menge der Wässer und Zustand der<br />
Grubenbaue wurden die Drainagerohre so<br />
weit wie möglich in den zu sichernden Bereich<br />
eingebaut. Die Drainagematten wurden<br />
so verlegt, dass gleichfalls eine sofortige Abführung<br />
der Wässer gewährleistet wird. Dadurch<br />
konnte der direkte Schutz des Dammbauwerkes<br />
(Beton) gewährleistet werden. In<br />
Bereichen, in denen vergleichsweise große<br />
Mengen Sickerwässer über den gesamten<br />
Grubenbau anstehen, wurden die Drainagematten<br />
gleichfalls im Stoßbereich am Sicherungsort<br />
verlegt. Unmittelbar bergseitig hinter<br />
der Sicherung durfte kein Haufwerk und/oder<br />
Lockermaterial mit dem Bauwerk in Kontakt<br />
treten. Hier erfolgte ein Rückbau des vorhandenen<br />
Materials im Grubenbau sowie<br />
die Freilegung der anstehenden Felssohle.<br />
Ggf. wurde zwischen der Bauwerksrückseite<br />
und dem aus dem Grubenbau zusitzenden<br />
Material eine Trennschicht aus Filterkies<br />
eingebaut (Bild 9 und 10). Das während der<br />
Sicherungsmaßnahmen anfallende Material<br />
(Sohlaushub, Lockermaterial aus Anschlägen)<br />
wurde unter Tage in verschiedene Kammerbereiche<br />
versetzt.<br />
Nach Beendigung der bergtechnischen<br />
Sicherung und damit Herstellung der erforderlichen<br />
Stand- und Arbeitssicherheit<br />
9 Sicherungsausführung Kammer (schematisch)<br />
Grafik: Kreis Euskirchen<br />
10 Sicherungsausführung Rolloch (schematisch)<br />
Grafik: Kreis Euskirchen<br />
212 bergbau 5/2008
Altlastensanierung<br />
11 Rotkaulstrecke nach Sicherung und Installation der Sickerwasserfassung<br />
Foto. DMT<br />
12 Das Abfallwirtschaftszentrum 2006 Foto: Kreis Euskirchen<br />
wurde unter Ausnutzung der bodenmechanischen<br />
Eigenschaften der anstehenden<br />
Lockermaterialien auf der Sohle der<br />
Rotkaulstrecke sowie einer durchgeführten<br />
Sohlprofilierung (Gefälle) ein Freispiegelgerinne<br />
in der gesamten Strecke eingebaut.<br />
Die Sohlabdichtung der Strecke konnte<br />
dabei unter Verzicht auf umfangreiche und<br />
kostenintensive Abdichtungsmaßnahmen<br />
mit Hilfe des Einbaus von anstehendem<br />
und unter Tage aufbereitetem Material in<br />
einer Stärke von 0,3 m (kf ≤ 10-9 m/s) realisiert<br />
werden. Durch die Benetzung der<br />
entsprechend in Längs- und Querrichtung<br />
profilierten Schicht mit den aus den angeschlagenen<br />
Grubenbauen zutretenden<br />
Sickerwässern tritt eine selbstheilende Wirkung<br />
ein. Der weitere Transport der belasteten<br />
Wässer erfolgt in den Zugangsstrecken<br />
ebenfalls im Freispiegelgefälle über<br />
PEHD-Rohrleitungen zu zentralen Sickerwasserbehältern<br />
in Schachtnähe. Von dort<br />
erfolgt die Ableitung der Wässer nach über<br />
Tage mittels Tauchpumpe. Somit kann der<br />
erforderliche technische Aufwand sowie die<br />
Nachsorgung deutlich minimiert werden.<br />
Das Gesamtsystem ist so ausgelegt, dass<br />
jederzeit einfache technische Arbeiten (Reparaturen)<br />
durchgeführt werden können.<br />
Die Anlage wird regelmäßig befahren und<br />
hinsichtlich ihrer Funktionsweise überprüft.<br />
Die regelmäßigen Wartungsarbeiten durch<br />
den Kreis Euskirchen beschränken sich im<br />
Wesentlichen auf einfache Säuberungen<br />
(Spülungen) der genannten Rinne und der<br />
Leitungen (Bild 11).<br />
Die o. gen. Maßnahmen mit der Zielstellung<br />
der Sickerwasserfassung und dauerhaften<br />
Abfuhr wurden im Jahr 2004 abgeschlossen.<br />
Im Jahr 2006 schlossen sich Ertüchtigungsarbeiten<br />
für den Standort der zentralen<br />
Sickerwasserbehälter unter Tage<br />
sowie für die Bereiche von schachtnahen<br />
Bauen an.<br />
Gegenwärtig beschäftigt sich der Kreis<br />
Euskirchen aus rein bergschadenstechnischer<br />
Sicht mit der Erkundung und Sicherung<br />
eines Tagesbruches auf dem<br />
ehemaligen Deponiegelände. Weiterhin<br />
werden im Zuge der Deponiestilllegung<br />
verschiedene Grundwassermessstellen<br />
außerhalb des eigentlichen Deponiegeländes,<br />
aber innerhalb der vom Bergbau<br />
beeinflussten Gebiete, errichtet. Diese<br />
dienen im Wesentlichen der Kontrolle und<br />
Überwachung der standortbezogenen Abstromverhältnisse<br />
im Zusammenhang mit<br />
der hydrogeologischen Gesamtsituation.<br />
Gleichfalls erfolgt die Überwachung der<br />
Wasserstände im Niveau des Burgfeyer<br />
Stollens mit Hilfe einer Messeinrichtung im<br />
Schacht Virginia.<br />
Insgesamt ergeben sich für den Betreiber<br />
aufgrund der bergbaulichen Hinterlassenschaften<br />
neben den regulär zu<br />
planenden und auszuführenden Stilllegungsmaßnahmen<br />
der eigentlichen Deponie<br />
verschiedene zusätzliche Aufgabenstellungen.<br />
Anhand der heutigen Situation<br />
am Standort (Bild 12) kann eine gelungene<br />
Bergbaunachfolge in der Entwicklung einer<br />
Brachlandschaft zu einem modernen Abfallwirtschaftszentrum<br />
festgestellt werden.<br />
Literatur<br />
Geologische Karte von Nordrhein-Westfalen,<br />
Maßstab 1:25.000 und Erläuterungen,<br />
Blatt 5405 Mechernich<br />
Schalich, J., Friedrich. K. S., Stadler, G.: Die<br />
Bleierzlagerstätte Mechernich - Grundlage des<br />
Wohlstandes, Belastung für den Boden, Geologisches<br />
Landesamt Nordrhein-Westfalen, 1996<br />
Heitfeld, K.-H., Heitfeld, M., Rosner, P., Mühlenkamp,<br />
M., Krings, K.: Bergbaulich-geotechnische<br />
Untersuchung zur Bewertung des<br />
Gefährdungspotenziales im Altbergbaubereich<br />
<strong>Mechernicher</strong> <strong>Bleiberg</strong>, Beitrag zum 3. Altbergbau-Kolloquium,<br />
Freiberg 2003<br />
Hülsmann, K.-H, Schöne-Warnefeld, G.: Zentrale<br />
Mülldeponie Mechernich – Nachwirkungen<br />
des früheren Bergbaus und dessen Auswirkungen<br />
auf die Abdichtungsmaßnahmen, Zustand<br />
des Burgfeyer Stollens, Westfälische Berggewerkschaftskasse<br />
im Auftrag des Kreises Euskirchen,<br />
1986, unveröffentlicht<br />
Lux, J.-P., Weber, M.: Komplexe Sicherungsmaßnahmen<br />
an unterhalb einer Deponie<br />
gelegenen Bauen der ehemaligen Grube<br />
Meinertzhagener <strong>Bleiberg</strong>, Beitrag zum 3. Altbergbau-Kolloquium,<br />
Freiberg 2003<br />
Informationen<br />
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Am Technologiepark 1<br />
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bergbau 5/2008 <strong>213</strong>