Die TS GMBH führt im Auftrag der RAG die notwendigen Umbauarbeiten zur Grubenwasserhaltung auf allen Wasserhaltungsstandorten im Ruhrgebiet durch. Bis 2025 werden diese abgeschlossen sein und bis 2035 wird das Grubenwasser im Ruhrgebiet ein Niveau von ca. 600 m erreicht haben. Die RAG wird dann zwar auch weiterhin Wasser pumpen, doch mit einem deutlich geringeren energetischen Aufwand. Das Wasser wird zudem sauberer sein, da es beim Weg durch die Gesteinsschichten nur noch gut 600 m statt 1.000 m zurückgelegt hat und somit weniger Minerale lösen konnte. Schließlich stehen bereits zeitnah 240 km Fluss- und Bachläufe wieder für eine Renaturierung zur Verfügung. Bekanntestes Beispiel ist die Emscher, die bereits im Jahr 2022 vollständig von Grubenwassereinleitungen befreit wird und zu einem Symbol für den Wandel des Ruhrgebietes geworden ist.
Nachbergbau und Grubenwasserhaltung RAG
Um in der Vergangenheit Steinkohle in Tiefen von bis zu 1.400 m zu gewinnen, mussten in jedem aktiven Bergwerk umfangreiche Maßnahmen getroffen werden, um Wasser, welches aus höhergelegenen Gesteinsschichten dem Bergwerk zuläuft, zu sammeln und nach über Tage abzupumpen. Diese sogenannte „Wasserhaltung“ wurde mittels einer Vielzahl im ganzen Bergwerk verteilter Pumpen betrieben, die zunächst das Wasser unter Tage an einer oder mehreren Stellen sammelte. Von dort wurde das Wasser dann mit großen und sehr leistungsstarken Pumpen über Rohrleitungen, die in den Schächten eingebaut waren, nach über Tage gepumpt. Von dort wurde das Grubenwasser ggf. einer einfachen Reinigung unterzogen und dann in den nächstgelegenen größeren Fluss abgeleitet. Im Wesentlichen waren das Ruhr, Emscher, Lippe und Rhein. Über das gesamte Ruhrgebiet verteilt gab es so unzählige Einleitstellen – für jedes Bergwerk mindestens eine.
Mit Einstellung der Steinkohleförderung Ende 2018 kann die sogenannte Wasserhaltung nun aber nicht einfach beendet werden. Zwar benötigt man die Bergwerke nicht mehr und nach Abbau und Abtransport der wesentlichen Maschinen und Geräte von unter Tage könnte man die Bergwerke theoretisch „absaufen“ lassen, es sprechen aber gewichtige Gründe dagegen.
So würde ein unkontrollierter Anstieg des Grubenwassers irgendwann auch zu einer Hebung der Erdoberfläche um Millimeter bis mehrere Zentimeter führen. Dieses muss man zukünftig ausschließen, da dies zu Schäden an Gebäuden und Infrastruktur führen würde. Ferner besteht die Gefahr, dass das Grubenwasser nach vielen Jahren des Anstiegs das Niveau des Grundwassers und damit ein wichtiges Trinkwasserreservoirs erreichen würde. Auch dieses muss vermieden werden, da das Grubenwasser bei seinem langen Weg in den Untergrund und wieder zurück aus den umliegenden tieferen Gesteinsschichten Minerale wie zum Beispiel Salze gelöst hat und diese dann mit dem Trinkwasser in Kontakt kämen. Darin besteht eine konstante Trinkwassergefährdung.
Wir werden bis „in alle Ewigkeit“ den Grubenwasserstand so regulieren, dass eine Beeinflussung der Tagesoberfläche minimiert wird und eine Gefährdung des Grundwassers ausgeschlossen werden kann. Derzeit sind dies rund 70 Mrd. Liter Grubenwasser jährlich.
Die RAG, seit ihrer Gründung 1968 der größte Steinkohleförderer Deutschlands und in den letzten Jahren auch der einzige, hat daher ein Konzept entwickelt, um den beiden genannten Zielen – Schutz der Oberfläche und des Grundwassers – gerecht zu werden, eine Entlastung der Flüsse Ruhr, Emscher, Lippe und Rhein und eine deutliche Reduzierung des energetischen Aufwandes für das Pumpen des Grubenwassers.
Das Konzept sieht vor, statt an einer Vielzahl von Standorten das Wasser von unter Tage aus ca. 1.000 m nach über Tage zu pumpen, an sechs ausgewählten, über das Ruhrgebiet verteilten Standorten das Wasser von über Tage, wie in einem Brunnen, aus nur noch ca. 600 m Tiefe zu pumpen. Durch die Reduzierung der Förderhöhe um rund 400 m und die Konzentration auf nur noch sechs Standorte sinken die Energiekosten für das Pumpen und damit der CO₂ „Abdruck“ deutlich. Die Reduzierung auf nur noch sechs Pumpstandorte führt zudem dazu, dass rund 240 km Fluss- und Bachläufe zukünftig von jeglicher Grubenwassereinleitung verschont bleiben.
Für die Oberfläche sind bei dem Anstieg des Grubenwassers von 1.000 m auf 600 m keine oder nur sehr geringe Auswirkungen zu erwarten und für das Grundwasser ist keine Beeinträchtigung zu befürchten, da der Abstand Grubenwasser-Grundwasser noch jenseits von 150 m liegt. Eine genügend große Gesteinsbarriere trennt also beide Wasserarten.
Technologietransfer im Rahmen des Nachbergbaus
Der jahrhundertelange Steinkohlebergbau im Ruhrgebiet wirkt auch mit dem Ende der Steinkohleförderung im Dezember 2018 nach. Durch die veränderten politischen Randbedingungen hin zur Entscheidung für die Einstellung der deutschen Steinkohleförderung haben sich die Geschäftsfelder der THYSSEN SCHACHTBAU GMBH (TS GMBH) grundlegend verschoben. Wir sind zwischenzeitlich der vorrangige Partner der RAG Aktiengesellschaft (RAG), um die notwendige Grubenwasserhaltung zu gewährleisten. Die RAG hat ihre operativen Tätigkeiten im Bereich der Grubenwasserhaltung nahezu aufgegeben und die Notwendigkeiten des Umbaus der Wasserhaltung durch einen entsprechenden Rahmenvertrag auf die TS GMBH übertragen.
„Oberstes Gebot dieser übertragenden Aufgaben ist der Trinkwasser- und Umweltschutz.“
Wir führen als Generalunternehmer für die RAG den Betrieb, die Instandhaltung und den Umbau von neun Grubenwasserhaltungsstandorten im Ruhrgebiet durch. Zu diesen Arbeiten zählt u.a. auch der zeitkritische Umbau der ehemaligen Bergwerke Amalie (Essen), Zollverein (Essen) und Concordia (Oberhausen), welche derzeit ihr Grubenwasser noch in die Emscher einleiten, dies aber im Rahmen des naturnahen Umbaus der Emscher bis Ende 2021 einstellen müssen.
Seit rund 150 Jahren wird in Deutschland Kalisalz im industriellen Maßstab untertägig abgebaut. Mit der Entdeckung der positiven Wirkung von kalihaltigen Düngemitteln auf das Pflanzenwachstum durch Justus von Liebig entwickelte sich ein ganz neuer Industriezweig – der Bergbau auf Kalisalz.
Folge dieses Abbaus, vor allem in Niedersachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen und Hessen sind neben großen, übertägigen Abraumhalden auch riesige Hohlräume unter Tage. Allein das Abbaurevier an der Werra im thüringisch-hessischen Grenzgebiet hat eine flächenmäßige Erstreckung, die größer als die Stadt München ist. Die dort befindlichen Hohlräume sind dabei im Schnitt 3-5 m hoch. Um langfristig eine Gefährdung für die Oberfläche auszuschließen, müssen diese Hohlräume nach dem Ende des Bergbaus teilweise verwahrt werden. Die Verwahrung („Sicherung“) kann dabei darin bestehen, die Hohlräume gezielt mit einer gesättigten Salzlauge („Salzwasser“) zu fluten oder feste Rückstände aus der Aufbereitung („Abraum“) wieder unter Tage einzubringen. Neben den eigentlichen Hohlräumen müssen aber auch die Schächte gesichert werden. Hier geht es zum einen darum, diese auf lange Sicht zu stabilisieren und ein zusammenbrechen nach vielen Jahrzehnten zu verhindern und zum anderen darum, auszuschließen, dass von über Tage ungesättigtes Oberflächenwasser (Süßwasser) in die alten Bergwerke eindringen oder aber gesättigte Lauge (Salzwasser) von unter Tage an die Oberfläche aufsteigen kann. Eindringendes Oberflächenwasser würde, da es ungesättigtes Süßwasser ist, unter Tage Salz anlösen und damit die Stabilität der Hohlräume gefährden. Aufsteigende Lauge, also gesättigtes Salzwasser, würde wiederum das Grundwasser und Gewässer oder aber Pflanzen gefährden.
Die TS GMBH entwickelt und baut für die K+S Aktiengesellschaft, dem Betreiber der Kalibergwerke in Deutschland, eine Fräse, mit welcher die Schächte für einen gas- und flüssigkeitsdichten Verschluss vorbereitet werden. Die Fräse wird dabei mit einem speziellen Fördergerüst und Winden in den verlassenen Schacht eingehängt. Sodann wird in einem vorher bestimmten Bereich die Schachtwand derartig glatt gefräst, dass von den vorher vorhandenen zentimetergroßen Abweichungen nur wenige Millimeter Rauigkeit zurückbleiben. Anschließend wird in einem letzten Schritt von über Tage ein spezielles Dichtmaterial wie Bentonit oder Bitumen zusammen mit Schotter eingebracht werden. Durch die extrem glatte Schachtwand schließt das Dichtmaterial den Schacht gas- und flüssigkeitsdicht ab.
Dieses Verfahren ist auch für die sichere Verwahrung von untertägigen Abfalldeponien und die Sicherung von untertägigen atomaren Endlagern wie Morsleben, Konrad oder ggf. Asse denkbar.
