Einführung in die Rohstoffgewinnung

Abbau fester mineralischer Rohstoffe im untertägigen Bergbau

Das Wertmineral wird mittels Bohr- und Sprengarbeit gewonnen und mit mobilen Transportgeräten nach übertage gefördert. Der Örterbau ist in Deutschland im Kalisalzbergbau der flachen Lagerung im Werra-Fulda-Gebiet anzutreffen. Hierbei weisen die Örter eine Breite von 16 m und eine Höhe von 4 m auf. Die quadratischen Festen haben eine Kantenlänge von 26 m. Die nachstehende Abbildung 10 zeigt das Schema eines Örterbau im Kalisalzbergwerk Hattorf. Die Abbaufront verläuft pfeilförmig. Zum Auffahren der Örter wird zunächst ein 5 m breites Ort mit Einbruch auf Großbohrloch (? 280 mm) hergestellt. Im zweiten Arbeitsgang wird das Ort auf die endgültige Breite von 16 m erweitert. Im internationalen Raum wird der Örterbau häufig in untertägigen Gewinnung von Steinkohle (USA) eingesetzt.

Kammerbau

Beim Kammerbau werden regelmäßig geformte, meist rechteckige Abbauräume aufgefahren. Die Abmessungen von Kammern sind deutlich größer als die von Örtern, zudem werden Kammern in mehr als einem Arbeitsgang hergestellt. Im Vergleich zu einer Weitung sind die Abmessungen der Kammern vor Beginn des Abbaus festgelegt. Die Kammern sind umgeben von Festen oder Pfeiler, die die Standsicherheit des Abbauhohlraumes sicherstellen. Im Hinblick auf die Dachbehandlung ist beim Kammerbau sowohl der Festenbau als auch der Versatz- oder Bruchbau anzutreffen. Abbildung 11 zeigt einen Kammerbau auf dem Steinsalzbergwerk Borth.

Die Kammern werden zunächst mit einem Marietta Miner mit einer Mächtigkeit von 2,75 m und einer Breite von rund 8 m aufgefahren. Zur Absicherung der Kammer werden Firstanker gesetzt. In einem zweiten Arbeitsschritt wird diese Kammer mit dem Marietta Miner in zwei weiteren Schnitten auf eine Breite von 20 m erweitert. In der Abbildung in grün dargestellt sind das Schneiden des Strossenkeils und damit die Erweiterung der Kammer auf eine Höhe von 17,25 m. Ist der Strossenkeil erstellt kann mit dem Strossen begonnen werden. Hierzu werden Strossenbohrwagen eingesetzt, die das Wertmineral in der Kammer vertikal abbohren. Nachdem das Salz gesprengt wurde, kann es mittels mobiler Technik aus der Kammer transportiert werden.

Weitungsbau

Im Gegensatz zum Kammerbau ist der Weitungsbau durch unregelmäßig geformte Abbauräume gekennzeichnet. Weitungen sind Abbauräume, deren Abmessungen durch die Struktur und Standfestigkeit der Lagerstätte und des Nebengesteines abhängig sind und daher zu Beginn des Abbaus nicht exakt festgelegt werden können. Aus Sicherheitsgründen dürfen Weitungen nicht betreten werden. Der Verhieb findet somit auch nicht in der Weitung statt, sondern von horizontalen Strecken am Rand der Weitung aus.

Die Weitung wird von Teilsohlen aus durch Bohren und Sprengen hergestellt. Dabei sind fächerförmig abgebohrte Sprengbohrlöcher mit einer Länge von 40 m und mehr die Regel. Der Abstand der Teilsohlen richtet sich nach der maximal möglichen Bohrlochlänge und der dabei erreichbaren Zielgenauigkeit. Der Weitungsbau tritt in den Varianten mit und ohne Versatz auf.

Abbauverfahren mit blockartiger Bauweise

Bei den Abbauverfahren mit blockartiger Bauweise werden quaderförmige Lagerstättenteile in Angriff genommen. Voraussetzung für dieses Verfahren ist eine in alle Richtungen ausgedehnte Lagerstätte mit mäßiger Standfestigkeit. Im Hinblick auf die Dachbehandlung ist der Blockbruchbau die wichtigste Variante. Die nachstehende Abbildung 2 25 zeigt das Prinzip eines Blockbruchbaus.

Die Ausrichtungsgrubenbaue um- und unterfahren die Lagerstätte und berauben damit dieser ihren Widerlagern. Das Wertmineral innerhalb des unterfahrenen Blockes bricht infolge der Schwerkraft von selbst herein. Beim Unterschneiden des Blockes werden Fördertrichter angelegt, durch die ein Abziehen des Minerals möglich ist. Der Vorteil des Blockbruchbaus sind die sehr niedrigen Gewinnungskosten bei einer sehr hohen Leistung. Entwickelt wurde das Verfahren im Norden der USA. In den Wintermonaten, in denen ein Abtransport des abgebauten Erzes aufgrund der zugefrorenen Seen nicht möglich war, wurden die Umfahrungen und Unterfahrungen mehrer Blöcke vorgenommen. In den Sommermonaten konnte dann das Erz aus den Blöcken in großen Mengen entnommen werden.

Literaturverzeichnis

[1] Reuther, E.-U.: Lehrbuch der Bergbaukunde
[2] Atlas Copco: Underground Mining Methods – Mining Methods case studies, a technical reference edition,
[3] Fotomaterial: http://web.uct.ac.za/depts/geolsci/dlr/hons2000/
[4] Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: Verschiedene Artikel und Publikationen
[5] GibGas – Fahren mit Erdgas: Internetpräsenz http://www.gibgas.de/german/fakten/naturstoff_erdgas.html
[6] Bay. Sand- und Kiesindustrie: Schriftenreihe der bayrischen Sand- und Kiesindustrie, Heft 2
[7] Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: Dr. Michael Kosinowski, Tendenzen auf dem Rohstoffmarkt eine Analyse der BGR
[8] Deutsches nationales Komitee des Weltenergierates: Energie für Deutschland – Fakten, Perspektiven und Positionen im globalen Kontext 2002
[9] DEBRIV: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 2003
[10] World of Mining Surface and Underground: Die Verfügbarkeit von Rohstoffen – insbesondere von fossilen Energieträgern, 04/2004
[11] Verein der Kohlenimporteure: Jahresbericht 2003
[12] Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: Rohstoffwirtschaftliche Studie, 2002
[13] DEBRIV: http://www.debriv.de/zahlen/folien/grafik09.pdf
[14] Statistik der Kohlenwirtschaft e.V.: http://www.kohlenstatistik.de/ftp/BK-WELT.XLS
[15] Wirtschaftsvereinigung Bergbau: Nachfrage und Absatz von Steinkohle, http://www.wv-bergbau.de/
[16] USGS – United States Geological Survey: Iron Ore – Statistics and Information, Mineral Commodity Summaries 2005
[17] International Aluminium Institute: Aluminium production - www.world-aluminium.org/ production/
[18] Wirtschaftsvereinigung Metalle: Metallstatistik 2003
[19] Volker Lukas: Kali- und Steinsalz in Deutschland, Akademie der Geowissenschaften, Hannover, 2002, Veröffentlichung 20, (2002), S. 54-62
[20] IG BCE: Bericht I/2004, Kalibergbau und weiterer Nichtkohlenbergbau
[21] Deilmann-Haniel: Internetpräsenz der Firma Deilmann-Haniel, http://www.dh-ms.com
[22] Thyssen-Schachtbau: Thyssenschachtbau-Report 2004
[23] Thyssen-Schachtbau: TS Schachtbau und Bohren, Internetpräsenz http://www.schachtbau-bergbau.de/
[24] RKK-Soilfreeze Technology: About Ground Freezing, www.cryocell.com/AboutGF.html
[25] Deilmann-Haniel: Herstellung einer Wetterbohrung auf der Schachtanlage Heinrich Robert, Zeitschrift Unserer Betrieb, April 1992,
[26] Herrenknecht: Datenblatt VSM 8000 Shaft sinking machine 11/2004
[27] Orica: Internetpräsenz der Firma Orica, http://www.oricaminingservices.com
[28] DBT: Internetpräsenz der Firma DBT, www.dbt.de, Broschüre DBT Diesel FBR-15 Coal Hauler
[29] Atlas Copco: Internetpräsenz der Firma Atlas Copco, Photoarchiv, http://www.atlascopco.com
[30] Kali und Salz: Internetpräsenz der Firma K+S, Pressefotos, http://www.k-plus-s.com
[31] Deutsche Steinkohle AG: Internetpräsenz der Firma DSK, Bildarchiv http://www.deutsche-steinkohle.de
[32] Betek: Internetpräsenz der Firma Betek http://www.betek.de/
[33] Eickhoff: Bildmaterial der Firma Eikhoff Bergbautechnik GmbH
[34] Wirth: Internetpräsenz der Firma Wirt, http://www.wirth-europe.com, Broschüre RM T 1.24
[35] Parallelgraphics: Bildmaterial der Firma Parallelgraphics, http://www.parallelgraphics.com
[36] Voest Alpine Bergtechnik: Internetpräsenz der Firma Voest Alpine Bergtechnik http://www.vab.sandvik.com, Bildmaterial ASVA
[37] Herrenknecht: Internetpräsenz der Firma Herrenknecht http://www.herrenknecht.com
[38] Geo Kompakt: Geo Kompakt, Nr. 1, 2004, Die Geburt der Erde, Vom Werden und Vergehen der Gesteine, S. 89
[39] Steinkohle-Portal: Internetpräsenz http://www.steinkohle-portal.de
[40] DBT: Internetpräsenz der Firma DBT, www.dbt.de
[41] Halbach & Braun: Internetpräsenz der Firma Halbach und Braun, http://www.halbach-braun.de/
[42] Mining Magazine: Mining Magazine, Ausgabe Februar 2005 http://www.grundwasser-online.de

Univ.-Prof.Dr.-ing. habil. H. Tudeshki

 

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Hossein H. Tudeshki studierte am Mining College of Schahrud, Iran. Nach mehrjähriger Tätigkeit in der Bergbauindustrie absolvierte er 1989 das Bergbaustudium an der RWTH Aachen. Von 1992 bis 2001 war er Oberingenieur am Institut für Bergbaukunde III der RWTH Aachen mit dem Arbeitsschwerpunkt Tagebau und Bohrtechnik. Er promovierte 1993 und habilitierte sich 1997.

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