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Kali und Steinsalz Grimmig Zur Lage der Mitgliedswerke des Kalivereins Jacob,Triebel Automatisierung im Bergbau der K+S Gruppe Breidung Verwahrung von Kali- und Steinsalzbergwerken einschließlich langzeitsicherer Schachtabdichtungen Deppe,Pippig Erkundung und Maßnahmen zur Beherrschung der Salzlösungszuflüsse im Grubenfeld Merkers Brockhoff Auswirkungen von EU-Aktivitäten auf den Kali- und Steinsalzbergbau I 02/2002 I I Herausgeber Kaliverein e.V. www.kaliverein.de

I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

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Page 1: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Kali und Steinsalz

Grimmig Zur Lage der Mitgliedswerke des Kalivereins

Jacob,Triebel Automatisierung im Bergbau der K+S Gruppe

Breidung Verwahrung von Kali- und Steinsalzbergwerkeneinschließlich langzeitsicherer Schachtabdichtungen

Deppe,Pippig Erkundung und Maßnahmen zurBeherrschung der Salzlösungszuflüsse im Grubenfeld Merkers

Brockhoff Auswirkungen von EU-Aktivitäten auf den Kali- und Steinsalzbergbau

I 02/2002 I

I Herausgeber Kaliverein e.V.

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Page 2: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Breidung: Preservation of Potashand Rock Salt Mines, including thesecure Sealing of Shafts on a long-term BasisIn 1998, K+S established a unit called

“inactive mines”, and assigned it the

task of looking after mines where

production had been discontinued.

In addition to keeping them in

reserve in individual cases for pos-

sible retroactive use, preservation

activities are primarily to be

planned and carried out for the 28

mines with a total of 64 shafts, in

order to achieve the ultimate dis-

continuation of operations.

The contribution describes the

main projects associated with these

activities. For instance, projects for

the controlled flooding of mines are

presented, pointing out the various

risks and demands. Furthermore,

projects for the plugging of shafts

are described, ranging from simple

tipping of the plugging material

into dead water to comparatively

costly plugging through a pipeline.

A probably unique project is the fill-

ing in of a large earth subsidence

close to a shaft by lateral blasting.

An in situ experiment aimed at the

secure sealing of the shaft an a long-

term basis was successfully carried

out at the Salzdetfurth mine. This

provided proof of the functionality

of a plugging construction with a

bentonite sealing system set on a

gravel column as the abutment,

which is unlikely to settle much.

Deppe, Pippig: Investigations andControl of Groundwater Inflows inthe ancient Potash Mine Merkers,Werra District GermanyIn 1969 and 1976 resp two brine

inflows occurred during mining

activities in the potash mine Mer-

kers. Both groundwater inflows cal-

led “Querort 23” and “Querort 86”

(site 23 and site 86) are drained by

bore holes. Currently the flow rates

are about 190 l/min and 14 l/min

related to specific drainage levels.

The constant water tables beneath

the highly soluble potash seams in

combination with the residual dis-

solution ability of the brines lead to

save and controlled hydrologic

conditions.

The water originates from an

underlying Permian sand- and silt-

stone aquitard, showing low yields

and low permeabilities in a region-

al scale. In the case of site 23 a large

complex cavity system has been dis-

solved within the 300 m thick salt

deposit totalling in 350,000 m3 vol-

ume, including an open cavern of

215,000 m3. A grouting program

within the salt rock 20 years ago was

not successful because of the solu-

bility of the salt.

Within the last five years, georadar

measurements, an extensive drilling

program and pumping tests

improved the knowledge of the

hydrogeological and hydraulic

situations of the inflows. In case of

inflow site 23, a discrete fracture

zone has been identified within the

Permian sand- and siltstones

beneath the cavern which functions

as a conduit for brine.

In case of inflow 86 it is planned to

seal a permeable area of 100 m x 25

m by grouting curtains via under-

ground drill holes.

Brockhoff: Impact of EC Activities onPotash- and Rock Salt MiningThe EC commission interferes to an

increasing degree in the national

legal orders mainly in the areas of

enviromental protection as well as

occupational safety and health by

using precise guidelines.

As a result of it an obvious deterio-

ration of the conditions of produc-

tion for the industry can be noticed,

last but not least also for the Ger-

man mining industry.

A critical analysis of the behaviour

of EC commission shows that fre-

quently aberrations between com-

mission and concerned industry

occur due to frequently insufficient

clarification of the circumstances to

be adjusted, unsatisfactory attention

of the principle of subsidiarity and

reasonableness as well as the hardly

occuring discussion of the facts

between commission and industry.

For these reasons reforms are

needed.

A further European centralisation

should be avoided by using legal and

organisational measures. Further-

more intensive and constructive and

especially early discussions are

necessary between EC bodies and

industry. This would be the first step

in the right direction.

Just now there is a chance in con-

nection with the political endeav-

ours for a reform of the EC.

Abstracts

Kali und Steinsalz 3

Grimmig: Status of the MemberWorks of the Potash and Salt MiningIndustryThe member works of the potash

and salt mining industry combined

in the “Kaliverein” with locations in

seven federal states were able to suc-

cessfully adjust to the changing

external conditions and market

requirements by means of concen-

tration processes and strict cost

management.

The rock salt activities reached a

new quality through SWS’s acqui-

sitions on the one hand and the esco

joint venture between K+S and

Solvay on the other hand.

With new projects in the main fields

of business potash, rock salt and dis-

posal, at the same time the mining

locations have made long-term

course adjustments to retain their

international competitiveness and

to continue to significantly grow

through acquisitions in selected

fields of business.

The “Kaliverein” flanks this devel-

opment by increasing its association

work in close coordination with

other associations and institutions

at an European level.

Jacob, Triebel: Machines have beensuccessfully automated in the Minesof the K+S Group during the lastDecades. This process concerns mainly sta-

tionary machines like belt convey-

ors, crushers and shaft hoisting

equipment. Our examination of

potentials to reduce costs and the

state of computer development

obtained by now caused us to re-con-

sider the tele-operation and automa-

tion especially of mobile machines.

Furthermore, the improvement of

job security and ergonomics of

various activities was examined.

This resulted in several projects, of

which some are realised by now.

Some are being planned or tested in

our operation.

In two mines different systems for

multiple tele-operation and automa-

tion of loaders are implemented and

tested. The loaders are already in

operation and we have first experi-

ences with one of the systems.

Another project for computer aid-

ed planning of blastholes and

automation of blasthole-drilling in

carnallitit-domes is dealt with in the

Unterbreizbach mine. Parts of this

project are tested. An automated

solution has already replaced the

manual grinding of drill bits.

After the evaluation of all experi-

ences the decision will be made

which of the projects are to be imple-

mented also at other mines.

Abstracts

2 Kali und Steinsalz

Page 3: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Kali und Steinsalz 5

Liebe Leserinnen und Leser,das vorliegende Heft ist der Bergtechnischen Tagung des Kalivereins

gewidmet, die Anfang Juni in Hannover wiederum im Hause der Bun-

desanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) stattfand. Die viel-

fältige positive Resonanz bestärkt uns in der Absicht, die gehaltenen Vor-

träge zu veröffentlichen.

Es würde allerdings den Rahmen dieses Heftes sprengen, alle Vorträ-

ge ungekürzt zu drucken. Wir haben uns deshalb entschließen müssen,

auf die Beiträge von Herrn Kind zur Situation des Kalibergwerks Zielitz

und von Herrn Rüther über Maßnahmen zur Produktionsoptimierung

im Salzbergwerk Heilbronn ganz zu verzichten sowie die anderen Beiträ-

ge zu kürzen.

Dem Rotstift des Lektors fiel bedauerlicherweise auch das ebenso freund-

liche wie geistreiche Grußwort von Herrn Prof. Wellmer, Präsident der

BGR, zum Opfer. Eines aus seinem Grußwort sollte jedoch nicht unerwähnt

bleiben: Herr Prof. Wellmer teilte die größte bekannte Primzahl mit

1013 Mio-1 mit. Zum Vergleich: Ein Salzbergwerk durchschnittlicher Größe

dürfte bis zu 1040 Salzkörner haben. Testen Sie, ob Ihre Vorstellungskraft

für diese Zahl ausreicht, meine jedenfalls versagt.

Bei dieser Gelegenheit noch zwei kurze Worte in eigener Sache: Gesell-

schaftsrechtliche Veränderungen in der K+S Gruppe und die inzwischen

vollzogene Gründung der esco GmbH & Co. KG (Gemeinschaftsunter-

nehmen von Solvay und K+S für den europäischen Salzbereich) haben –

wie am Ende dieses Heftes vermerkt – auch den Vorstand des Kalivereins

verändert.

Seit kurzem hat der Kaliverein in Personalunion den Vorstandsvorsitz

(Herr Dr. Bethke) und auch die Geschäftsführung der Verbindungsstelle

Landwirtschaft-Industrie e.V. übernommen und bildet mit dieser eine Büro-

gemeinschaft in Kassel. Die Verbindungsstelle besteht seit 75 Jahren und

ist ein branchenübergreifendes Forum für die Erörterung grundsätzli-

cher Fragen der Wirtschafts- und Gesellschaftspolitik. Die Kooperation

der beiden Verbände bietet angesichts ihrer vielen sachlichen oder the-

matischen Schnittstellen die Chance, die von beiden wahrgenommene

Interessenvertretung zu beleben und auch nachdrücklicher zu gestalten.

Möglicherweise wird dies auch in dem einen oder anderen Heft unserer

Zeitschrift zum Ausdruck kommen.

Damit genug, ich wünsche Ihnen nun eine anregende Lektüre dieses

Heftes. Dr. Arne Brockhoff

Grimmig Seite 6Zur Lage der Mitgliedswerke des Kalivereins

Jacob, Triebel Seite 18Automatisierung im Bergbau der K+S Gruppe

Breidung Seite 28Verwahrung von Kali- und Steinsalzbergwerken einschließlich langzeitsicherer Schachtabdichtungen

Deppe, Pippig Seite 40Erkundung und Maßnahmen zur Beherrschung der Salzlösungszuflüsse im Grubenfeld Merkers

Brockhoff Seite 50Auswirkungen von EU-Aktivitäten auf den Kali- und Steinsalzbergbau

Impressum Seite 57

Firmennachrichten Seite 58

Personalien Seite 59

4 Kali und Steinsalz

Inhalt Editorial

Page 4: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Gegenüber dem Jahr 2000 lassen

sich für die vergangenen beiden Jah-

re und heute vier grundsätzliche

Übereinstimmungen feststellen:

1. Die wirtschaftliche Lage der Mit-

gliedsunternehmen des Kaliver-

eins ist erneut positiv zu beurteilen.

Alle Geschäftsbereiche tragen zu

diesem guten Gesamtergebnis bei.

(Abb. 1)

2. Der Wandel in den Bereichen des

öffentlichen Lebens setzt sich fort.

Das wird sichtbar durch Verän-

derungen des Kalivereins, die auf

gesellschaftsrechtliche Umstruk-

turierungen der Mitgliedsunter-

nehmen zurückzuführen sind.

In der Aus- und Fortbildung ist

Bewegung – nicht erst seit der PISA-

Studie. Die Schulen, Fachhoch-

schulen und Universitäten passen

ihr Programm an die sich verän-

dernden Anforderungsprofile an. Es

ist aus Sicht der Industrie außeror-

dentlich wichtig, dass dabei die Qua-

lität – insbesondere bei der Akade-

mikerausbildung – im Auge behal-

ten wird. Die Anforderungen an alle

Fakultäten steigen. Bei den zustän-

digen Behörden haben Umstruktu-

rierungsmaßnahmen in vielen Bun-

desländern stattgefunden und wer-

den weiter vollzogen. An dieser

Stelle gilt unser Dank den heute hier

Wirtschaft

Kali und Steinsalz 7

Wirtschaft

6 Kali und Steinsalz

Zur Lage der Mitgliedswerke des Kalivereins

Abb. 2: Kaliverein – Mitgliedsunternehmen im Überblick 2001 /

Kaliverein (Potash Association) – an overview of the member companies 2001

Die im Kaliverein zusammengeschlossenen Mitgliedswerke

des Kali- und Steinsalzbergbaues mit Standorten in sieben

Bundesländern konnten sich durch Konzentrationsprozesse

und striktes Kostenmanagement auf veränderte äußere

Bedingungen und Markterfordernisse erfolgreich einstellen.

Eine neue Qualität erreichten die Steinsalzaktivitäten durch

Akquisitionen der SWS einerseits sowie das Joint Venture

esco der K+S und Solvay andererseits. Mit neuen Projekten

in den Hauptgeschäftsfeldern Kali, Steinsalz und Entsorgung

haben die Bergbaustandorte zugleich langfristige

Weichenstellungen vorgenommen, um die internationale

Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und in ausgewählten

Geschäftsfeldern durch Erwerbe weiter deutlich zu wachsen.

Der Kaliverein flankiert diese Entwicklung durch die

Verstärkung seiner Verbandsarbeit in enger Abstimmung mit

anderen Verbänden und Institutionen auf europäischer

Ebene.

Gerd Grimmig,

Vorstandsmitglied der

K+S Aktiengesellschaft,

Kassel

Abb. 1: Standorte der zugehörigen Unternehmen und zuständige Bergaufsichtsbehörden in Deutschland / Locations of

the affiliated companies and responsible mining authorities in Germany

Page 5: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

fDer Umsatz betrug im Jahr 2001

ca. 1,4 Mrd. .

f Es sind 9.840 Menschen beschäf-

tigt.

f Die Ausbildungsquote liegt wei-

terhin mit 5,7 % oberhalb des Durch-

schnitts der deutschen Industrie,

indem wir rund 560 junge Men-

schen in 15 verschiedenen Berufen

ausbilden und sie auch größtenteils

übernehmen können. Wir meinen,

damit einen beachtlichen sozial-

politischen Beitrag zu leisten.

Zu einigen technischen Kennzahlen:

fWir betreiben 31 Schächte.

f Der Achsabstand der Bandan-

lagen ist auf eine Gesamtlänge von

270 km angewachsen.

fMit rund 2.500 mobilen Maschi-

nen werden eine jährliche Kali- und

Steinsalzfördermenge von44 Mio.t

und eine Abfallmenge von fast

1,6 Mio. t bewegt.

Wie im Überblick zu erkennen

war, wurde der Arbeits- und Gesund-

heitsschutz auf einem erfreuli-

chen Niveau gehalten. Mit 5,7

Unfällen pro 1 Mio. geleisteten

Arbeitsstunden liegen die Berg-

werksbetriebe deutlich unter dem

Durchschnitt der gewerblichen

Industrie. (Abb. 3)

Dies gewinnt umso mehr an

Bedeutung, da wir im Kali eine rela-

tiv hohe Auslastung fahren konnten

und das Salzgeschäft witterungs-

bedingt und der Entsorgungsberg-

bau projektbezogen hoch ausgelas-

tet waren. Der Arbeits- und Gesund-

heitsschutz unserer Belegschaften

hat unumstritten in allen Bereichen

die höchste Priorität. Es gilt unein-

geschränkt das Motto: „Produktion

mit Sicherheit“. Auch wenn 5,7

Unfälle pro 1 Mio. geleisteten Ar-

beitsstunden ein erfreuliches Ergeb-

nis darstellen, so ist doch jeder

Unfall einer zuviel! Wir werden wei-

terhin durch organisatorische und

technische Maßnahmen, aber auch

Wirtschaft

Kali und Steinsalz 9

anwesenden Behördenvertretern

für die gute und konstruktive

Zusammenarbeit. Auch wir regis-

trieren, unter welch großem – finan-

ziell bedingten – Druck schlankere

Verwaltungsstrukturen entstehen,

und wissen es zu schätzen, dass die

Genehmigungspraxis nicht leidet.

Ungeachtet dessen bitten wir, wei-

terhin intensiv über Deregulie-

rung und Vereinfachung von Ver-

fahren nachzudenken, um Bear-

beitungsumfang und -dauer ent-

sprechend zu minimieren.

3. Die EU-Harmonisierung spielt

eine zunehmend wichtigere Rolle

für die einzelnen Mitgliedsstaaten.

Wir müssen lernen, mit den Orga-

nen Brüssels zusammenzuarbeiten,

und m. E. den Initiativen zur

Handels- und Steuerpolitik, zum

Arbeits-, Gesundheits- und Umwelt-

schutz noch größere Aufmerksam-

keit schenken. Die fachliche Beglei-

tung der vielen Regulierungsakti-

vitäten gewinnt immer mehr an

Bedeutung, da sie z. T. unangemes-

sen und nicht nachvollziehbar

sind, andererseits kostspielig und

sogar existenzbedrohend sein kön-

nen.

4. Ein weiterhin bestehendes Ele-

ment ist der permanente Zwang zur

Rationalisierung und Kostensen-

kung. Wir müssen konsequent dar-

an arbeiten, die Wettbewerbsfähig-

keit durch striktes Kostenmanage-

ment zu erhalten. Dieser letzte

Punkt wird sich wie ein roter Faden

durch meinen Beitrag ziehen und

hier und da durch angestoßene

Maßnahmen näher erläutert wer-

den. Beginnen möchte ich mit dem

aktuellen Überblick über die Mit-

gliedsunternehmen des Kaliver-

eins. (Abb. 2)

Wirtschaft

8 Kali und Steinsalz

Abb. 4: Einheitliche Tarife / Uniform collective bargaining wage rates

Abb. 3: Betriebsunfälle je 1 Mio. gel. Arbeitsstunden / Industrial accidents per 1 mln hours worked

Abb. 6: Welt-Kaliverbrauch nach Absatzregionen / Worldwide potash consumpti-

on according to sales regions

Abb. 5: Welt-Kaliproduktion 2001 / Worldwide potash production 2001

Abb. 7: Kali: Kostentrends und Gegenmaßnahmen / Potash: Cost trends and

countermeasures

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Schlaglichtartig seien zwei Ver-

änderungen bei den Wettbewerbern

angeführt:

f „Uralkali“ hat sich mit Teilex-

portmengen der „Canpotex“ ange-

schlossen.

f Die israelische Kaliindustrie hat

in den letzten beiden Jahren die spa-

nische „Iberpotash“ und die engli-

sche „Cleveland Potash“ übernom-

men.

Es ist wichtig, sich in der Markt-

beurteilung die Entwicklung des

landwirtschaftlichen Weltkaliver-

brauchs nach Regionen vor Augen

zu führen : (Abb. 6)

f sowohl rückblickend, hier ab

1988/89

f als auch in der Prognose, hier bis

2006/07.

In Afrika stagniert der Verbrauch

auf niedrigem Niveau. Die GUS bzw.

die ehemalige UdSSR ist durch den

signifikanten Rückgang Ende der

80er Jahre/ Anfang der 90er von

7 Mio. t K2O auf derzeit rund

700.000 t pro Jahr gekennzeichnet,

d. h. auf 1/10 des ehemaligen Inland-

verbrauchs.

In der Prognose wird von einer

sehr moderaten Zunahme bis 2007

ausgegangen. Westliche Agrarwis-

senschaftler führen an, dass dieses

Verbrauchniveau zu gering für die

Eigenversorgung mit landwirt-

schaftlichen Produkten ist. Europa

– die hellblaue Kurve – wird nach

der Reduktion auf 50 % des Jahres

1988 mit einem konstanten Ver-

brauch von ca. 4,3 Mio. t K2O hoch-

geschätzt. Amerika wird mit weite-

ren Steigerungsraten gesehen,

während der höchste Zuwachs in

Asien /Ozeanien auf über 10 Mio. t

K2O erwartet wird. Um sich in die-

sem Markt gegen große Produk-

tionskapazitäten und gegen die „low

cost producer“ behaupten zu kön-

nen, sind wir permanent dabei,

Kostentrends zu analysieren und

Gegenmaßnahmen zu treffen.

(Abb. 7) Zu den allgemeinen Kosten-

steigerungen und einer – auf aller-

dings hohem Niveau – stagnieren-

den Produktivität kommen schwie-

rigere Rahmenbedingungen hinzu.

Zu letzteren sind die angesproche-

nen zahlreichen EU-Richtlinien-

initiativen zu rechnen. Um die

internationale Konkurrenzfähig-

keit zu erhalten oder noch weiter zu

stärken, haben wir u. a. Prozessket-

tenoptimierungen durchgeführt.

f Unter dem Stichwort „Arbeits-

zeitflexibilisierung“ wurden ge-

meinsam mit den Arbeitnehmer-

vertretern intelligente Schicht-

modelle entwickelt und vielfach

bereits umgesetzt.

f Wir erschließen neue Potenzia-

le in unseren Lagerstätten, z. B.

durch die Entwicklung „Neuhof-

Ellers 1. Sohle“ und die Projekte

„Hartsalz Sigmundshall“ und

„Unterbreizbach Sylvinit“.

f Wir analysieren inzwischen

Wirtschaft

Kali und Steinsalz 11

durch Schulung und Motivation

alles tun, um die Arbeitssicherheit

zu verbessern. Ein wichtiges Feld des

Kalivereins ist das Tarifwesen.

(Abb. 4) Wegen des direkten Zusam-

menhanges mit der Produktion und

Produktivität spreche ich dieses

auch auf der „Bergtechnischen

Tagung“ an: Nachdem die Produk-

tivität gesteigert und angeglichen

worden war, hat die K+S im Perso-

nal- und Sozialbereich frühzeitig die

Harmonisierung zwischen den

alten und den neuen Bundeslän-

dern realisiert.

f So zahlen wir bereits ab

01.01.1998 einheitliche Tarifent-

gelte, also seit über 4 Jahren.

f Ab 01.01.2001 haben wir ein-

heitlich die 38-Stunden-Woche.

f Relativ zeitnah, ab 01.01.2002,

haben wir eine einheitliche Alters-

versorgung und Vermögenswirk-

same Leistungen eingeführt.

Es bleibt festzustellen, dass die

Integration abgeschlossen ist, und

Sie werden jetzt verstehen, warum

wir die Fusion der ost- und west-

deutschen Kali- und Steinsalzak-

tivitäten als „Erfolgsstory“ bezeich-

nen.

Im nun folgenden Teil meines

Beitrags möchte ich Sie über die

Entwicklung

f im Kali

f im Steinsalz

f im Entsorgungs- und Recycling-

geschäft und

f der Verwahrungsaktivitäten

informieren. Der weltweite Kali-

markt wird nach wie vor bestimmt

durch vorhandene große Über-

kapazitäten, verbunden mit

entsprechendem Angebots- und

Preisdruck. Im Säulendiagramm

rangiert K+S nach Kanada und der

GUS an Nr. 3 der Weltkaliprodu-

zenten. (Abb. 5)

Wirtschaft

10 Kali und Steinsalz

Abb. 8: F+E: Fahrlader-Automatisierung im Werk Werra / R&D: Automated scoop trans in the Werra works

Abb. 9: Neuhof-Ellers: „1. Sohle“ / Neuhof-Ellers: “1st f loor”

Abb. 10: Sigmundshall: Inbetriebnahme Kieserit-Anlage 2001 / Sigmundshall:

Commissioning of kieserite plant in 2001

Abb. 11: Werk WE: „Unterbreizbach Sylvinit“ – Grubenriss /

WE Works: “Unterbreizbach sylvinite” – mine map

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Betrieb nehmen. (Abb. 10) Durch

eine Investition von 42 Mio. wur-

den die Ertragskraft und die Lebens-

dauer des Werkes Sigmundshall gra-

vierend erhöht. Hervorheben möch-

te ich, dass dieses Projekt durch die

Niedersächsische Landesregierung

nicht nur konstruktiv begleitet, son-

dern auch finanziell unterstützt

wurde. Zu einem Projekt im Werra-

Revier: „Unterbreizbach Sylvinit“.

(Abb. 11) Hier haben wir das Gru-

bengebäude auf der 2. Sohle grau

angelegt dargestellt. Als grüne

Linie ist die Landesgrenze zwischen

Thüringen und Hessen erkennbar,

die auf beiden Sohlen als Sicher-

heitspfeiler im Sinne einer Barrie-

re ausgebildet ist. Auf hessischer Sei-

te werden die Fabriken Hattorf und

Wintershall durch das zusammen-

geführte Verbundbergwerk ver-

sorgt. Auf thüringischer Seite för-

dert der Grubenbetrieb Unter-

breizbach das Rohsalz in die

zugehörige Fabrik. Ziel ist, die Lager-

stätte länderübergreifend für die

Versorgung der vorhandenen drei

Fabriken zu nutzen. Ein Teil der hier

gelb angelegten 53 Mio. t Sylvinit

mit einem sehr hohen Kaligehalt

von 27 % K2O sollen, da er in der

Fabrik Unterbreizbach nicht voll-

ständig verarbeitet werden kann,

über eine untertägige Förderver-

bindung der Fabrik Wintershall

zugeführt werden. Der K2O-Gehalt

im Rohsalz könnte durch Zumi-

schen von 1,5 Mio. t/a von 8,1 % auf

12% erhöht werden. (Abb. 12)

Die Effektivmenge wird um ca.

2,6 Mio. t/a sinken, die Produkti-

onsmenge demgegenüber um

250.000 t Ware steigen. An diesen

wenigen Kennzahlen wird die

Bedeutung des Projekts für das Ver-

bundwerk Werra mit seinen 4.000

Menschen für einen Zeitraum von

30 Jahren klar. Die positiven

Umweltaspekte seien kurz einge-

blendet: Eine 2,6 Mio. t geringere

Effektivmenge bedeutet:

f weniger Aufhaldung

f reduziertes Abstoss-/Versenk-

volumen

f geringerer Energiebedarf, damit

u. a. Senkung der CO2-Emission.

Wir sind z. Z. dabei, die techni-

schen Unterlagen zu erarbeiten, und

beabsichtigen, diese zur genehmi-

gungsrechtlichen Prüfung den

zuständigen Behörden in Hessen

und in Thüringen in Kürze vorzu-

legen. Es ist sicher klar geworden,

dass wir sozusagen „alle Register zie-

hen“, um unsere Kaliprodukte

kostengünstig herzustellen, um sie

weiterhin weltweit erfolgreich ver-

markten zu können. Auch im Salz-

markt setzt sich der Konzentrations-

prozess fort. (Abb. 13) Zunächst zur

Südwestdeutschen Salzwerke AG.

Wirtschaft

Kali und Steinsalz 13

komplizierte Betriebsabläufe per Computer-Simulati-

on, um den optimalen Personal- und Geräteeinsatz zu

erzielen.

f ... und wir sind dabei, nach den stationären Anla-

gen auch mobile Fahrzeuge zu automatisieren, hier der

Prototyp eines automatisierten 12-t-Fahrladers der

GHH Fahrzeuge GmbH mit seinem Leitstand über Tage.

(Abb.8)

In Neuhof-Ellers wurde eine höhere Carnallitit- und

Langbeinitverträglichkeit in der Aufbereitung ent-

wickelt. (Abb. 9) Dies verbesserte die Vorratssituation

und eröffnete Potenziale zur Steigerung des Gruben-

effekts. Die Exploration bis hin zur Abbauplanung wur-

de völlig überarbeitet, mit dem Ergebnis, dass zukünf-

tig die Gewinnung schachtnah – damit kostengünstig

– im Südteil der Lagerstätte konzentriert werden kann.

Die Sylvinitlagerstätte unseres Werkes Sigmundshall

drohte, in absehbarer Zeit erschöpft zu sein. Bedingt

durch einen sich weiter positiv entwickelnden Kieserit-

markt und die guten Hartsalzvorräte konnten wir das

Projekt genehmigen und nach recht kurzer Zeit im

Herbst letzten Jahres diese neue Kieserit-Fabrik in

Wirtschaft

12 Kali und Steinsalz

Abb. 15: Frisia Zout – Kavernenfeld /

Frisia Zout – cavern panel

Abb. 14: „esco“ – european salt company – Standorte des Joint Venture / “esco” – European Salt Company – joint venture

locations

Abb. 12: K2O Gehaltsentwicklung im Förderrohsalz /

Change in K20 content in the raw salt extracted.

Abb. 13: Weiterer Konzentrationsprozess im Salz / Further

salt concentration process

Abb. 16: Salzanbieter in Europa (Jahr 2000 in Mio. t) / Salt suppliers in Europe

(Year 2000 in mln to.)

Abb. 17: Hohe Entsorgungssicherheit in Deutschland / High level of waste dis-

posal provisions in Germany.

Page 8: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

niederländischen Standort Frisia

Zout B.V. akquiriert.

Nunmehr geht K+S gemeinsam

mit den Steinsalzaktivitäten der Sol-

vay ein Joint Venture ein. Dieses

neue Unternehmen wird „esco“ –

european salt company – heißen.

Die Frage „Warum european?“ lässt

sich anhand dieser Landkarte am

leichtesten beantworten. (Abb. 14)

Nach der Modernisierung unserer

K+S-Standorte – hier Nr. 1–3 – kam

die Frisia Zout B.V. (Nr. 4) in Holland

hinzu.

In der esco werden neben dem

Werk Borth am Niederrhein weite-

re Produktions- und Vertriebsstand-

orte bis in den Süden Portugals tätig

sein. Als Gesellschafteranteile wer-

den die SOLVAY 38% und die K+S

62 % halten. Ein Blick auf einen Pro-

duktionsstandort der künftigen

esco: hier die Frisia, in der Nähe der

niederländischen Nordseeküste.

(Abb. 15) Der Rohstoff für die Pro-

duktion von rund 1 Mio. t Siede-

salz/a wird soltechnisch gewonnen.

Die Kavernen liegen in einer Teufe

von 2.500–3.000 m mit dem ent-

sprechenden Gebirgsdruck, den

herrschenden Temperaturen von

100 o C und den sich daraus erge-

benden Anforderungen an den Sol-

betrieb und die eingesetzten Werk-

stoffe.

Abschließen möchte ich den

Bericht über das Salzgeschäft mit

einem Überblick der Salzanbieter in

Europa. (Abb. 16) Nach der Akzo

Wirtschaft

Kali und Steinsalz 15

Als Reaktion auf die Liberalisierung

des europäischen Salzmarktes und

die Öffnung der Grenzen in Europa

wurde bekanntlich 1995 die SÜD-

SALZ unter Einbringung der Salz-

aktivitäten der Bayrischen Berg-,

Hütten- und Salzwerke AG (BHS)

gegründet. Mehrheitsgesellschaf-

ter der SÜDSALZ war damals

zunächst die SKW Trostberg AG, spä-

ter die DEGUSSA AG, während die

SWS mit 36 % Minderheitsanteile

hielt. Sie war allerdings mit dem

Grundstoff für die Produkte der

SÜDSALZ GmbH – nämlich dem

Heilbronner Steinsalz – maßgeblich

an den wirtschaftlichen Erfolgen

des Unternehmens beteiligt.

Die Dekonsolidierungspläne der

Degussa AG machten im Jahr 2001

den Weg frei zur Übernahme der

Mehrheit durch die SWS. Seit dem

zweiten Quartal 2001 gehört die

SÜDSALZ konsolidiert zum Konzern

der SWS AG und bringt außer den

Vertriebsaktivitäten auch das Berg-

werk in Berchtesgaden und die Sali-

nen in Bad Reichenhall und Bad

Friedrichshall ein.

Die Chancen aus der Integration

wurden umgehend genutzt: Bereits

Ende 2001 wurden umfangreiche

Änderungen mit gegenseitigen

Dienstleistungen, organisatorischen

Neuordnungen und Bündelung

von Aktivitäten umgesetzt. Der Kon-

zern beschäftigt im Inland jetzt

knapp 1.000 Mitarbeiter, der Umsatz

im Jahr 2001 betrug etwa 150 Mio.

Euro.

Zum Einbezug in die Leistungs-

daten des Kalivereins sei noch mit-

geteilt, dass die Steinsalzförderung

mit rund 2,5 Mio. t fast unverändert

zum Vorjahr lag, während die

verbrachte Menge an Fremdabfällen

von rund 500.000 auf über

600.000 t anstieg, wovon 80 %

Schüttgüter sind. Für die K+S-

Standorte vollzog sich der Konzen-

trationsprozess wie folgt: Im Jahr

2000 – kurz nach der 23. Bergtech-

nischen Tagung – hat die K+S den

Wirtschaft

14 Kali und Steinsalz

Abb. 18: Entsorgungs- und Recyclingaktivitäten / Waste disposal and recycling

activities

Abb. 19: Entsorgungsbergbau im Salinar /

Waste disposal mining in Salinar

Abb. 20: „Inaktive Werke“ in Niedersachsen / “Inactive works” in Lower Saxony

Abb. 21: Langzeitsichere Schachtverschlüsse Salzdetfurth / Long-term, safe shaft stops in Salzdetfurth

Abb. 22: Verwahrung Merkers / Merkers storage

Page 9: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

worden. Hier nur ein kurzer Hin-

weis auf das Projekt „Langzeit-

sicherer Schachtverschluss Salz-

detfurth“, das in Salzdetfurth feder-

führend von der Einheit „Inaktive

Werke“ realisiert wurde. (Abb. 21)

Die Versuche zur Entwicklung

eines Dichtelementes, basierend auf

einem binären Bentonitgemisch,

konnten erfolgreich abgeschlossen

werden, und wir haben somit ein

Konzept für den langzeitsicheren

Verschluss vertikaler Grubenbaue

zur Verfügung.

In der thüringischen Grube Mer-

kers laufen seit 1993 umfangreiche

Verwahrungsarbeiten. (Abb. 22) Die

Versatzleistung wurde auf rd.

2,2 Mio. Jahrestonnen hochgefah-

ren, was der Fördermenge eines

mittleren Bergwerks entspricht.

Die Arbeiten verlaufen planmäßig,

zuverlässig und mit einem hohen

Maß an Arbeitssicherheit. Der Gru-

benbetrieb Merkers konnte in den

letzten beiden Jahren den Wander-

preis der Arbeitssicherheit, die

„Heilige Barbara“, als Sieger errin-

gen. Mit einem sogenannten 3-Säu-

len-Konzept wird die Grube Merkers

gesichert. Mit dem Steinsalzversatz

wird die latente Gebirgsschlagge-

fahr bekämpft. Von der geplanten

Gesamtversatzmenge von 30 Mio. t

haben wir bis zu diesem Jahr in etwa

die Hälfte eingebracht. Ein weiteres

wichtiges Element ist die aktive

Zuflussbekämpfung der Gas- und

Laugenzutritte. Wenn diese Arbeiten

bis ca. 2009 abgeschlossen sind, wer-

den die Schächte mit langzeit-

sicheren Schachtverschlüssen abge-

dichtet. Hier wird man sich an das

in Salzdetfurth entwickelte Konzept

anlehnen.

Auf eine Aktivität in Merkers

möchte ich hinweisen, nämlich das

Erlebnis Bergwerk Merkers, das um

den Neubau eines Informations- und

Besucherzentrums erweitert wird.

(Abb. 23) Wir beabsichtigen, die

rund 80.000 Besucher pro Jahr nicht

nur über Geologie, Technik und

Geschichte des Bergbaus zu infor-

mieren, sondern auch den Nutzen

unserer Kali- und Salz-Produkte in

den Vordergrund zu stellen. Neben

der Präsentation der Compo-Pro-

dukte und Stickstoffdünger ist das

Bergwerk auch eine PR-Plattform

des Kali-, Steinsalz- und Entsor-

gungsbergbaus. Wir erwarten davon

auch eine weitere positive Image-

Bildung.

Die WVB, die Wirtschaftsverei-

nigung Bergbau, hat nach der Bro-

schüre „Die Zukunft beginnt mit

dem Bergbau“ aktuell weitere Initia-

tiven gestartet, die die Rolle, die Auf-

gabe und die Perspektiven des

Bergbaus sowohl in unserer Volks-

wirtschaft als auch weltweit be-

schreiben. (Abb. 24)

Mit dem Titel „Bergbau und nach-

haltige Entwicklung“ und dem Fly-

er „Ein Tag mit dem Bergbau“ setzt

die WVB die konsequente Öffent-

lichkeitsarbeit fort, um zu kom-

munizieren, welch große Bedeu-

tung die Rohstoffwirtschaft für das

tägliche Leben hat und wie verant-

wortungsbewusst mit Bodenschät-

zen und der Umwelt umgegangen

wird. Zu einem kurzen Ausblick:

(Abb. 25)

f Wir werden weiterhin hart

daran arbeiten, die internationale

Wettbewerbsfähigkeit unserer Berg-

bauaktivitäten zu erhalten.

fDie Arbeitssicherheit werden wir

trotz des erreichten hohen Niveaus

weiter verbessern. Für alle Betriebe

hoffen wir, dass wir von schweren

oder gar tödlichen Unfällen ver-

schont bleiben.

f Die einzelnen Geschäftsfelder

werden sich weiter konsolidieren

und Integrationsprozesse fortsetzen.

f Ausgewählte Geschäftsfelder

werden durch weitere Akquisi-

tionen wachsen.

Weiterhin wachsen wird auch die

Bedeutung der „EU-Harmonisie-

rung“, und der Kaliverein wird in

enger Abstimmung mit anderen

Verbänden und Institutionen die

Verbandsarbeit auf europäischer

Ebene verstärken. Bei den zu lösen-

den Aufgaben bauen wir fest auf die

Leistungsfähigkeit gut ausgebilde-

ter, hoch motivierter Mitarbeiter

und eine vertrauensvolle, kon-

struktive Zusammenarbeit mit

unseren Partnern.

Glückauf

Wirtschaft

Kali und Steinsalz 17

wird die esco auf Platz 2 der Salz-

produzenten aufrücken und die

SWS/ SÜDSALZ mit ca. 2,7 Mio. t auf

dem 4. Platz liegen. Im Entsorgungs-

und Recyclinggeschäft wird durch

vielfältige Aktivitäten eine hohe Ent-

sorgungssicherheit in Deutschland

bzw. für Europa angeboten. (Abb. 17)

f In Baden-Württemberg werden

die UTD Heilbronn und die Unter-

tage-Verwertungsanlage Bad Frie-

drichshall /Kochendorf betrieben.

f In Hessen und Thüringen sind die

Untertage-Verwertungsanlagen Hat-

torf, Wintershall und Unterbreiz-

bach gelegen wie auch die UTD Her-

fa-Neurode.

f Die K+S ist an den thermischen

Bodenreinigungsanlagen in Deut-

zen – hier Nr. 7 – und in Bremen –

hier Nr. 12 – beteiligt.

f In Sachsen-Anhalt liegen die

Untertage-Verwertungsanlage Bern-

burg und die UTD Zielitz.

f In Niedersachsen betreiben wir

die Bauschutt-Recyclinganlage in

Sehnde und die Salzschlackenauf-

bereitung in Sigmundshall. Auf

einer Zeitachse von 1994 bis 2001

sind hier die Verwertungs-, Besei-

tigungs- und Recyclingmengen

als Säulendiagramm dargestellt.

(Abb. 18) Die Beseitigungsmengen

haben sich auf einem Niveau von rd.

150.000–180.000 t/a stabilisiert. Für

die Verwertung ist eine deutliche

Mengensteigerung bis zum Jahr

1999 zu erkennen, die im Jahr 2001

nochmals gesteigert werden konn-

te. Die Recyclingmengen – also Bau-

schutt und Salzschlacke – erhöhten

sich im gleichen Zeitraum auf rd.

500.000 t. Es bleibt festzustellen,

dass in den Anlagen, die dem Kali-

verein zuzuordnen sind, immerhin

1,6 Mio. t/a im Sinne der umwelt-

verträglichen Entsorgung und des

Recyclings bearbeitet werden. Der

Entsorgungsbergbau im Salinar ist

für die planfestgestellten Betriebe

gekennzeichnet durch flüssigkeits-

und gasdichtes Gebirge und grund-

wassersperrende Tonschichten.

(Abb. 19) Dies ermöglicht eine um-

weltverträgliche Abfallentsorgung,

indem die Stoffe langzeitsicher, von

der Biosphäre abschließbar, einge-

lagert werden.

Im letzten Teil komme ich, wie

angekündigt, auf unsere Verwah-

rungsarbeiten und zum For-

schungsprojekt „Langzeitsicherer

Schachtverschluss“ zu sprechen. In

der Einleitung habe ich Sie über die

permanenten Rationalisierungen

informiert, die leider mit der Still-

legung vieler Werke, auch im

Raum Hannover, verbunden waren.

In 1998 haben wir die Einheit

„Inaktive Werke“ geschaffen, die

sich schwerpunktmäßig und for-

ciert mit den Verwahrungsaufgaben

in diesem Revier befasst. (Abb. 20)

Nach dem Abarbeiten eines umfang-

reichen Programms, das die Ver-

wahrung von 9 Schächten in den

letzten vier Jahren beinhaltete, sind

nunmehr von 64 Schächten 43 ver-

füllt oder geflutet, hier als grüne

Punkte eingezeichnet.

Wenn man gedanklich die für

eine mögliche Nachnutzung vor-

zuhaltenden 15 Schächte subtra-

hiert, verbleiben noch weitere 6,

hier rot, die zu verfüllen sind. Wir

werden voraussichtlich bis

2004/2005 die notwendigen Ver-

wahrungs- und Rekultivierungsar-

beiten größtenteils abgeschlossen

haben, d. h. gut 10 Jahre nach dem

Geschäftsplanbeginn sind dann

auch die Pflichten an den stillge-

legten Werken weitestgehend erfüllt

Wirtschaft

16 Kali und Steinsalz

Abb. 23: Neubau Informationszen-

trum EBW – Erlebnis Bergwerk Mer-

kers / New information centre building,

EBW – Erlebnis Bergwerk Merkers

Abb. 24: Wirtschaftsvereinigung Bergbau / 24 Mining Trade Association/Rohstoff-

event (Raw materials event)

Abb. 25: Ausblick / Outlook

Page 10: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

In der K+S Gruppe wurden die Poten-

tiale und Chancen der Fernbedie-

nung und Automatisierung von

Maschinen in den letzten Jahren

untersucht. Daraus entstand eine

Reihe von Projekten, die sich in der

Konzept- bzw. Erprobungsphase

befinden. Der Schwerpunkt liegt auf

der Automatisierung mobiler

Maschinen. Nach Auswertung der

Erfahrungen und abschließender

Betrachtung der Wirtschaftlich-

keit wird über die weitere Anwen-

dung entschieden.

EinführungSeit Einführung der mobilen

Maschinen und der Streckenförde-

rung mit Bandanlagen in Kali- und

Steinsalzbergwerken wurden die

dabei eingesetzten Maschinen stän-

dig verbessert und die Leistungen

erheblich gesteigert. Die stationären

Anlagen, wie Brecher, Bandan-

lagen, Bunker und Schachtförder-

anlagen, wurden bereits früh auto-

matisiert. Diese Anlagen werden

heute überwiegend aus zentralen

Grubenwarten, die sich meist über

Tage befinden, gesteuert und über-

wacht.

Anders stellt sich die Situation bei

den mobilen Maschinen dar. Die

Automatisierung gestaltet sich hier

schwieriger. Die Mobilität der

Maschinen und damit sich ständig

ändernde Umgebungsbedingungen

(Streckenkonturen, Fahrbahn, Hauf-

werk) bzw. die komplexen Arbeits-

vorgänge stellen hohe Ansprüche an

den automatisierten Betrieb. Die

Schwerpunkte bei der Entwicklung

lagen daher bisher in der Leistungs-

steigerung und Erhöhung der Ver-

fügbarkeit. Seit Beginn der 90er Jah-

re wurden in der K+S Gruppe eine

Reihe von Automatisierungspro-

jekten für mobile Maschinen in

Angriff genommen und teilweise

bereits umgesetzt.

In diesem Beitrag werden die Be-

weggründe und die vorhandenen

Potentiale für eine weitere Automa-

tisierung dargelegt. Im Anschluss

werden drei Projekte im Bereich der

mobilen Maschinen vorgestellt. Als

Sonderthema folgt die Automati-

sierung beim Anschleifen von Bohr-

kronen. Ein Ausblick auf die weitere

Entwicklung und die Zusammen-

fassung beenden den Beitrag.

Zielstellung und Potentiale derAutomatisierungDie Bestrebungen zur Automati-

sierung von Maschinen in den Gru-

benbetrieben sind auf eine Reihe

von Beweggründen zurückzu-

führen.

Wirtschaftliche AspekteStetige Expansion der Grubenbe-

triebe in die Fläche und steigende

Entfernungen und Fahrzeiten für

das Personal führen zu sinkender

Arbeitszeit vor Ort und abneh-

mender Maschinenlaufzeit im

mobilen und stationären Bereich.

Bei gleichbleibender Leistung stei-

gen dadurch die Personalkosten an.

Restriktionen in der Wetter-

führung wegen der Schachtdurch-

messer und des untertägigen Wet-

ternetzes beeinflussen die mögli-

chen Arbeitszeiten ebenfalls negativ.

Einige Arbeitsvorgänge stellen

hohe Anforderungen an die Qualität

der Ausführung. Beispiel ist hier die

Parallelität und optimale Länge von

Sprengbohrlöchern. Hier besteht die

Möglichkeit, durch Automatisie-

rung Fehler bei der Durchführung

der Arbeiten zu reduzieren.

Die bisherigen Rationalisie-

rungsmaßnahmen durch Optimie-

rung der Maschinen und Leis-

tungssteigerung durch „scaling

up“, d.h. Vergrößerung der Maschi-

nen, haben technische Grenzen

erreicht.

Um einen Kostenanstieg und

einen Produktivitätsrückgang zu

verhindern, ist daher der Schritt zur

Automatisierung sinnvoll.

Bei der Betrachtung der Wirt-

schaftlichkeit ist zu beachten, dass

die Einführung von Automatisie-

rungssystemen zusätzliche Auf-

wendungen und Kosten für die

Unterhaltung und Wartung mit sich

Kali und Steinsalz 19

Forschung und Entwicklung

18 Kali und Steinsalz

Forschung und Entwicklung

Automatisierung im Bergbau der K+S Gruppe

In den Bergwerken der K+S Gruppe wurden in den vergangenen Jahr-

zehnten mit Erfolg Maschinen automatisiert. Dabei handelt es sich

überwiegend um Maschinen des stationären Bereiches wie Gurtför-

derer, Brecher und Schachtförderanlagen. Die Prüfung der Potentia-

le zur Kostensenkung und der zwischenzeitlich erreichte Entwick-

lungsstand in der Rechnertechnik führten seither zur erneuten

Betrachtung der Fernbedienung und Automatisierung insbesondere

von mobilen Maschinen. Daneben wurden zur weiteren Verbesserung

der Arbeitssicherheit und der Ergonomie von Arbeitsplätzen

verschiedene Tätigkeiten untersucht. Aus diesen Untersuchungen

entstanden eine Reihe von Projekten, die zum Teil bereits umgesetzt

wurden bzw. sich in der Erprobungs- oder Konzeptphase befinden. In

den Grubenbetrieben Hattorf/Wintershall und Unterbreizbach testen

wir unterschiedliche Varianten der Fernsteuerung und Automatisierung

von mehreren Fahrladern im Gewinnungsbetrieb. Bei einem der Sys-

teme liegen erste Einsatzerfahrungen vor. Ein Projekt zur rechner-

gestützten Planung von Sprenglochbohrungen und Automatisierung

des Bohrvorgangs in Kuppen wird in der Grube Unterbreizbach bear-

beitet. Teilsysteme befinden sich hier im Probebetrieb. Das manuelle

Anschleifen von Bohrschneiden wurde durch eine automatische Lösung

schon weitgehend ersetzt. Nach der Auswertung aller Erfahrungen wird

entschieden, ob und inwiefern wir die Projekte auf andere Standorte

ausweiten können.

Thomas JacobProduktionsleiter u.T.Werk Werra K+S KALI GmbH

Dr.-Ing. Rüdiger TriebelGrubenwirtschafts-ingenieurWerk Werra K+S KALI GmbH

Abb. 1: Gewinnungszyklus Bohren und Sprengen, mobile Maschinen / Mining

cycle with drill and blast, mobile machines

Page 11: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

von elektrischen Zündern konnte

keine befriedigende technische

Lösung gefunden werden.

Nach einem Übergang zu an-

deren Sprengstoffen und Zündsys-

temen wäre eine erneute Prüfung

der Möglichkeiten sinnvoll.

Nicht im Gewinnungszyklus ent-

halten sind die vielfältigen Trans-

portaufgaben in den Gruben-

betrieben. Mit unterschiedlichen

Transportsystemen werden Betriebs-

materialien wie Diesel, Sprengstoff

und Firstanker zu den Einsatz-

revieren gebracht. Besonders in den

Reststoffverwertungsanlagen der

Gruben werden große Mengen

transportiert. Dabei liegen die

Fahrtrouten zwischen dem Anlie-

ferschacht und den Einlagerungs-

feldern fest. Hier bietet sich ein auto-

matisierter, mannloser Transport

an. Entsprechende Konzepte werden

erstellt.

Automatisierung von FahrladernZur Zeit werden bei der K+S Grup-

pe zwei Automatisierungskonzepte

für Fahrlader im Werk Werra auf

den Standorten Hattorf/Wintershall

und Unterbreizbach getestet.

Projekt LF 12.2 AMSGrundgedanke des Projektes AMS

(Automated Mining Systems) ist die

Bedienung mehrerer Fahrlader

durch einen Fernbediener. (Abb. 2)

Diese Möglichkeit ist nur gege-

ben, wenn diese Maschinen wenig-

stens zeitweise autonom betrieben

werden – also ohne aktive Handlung

des Fernbedieners. Dies wird mög-

lich, indem die Fahrlader während

der Fahrten zwischen Kippstelle und

Ladeort autonom geführt werden.

Der Fernbediener hat die Aufgabe,

das Laden des Haufwerks vor Ort

und das Entladen an der Kippstelle

durchzuführen. AMS ist konzipiert

für den Einsatz in den room-and-pil-

lar-Abbauen der flachen Lagerung.

Abbildung 3 zeigt die typische

Verfahrensweise für einen LHD-

Zyklus mit Fernbedienung vor Ort

und an der Kippstelle. Der Abschnitt

mit autonomer Führung befindet

sich dazwischen.

Die Parameter für das Fahren wer-

den für jede Fahrstrecke und Rich-

tung in einer Lernfahrt-Datei abge-

speichert. Diese wird vom Fernbe-

diener einmal aufgezeichnet und

kann dann dauerhaft genutzt wer-

den. Neue Aufnahmen sind nach

Veränderungen erforderlich, z.B.

nach Verlängerung des Führungs-

mittels.

Beim Einsatz von drei Maschinen

müssen zusätzlich die Fahrent-

fernungen abgestimmt und opti-

miert sein. Der Betrieb von mehre-

ren Maschinen im gleichen Revier

mit flexibler Zuweisung der Maschi-

nen an die unterschiedlichen An-

tennenbereiche stellt eine Neuent-

wicklung dar. Es wird angestrebt,

den Entladevorgang an der Kipp-

stelle zu automatisieren, um die

Produktivität zu verbessern und die

erwarteten wirtschaftlichen Effek-

te zu erreichen.

Technische BeschreibungDas System besteht aus vier Haupt-

komponenten:

f Fernbedienstand

f Kommunikationssystem

f Führungsmittel

f Fahrlader mit Automatisierungs-

und Führungssystem

Der Fernbedienstand ist für die

Bedienung mehrerer Fahrlader von

über Tage ausgelegt. Er kann grund-

sätzlich auch zur Steuerung ande-

rer Maschinen verwendet werden.

Zur Zeit ist der Fernbedienstand für

drei Fahrlader konfiguriert und

besteht aus den Komponenten:

f Fernbedienersitz mit Joysticks

und Pedalen

f PC mit Touch Screen

f TV-Monitore

Abbildung 2 zeigt den Arbeits-

platz des Fernbedieners. Er ist in

einem Büroraum über Tage unter-

gebracht mit Klimaanlage und wei-

terem Komfort.

Insgesamt wurden sechs Fernbe-

diener aus der Mannschaft des Wer-

kes Werra für den Arbeitsplatz Fern-

bediener rekrutiert. Vier davon

bringen Erfahrung aus dem Gruben-

betrieb als Maschinenbediener mit.

Zwei Mann waren vorher im über-

tägigen Betrieb eingesetzt.

Die Fernbediener arbeiten nach

einem wöchentlich wechselnden

System unter und über Tage, damit

jeder von ihnen Erfahrung als Fern-

bediener sammeln kann, aber auch

Kali und Steinsalz 21

Forschung und Entwicklung

bringt. Häufig sind technische,

methodische und organisatorische

Veränderungen zum Einsatz auto-

matisierter Maschinen erforder-

lich. Die zu erwartende Wirt-

schaftlichkeit ist deshalb für das

Gesamtsystem zu untersuchen.

ErgonomieSoweit es die Automatisierung von

Maschinen oder Arbeitsvorgängen

ermöglicht, den Bediener von der

Maschine zu nehmen, ist damit in

der Regel auch unter ergono-

mischen Gesichtspunkten eine Ver-

besserung erreicht. Auftretende

Schwingungen, Lärmbelästigung,

Abgase usw. beeinflussen den Bedie-

ner nicht mehr, wenn er seine

Maschine von einem stationären

Steuerstand aus fernsteuert bzw. die

Maschine mannlos arbeitet. Dazu

kommen ständig steigende Anfor-

derungen an die Qualität der Wet-

ter, die sich in verschärften MAK-

Werten für Gaskonzentrationen

sowie Diesel-Motor-Emissionen

(DME) ausdrücken. Bei den Grenz-

werten ist zur Zeit noch kein Ende

der Entwicklung abzusehen. In Son-

derfällen können arbeitsmedizini-

sche Gesichtspunkte zwangsläufig

zu einer Automatisierung führen.

Ein bedeutender Teil der Auto-

matisierungsprojekte in den Gru-

benbetrieben betrifft Maschinen im

Gewinnungszyklus. (Abb. 1) Nach

wie vor stellt die Bohr- und Spreng-

arbeit das wirtschaftlichste Gewin-

nungsverfahren im deutschen Kali-

und Steinsalzbergbau dar. Die bei

K+S verwendeten mobilen Maschi-

nen sind speziell den Erfordernissen

des Kalibergbaus angepasst. Stan-

dardmaschinen können in der

Regel nicht eingesetzt werden.

Potentiale der AutomatisierungBei den Lademaschinen sind ver-

schiedene Stufen der Automatisie-

rung vorstellbar. Neben der Fern-

bedienung des Fahrladers mit

Sichtkontakt ist bei Ausrüstung der

Maschine mit Kameras auch die

Bedienung von einem weiter ent-

fernten Steuerstand möglich. Ein

weiterer Schritt ist der automatische

Fahrbetrieb sowie die Automatisie-

rung des Lade- und Kippvorgangs.

Die für die Firstsicherheit wich-

tigen Arbeitsvorgänge des Berau-

bens und Ankerns erfordern ein

hohes Maß an Erfahrung und Ein-

zelentscheidungen vor Ort. Darum

wird eine Vollautomatisierung die-

ser Maschinen derzeit nicht ange-

strebt. Fernbedienung mit Sicht-

kontakt (Funkfernsteuerung) wird

jedoch bereits angewendet.

Bei Großlochbohrwagen ist das

automatische Herstellen von Ein-

bruchslöchern bereits seit Jahren

Realität. Insbesondere wegen der

Gefährdung durch Gas-/Salzaus-

brüche in der Werra-Fulda-Lager-

stätte wurde hier bereits früh der

Bohrvorgang mannlos gestaltet.

Umsetzen und Einrichten der

Maschine werden weiterhin von

einem Bediener durchgeführt.

Die für vielfältige Aufgaben ein-

gesetzten Kleinlader bieten für

eine Automatisierung wenig Ansatz-

punkte. Häufig kurzfristig wech-

selnde Arbeitsorte mit wenig repro-

duzierbaren Tätigkeiten lassen eine

Automatisierung hier sehr schwie-

rig und wenig erfolgversprechend

erscheinen.

Der Bohrvorgang bietet sich bei

Sprenglochbohrwagen für eine

Automatisierung an. Dabei reicht

das Spektrum von Fernbedienung

über Einsatz von Kameras bis hin

zur kompletten Automatisierung

einschließlich Umsetzen der

Maschine.

Das Besetzen von Sprengbohr-

löchern mit Sprengstoff wiederum

ist eine Tätigkeit, die sich aus meh-

reren Gründen für Automatisierung

anbietet. Zum einen sind hier die

eingesparten Personalkosten zu

sehen, zum anderen der Zugewinn

an Sicherheit durch den Entfall der

Handhabung von Sprengstoffen

und Zündern durch einen Spreng-

hauer. Untersuchungen Anfang der

90er Jahre zum Einsatz von Mani-

pulatoren an Sprengfahrzeugen

wurden wegen technischer Schwie-

rigkeiten und hoher Kosten in der

Konzeptphase eingestellt. Besonders

für das automatische Einbringen

20 Kali und Steinsalz

Forschung und Entwicklung

Abb. 2: Drei Fahrlader gesteuert von einem Fernbedienstand – AMS / Three loa-

ders controlled from one tele-operation station – AMS

Abb. 3: LHD Zyklus mit Fernbedienung und autonomer Führung – AMS / LHD

cycle with tele-operation and guidance path – AMS

Page 12: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

schiedenen Kippstellen wurde auf-

genommen. Die Optimierung des

Systems wird fortgesetzt.

Projekt LF 17.2 FAFür den Einsatz in anderen Abbau-

verfahren als room-and-pillar mit

zum Teil sehr viel größeren

Abbauhöhen ist der Einsatz von

AMS wegen des an der Firste anzu-

bringenden Führungsmittels nicht

möglich. Für das in Unterbreizbach

zur Zeit erprobte neue Abbauver-

fahren Kuppenstrossbau bot sich der

Einsatz eines automatisierten Fahr-

laders jedoch an. (Abb. 6)

Das Abbauverfahren wurde für

den Abbau von carnallitischen

bzw. sylvinitischen Lagerteilen des

Flözes Thüringen mit Mächtigkeiten

zwischen 10 und 25 m konzipiert.

Wie dargestellt wird das Lager in der

ersten Phase durch im liegenden

Steinsalz aufgefahrene Strecken

(Fahr- und Bandstrecke) – blau – und

am Hangende aufgefahrene Grund-

strecken – grün/braun – an das vor-

handene Grubengebäude ange-

schlossen.

Anschließend wird ein Hoch-

bruch von der Liegend- zur Hang-

endstrecke hergestellt. Im Rückbau

wird die Hangendstrecke in Phase2

auf die vorgesehene Breite erweitert

und nacheilend in Phase 3 das Lager

durch Strossen in der vollen Mäch-

tigkeit hereingewonnen. Das in Pha-

se 1 gewonnene Salz wird in den

Hangendstrecken gefördert. Das

Laden in Phase 3 erfolgt dann in

einem Hohlraum mit Höhen größer

10 m, der aus Sicherheitsgründen

nicht betreten werden darf. Der

Ladevorgang und das Fahren in der

Strosse müssen hier also fernbedient

erfolgen.

KonzeptDie Entwicklung eines vollauto-

matischen Fahrbetriebs erfolgt

beim Projekt Unterbreizbach in 3

Stufen:

f Stufe 1: Funkfernsteuerung des

Fahrladers mit Sichtkontakt zur

Maschine. Dieses Verfahren wird in

Unterbreizbach schon seit längerer

Zeit eingesetzt. Die Ladearbeit in

sogenannten Kuppen, die durch Per-

sonen nicht betreten werden dür-

fen, wird nach diesem Konzept

durchgeführt. Dabei steigt der

Bediener am Beginn des Kuppen-

hohlraumes im sicheren Bereich ab.

Mittels eines tragbaren Funkbe-

dienpults verfährt er den Fahrlader

in die Kuppe, lädt die Schaufel und

fährt den Fahrlader wieder zurück.

Anschließend steigt er auf und fährt

konventionell zur Kippstelle.

Bei den relativ langen Fahrwegen

in den Kuppenstrossen und welli-

gem Liegenden, ist jedoch ein

Sichtkontakt vom Eingang der

Strosse aus nicht immer möglich.

Aus diesem Grund wurde die fol-

gende Stufe erforderlich:

f Stufe 2: (Abb. 7) Funkfernsteue-

rung des Fahrladers mit Kamera

und Videoübertragung. Neben einer

konventionellen Funkfernsteue-

rung für das Bedienen mit Sicht-

kontakt ist der Fahrlader mit einer

Kamera in jeder Fahrtrichtung aus-

gerüstet. Von einem stationären

Bedienstand aus kann der Fahrer die

Maschine steuern.

In dieser Phase ist vorgesehen,

den Fahrlader von der Kippstelle bis

zum Strosseneingang konventionell

zu verfahren und in der Strosse

ferngesteuert zu fahren und zu bela-

den.

f Stufe 3: (Abb. 8) Automatisiertes

Fahren, Funkfernsteuerung mit

Kamera und Videoübertragung. In

Stufe 3 wird dann der Arbeitsgang

Verfahren von der Kippstelle bis

zum Haufwerk und zurück auto-

matisiert ablaufen. Der Bediener be-

und entlädt von seinem stationären

Bedienstand aus die Schaufel.

Der Fahrlader wird mit Laser-

scannern in den beiden Fahrtrich-

tungen und mit Ultraschallsensoren

zu beiden Seiten ausgestattet. Bei

einer Lernfahrt werden Daten aus

Kali und Steinsalz 23

Forschung und Entwicklung

die Verhältnisse im automatisierten

Revier gut kennt. So ergibt sich ein

optimaler Austausch von Informa-

tionen und Erfahrungen. Die Fern-

bediener haben den Arbeitsplatz

sehr gut angenommen und den

Umgang mit dem System schnell

erlernt.

KommunikationssystemDas Kommunikationssystem stellt

die Verbindung zwischen den Kom-

ponenten über Tage zu den sta-

tionären Einrichtungen und mobi-

len Maschinen unter Tage her. Dabei

werden die Daten über Lichtwel-

lenleiter übertragen. Unter Tage

sind Datenboxen installiert, die mit

Antennen verbunden sind. Die

Übertragung zum Fahrlader erfolgt

über Funk. Die Frequenzen und Sig-

nalstärken für das Funksystem

wurden so ausgelegt, dass eine

Beeinflussung von elektrischen

Zündern ausgeschlossen werden

kann.

FührungsmittelDer Fernbediener wählt von über

Tage die Fahrstrecke der jeweiligen

Maschine auf dem Touch Screen an.

Für jede Abbaustrecke ist der ent-

sprechende Lichtschienenabschnitt

an der Firste verlegt (Abb. 4). Der

Abschnitt wird nur bei Benutzung

eingeschaltet und somit beleuchtet.

Die Führungskameras des Fahr-

laders erfassen die Lichtschiene und

die Maschine folgt autonom diesem

Pfad. Während jeder Fahrt ist ein

Richtungswechsel erforderlich.

Dazu ist für jede Abbaustrecke

jeweils ein Y-Abzweig in der Haupt-

fahrachse installiert. Die Installation

und Unterhaltung dieser Licht-

schiene hat große Auswirkungen

auf die Betriebskosten des Systems.

Eine wichtige Aufgabe für die

Zukunft wird es sein, zuverlässige

infrastrukturfreie Führungssysteme

zu entwickeln und einzuführen.

FahrladerDie drei Fahrlader in diesem Projekt

sind dieselgetriebene Fahrlader der

Fa. GHH mit einer Schaufelkapazität

von jeweils 12 Tonnen. Die für die

Fernbedienung und Automatisie-

rung erforderlichen Sensoren und

das Fahrzeugdatensystem wurden

bereits herstellerseitig eingebaut.

Die Fahrerkabine und die Bedie-

nungselemente darin sind nicht für

den Ladebetrieb geeignet, sondern

nur für Überführungsfahrten.

Der automatisierte Fahrlader für

dieses Projekt ist mit einem Diesel-

tank für Betrieb über 23 Stunden

und mit einer Reihe zusätzlicher

Sensoren (für Neigung, Beschleu-

nigung, Reifendruck) ausgerüstet.

Die Fahrlader sind mit zwei Kame-

ratürmen ausgestattet. (Abb. 5) Die

Führungskamera ist über der Fahr-

zeugachse montiert. Diese Kamera

erfasst die Lichtschienen unter

einem bestimmten Winkel, damit

ein optimales Führungsverhalten

gewährleistet ist.

In den beiden Kameratürmen

sind die Fernbedienkameras und

Xenon-Scheinwerfer untergebracht.

Die Fahrzeugantenne für die

Abstrahlung der Videodaten und

Maschinendaten ist am Heck des

Fahrladers angebracht.

Stand des Projektes und AusblickDie erste Maschine ging Mitte des

Jahres 2001 in Betrieb. Bis zum Ende

des Jahres ist der Fahrlader mehr als

700 Betriebsstunden gelaufen. Dabei

waren Laufzeiten von bis zu 7 Stun-

den je Schicht möglich. Sofort nach

dem Sprengen konnte der Fahrlader

in Betrieb genommen werden.

Noch vorhandene Sprengschwa-

den bzw. CO2-Gasmengen behin-

derten die Funktionen nicht.

Die Qualität der Ladearbeit ist mit

der konventioneller Fahrlader ver-

gleichbar. Beim Betrieb mit einem

Fahrlader übertrafen die erreichten

Leistungen die gesetzten Ziele.

Im Februar dieses Jahres wurde

das System auf drei automatisierte

Fahrlader erweitert. Ein Probe-

betrieb mit 3 Maschinen an 3 ver-

22 Kali und Steinsalz

Forschung und Entwicklung

Abb. 5: Anordnung von Führungs- und Fernbedienkamera – AMS / Location of

guidance and teleoperation camera – AMS

Abb. 6: Kuppenstrossbau / Benching in carnallitit domes

Abb. 7: Funkfernsteuerung mit Kamera und Videoübertragung / Teleoperation

with camera and video-transmission

Abb. 4: Automatisierter Fahrlader mit

Kameratürmen und Lichtschiene –

AMS / Automated loader with camera

towers and lightrope – AMS

Page 13: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

automatisierten Fahrbetriebs ist für

September 2002 vorgesehen.

SicherheitskonzeptDie fernbedienten und automati-

sierten Fahrlader werden in Revie-

ren eingesetzt, in denen auch

Bediener mit konventionellen

Maschinen arbeiten. Dementspre-

chend ist ein Sicherheitskonzept für

den Betrieb erforderlich. Während

sich die Fahrlader in der Betriebs-

art autonome Führung befinden,

werden sie vom Fernbediener nicht

beobachtet. Deshalb ist es für Per-

sonen grundsätzlich verboten,

während des Betriebes der auto-

matisierten Maschinen diese Berei-

che zu befahren.

Beim Projekt AMS (Abb. 11) sind

für den Kreuzungsverkehr in room-

and-pillar Revieren besondere

Regeln aufgestellt worden. Das

Durchfahren des Arbeitsbereiches

ist nur nach Anmeldung beim Fern-

bediener und bei stillgesetzter

Maschine zulässig. Anschließend ist

eine Abmeldung erforderlich, der

Betrieb kann fortgesetzt werden. Die

eingeschaltete Lichtschiene dient in

diesem Projekt als Führungsmittel,

ist jedoch auch ein deutlicher Indi-

kator für den Arbeitsbereich.

Auch bei dem Unterbreizbacher

Projekt LF 17.2 FA müssen die ent-

sprechenden Fahrbereiche gesperrt

werden. Abgesperrt ist hier der Fahr-

bereich in den Liegendstrecken von

der Kippstelle bis in die Kuppen-

strosse.

Funkfernsteuerpult für das Fah-

ren mit Sicht als auch das Bedien-

pult im Fernbedienstand sind mit

Notaustaste und „Totmannschalter“

ausgerüstet. Bei Auslösung wird der

Fahrlader stillgesetzt.

Automatisierung von BohrwagenAnfang der 90er Jahre wurde

gemeinsam mit der Firma SMAG der

heutige Standardbohrwagen BW 50

entwickelt.

Dieser teilautomatisierte Bohr-

wagen unterstützt den Bediener

beim Einrichten der Lafette: Paral-

lelführung, Einhaltung der Vorga-

ben bis hin zum selbsttätigen

Anfahren von Bohrlochansatz-

punkten werden ermöglicht. Auf

einem Rechner können Bohrpro-

gramme gespeichert werden. Der

Bediener kann dann vor Ort das pas-

sende Programm auswählen. Nicht

automatisiert sind beim BW 50 das

Anbohren sowie das Umsetzen des

Bohrwagens im Ort.

Überlegungen zur Vollautomati-

sierung aller Arbeitsvorgänge mit

dem Ziel des mannlosen Betriebes

führten zur Bildung eines Arbeits-

kreises bei K+S. In Zusammenarbeit

mit verschiedenen externen Part-

nern wurde die technische Reali-

sierbarkeit festgestellt und ein Kon-

zept entwickelt. Aus wirtschaftli-

chen Gesichtspunkten ist zur Zeit

jedoch eine Umsetzung nicht vor-

gesehen.

FirstenbohrwagenEinen Sonderfall stellen die im soge-

nannten Kuppenabbau der Grube

Unterbreizbach eingesetzten Fir-

stenbohrwagen dar. In bis zu 100 m

mächtigen Anstauungen des carnal-

lititischen Kaliflözes Thüringen

wird das anstehende Salz durch Boh-

ren und Besetzen aus Liegend-

strecken im Steinsalz gewonnen.

In Abbildung 12 ist schematisch

eine Kuppe dargestellt. Die Längen

der Sprengbohrlöcher können zwi-

schen wenigen Metern und über 100

m sein. Gebohrt wird wie üblich im

Salz drehend mit Luft-Wasser-Spü-

lung. Die eingesetzten Firsten-

bohrwagen sind mit Gestängema-

gazinen ausgestattet.

Planung des BohrfächersDie zunächst nicht bekannte unre-

gelmäßige Kuppenstruktur nach

jedem Abschlag erfordert zur

Planung der nächsten Bohrscheibe

die vermessungstechnische Auf-

nahme des Hohlraumes. Da ein

Betreten des Kuppenhohlraumes

nicht zulässig ist, wird seit einiger

Kali und Steinsalz 25

Forschung und Entwicklung

dem Fahrzeugdatensystem sowie

Messwerte der Sensoren an einen

Bahnführungsrechner übertragen.

Danach kann der Fahrlader auto-

matisch den gewählten Fahrweg

anhand dieser Daten befahren. An

markanten Stellen wie z.B. der

Einfahrt in den Strossenhohlraum

und Kippstelle werden Transponder

installiert. Der mittels Wegmessung

der Maschine ermittelte Standort

wird hier mit dem tatsächlichen

Standort verglichen und entspre-

chend korrigiert. So wird eine hohe

Genauigkeit beim Verfahren er-

reicht.

Technische BeschreibungDie konventionelle Funkfernsteue-

rung für Fahren mit Sichtkontakt

erlaubt das Fahren im 1. Gang,

vor- und rückwärts, Lenken, Kippen

und Laden. Die Reichweite beträgt

ca. 50 m. Für das Bedienen des Fahr-

laders mit Kamera und Videoüber-

tragung besteht das System aus fol-

genden Hauptkomponenten:

f Fernbedienstand

f Kommunikationssystem

f Fahrlader mit Automatisierungs-

und Führungssystem

FernbedienstandDer Fernbedienstand wird nahe

dem Eingang zur Kuppenstrosse ste-

hen. (Abb. 9) In der Abbildung sind

die Hauptkomponenten Monitor

mit Fahrzeugdaten und TV-Monitor

zu sehen.

Das Bedienpult mit Joysticks ist

herausnehmbar und kann damit an

mehreren Fahrzeugbedienständen

eingesetzt werden. Vom Bedienpult

aus können alle Funktionen des

Fahrladers gesteuert werden.

KommunikationssystemFür die Kommunikation zwischen

Bedienstand und Fahrlader werden

zwei unterschiedliche Systeme ein-

gesetzt:

f Datenfunk

f Funk für Videoübertragung

Über den Datenfunk erfolgt die

Übertragung aller Maschinendaten

und Steuerbefehle zwischen Be-

dienpult und Fahrlader. Die Reich-

weite liegt hier bei mindestens 350

m. Beim zweiten System zur Video-

übertragung wird eine Reichweite

von mind. 150 m erreicht. Aus die-

sem Grund ist die Aufstellung einer

Antenne am Strosseneingang und

auf der Strossenkante vorgesehen.

Die maximalen Sendeleistungen

sind so bemessen, dass keine Beein-

flussung von elektrischen Zün-

dern erfolgen kann.

FahrladerBei diesem Projekt werden Diesel-

fahrlader der Fa. GHH mit 17 t

Schaufelinhalt eingesetzt. Auch

hier wurden die für die Fernbedie-

nung erforderlichen Sensoren und

Grundkomponenten bereits her-

stellerseitig eingebaut. Alle Kom-

ponenten sind über ein Bussystem

angeschlossen. Im Unterschied zu

AMS ist eine konventionelle Fah-

rerkabine vorhanden. Die Umschal-

tung der Betriebsarten erfolgt

durch einen Schalter am Heck des

Fahrzeugs. Die jeweils gewählte

Betriebsart wird durch Kontroll-

leuchten an den Kameratürmen

angezeigt.

Abbildung 10 zeigt den im Mai

2002 ausgelieferten LF 17. Die

Kameratürme tragen jeweils die

Videokamera und Beleuchtung.

Der vordere Turm ist heb- und senk-

bar, um die Übersicht vor Ort beim

Laden zu verbessern. Bei dem zwei-

ten Fahrlader werden neben der

Kamera Laserscanner und Ultra-

schallsensoren angeordnet werden.

Wie bei AMS unterscheidet sich

der Fahrlader von konventionellen

Dieselladern insbesondere bezüg-

lich der Ausstattung mit Sensoren.

Stand des Projektes und AusblickDer erste Fahrlader befindet sich seit

dem 21. Mai 2002 im Probebetrieb.

Die Lieferung des zweiten Fahr-

laders mit der Möglichkeit des

24 Kali und Steinsalz

Forschung und Entwicklung

Abb. 10: Fahrlader LF 17.2 FA / Loader

LF 17.2 FA

Abb. 11: Arbeitsbereich und Sicherheitsabstand AMS / Operation area and safety

distance AMS

Abb. 8: Automatisiertes Fahren – LF 17.2 FA / Autonomous driving – LF 17.2 FA

Abb. 9: Fernbedienstand LF 17.2 FA /

Tele-operation station LF 17.2 FA

Page 14: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

ProgrammierungDie Grundprogrammierung der

Automaten wurde durch den Her-

steller durchgeführt.

Zur Verarbeitung unterschiedli-

cher Bohrkronentypen können ent-

sprechende Programme erstellt

werden. Die Erstellung solcher

Schleifprogramme wird durch aus-

gebildete Mitarbeiter durchgeführt.

AblaufDie gebrauchten Schneiden werden

gewaschen und anschließend durch

einen Mitarbeiter auf Paletten

gesteckt. Die Paletten werden dann

einzeln in die Automaten gestellt.

Ein Manipulator entnimmt die

Bohrkronen der Palette und setzt sie

nacheinander in eine Halterung mit

Spannbacken. Die Bohrkrone wird

mit einem Taster vermessen. Dabei

werden genaue Form und Ver-

schleiß ermittelt. Diese Daten

werden zur Steuerung der Schleif-

scheiben benötigt. Mit zwei unter-

schiedlichen Schleifscheiben wer-

den nacheinander der Grundkörper

und das Hartmetall bearbeitet.

(Abb. 16) Die fertige Bohrkrone wird

durch den Manipulator entnom-

men und sofort die nächste Bohr-

krone zur Bearbeitung eingesetzt.

Der gesamte Arbeitsgang dauert ca.

4 Minuten. Pro Tag können mit vier

Automaten mehr als 900 Bohrkro-

nen angeschliffen werden.

SchutzmaßnahmenDie Automaten sind in einem

geschlossenen Gehäuse eingebaut.

Während des Automatikbetriebes

werden die Türen überwacht. Bei

Öffnen einer Tür wird die Maschi-

ne stillgesetzt.

Der Innenraum wird zur Brand-

erkennung durch Infrarotsenso-

ren überwacht. Bei Auslösung wird

sofort der Löschvorgang mit CO2

ausgelöst.

BetriebserfahrungenNachdem in Zusammenarbeit mit

Herstellerfirmen passende Schleif-

scheiben gefunden wurden, lief der

Betrieb weitgehend störungsfrei. Als

Spülmittel hat sich nach anfäng-

lichen Versuchen mit einer Öl-Was-

ser-Emulsion reines Öl bewährt. Das

Öl wird zur Reinigung im Kreislauf

über Vliesfilter gefahren. Mit den

vier Automaten des Werkes Werra

werden bereits alle Standardbohr-

kronen für die Standorte Hat-

torf/Wintershall, Unterbreizbach

und Merkers sowie für das Werk

Neuhof-Ellers angeschliffen. Die

Vorbereitungen zum Anschleifen

von Sonderbohrkronen mit kleine-

ren Stückzahlen laufen. Ein zweites

Schleifzentrum für die Werke Zie-

litz, Bernburg, Braunschweig-Lüne-

burg und Sigmundshall wird auf

dem Werk Zielitz eingerichtet.

Ausblick und ZusammenfassungDie zum Anfang aufgeführten

Potentiale der Automatisierung

wurden zum Teil in konkrete Pro-

jekte umgesetzt. Einige wichtige Bei-

spiele wurden vorgestellt.

Die weitere Entwicklung muss

zeigen, ob auf diesem Weg deutliche

Kostensenkungen zu erreichen sind.

Nach Abschluss der Erprobungs-

phasen wird jeweils eine Aussage

über die Wirtschaftlichkeit der

Systeme möglich sein. Dann kann

über eine Erweiterung und Über-

tragung auf andere Werke ent-

schieden werden. Die Entwicklung

– weiter steigender Personal-

kostenanteil, ungünstigere Abbau-

bedingungen in den Gruben und

höhere Anforderungen an Sicher-

heit und Arbeitsschutz – verlangt es

auch in Zukunft immer wieder, die

Potentiale zu prüfen. Heute noch

nicht zu verwirklichende Projekte,

sei es wegen zu hoher Entwick-

lungskosten oder wegen technischer

Einschränkungen, können in eini-

gen Jahren durchaus wieder inter-

essant werden.

Kali und Steinsalz 27

Forschung und Entwicklung

Zeit eine mannlose Vermessungs-

technik eingesetzt. Ein Laserscanner

wurde dafür auf einen Schlitten

montiert. (Abb. 13)

Der Scanner ist mit einem Rech-

ner ausgestattet. Mit Hilfe von

zusammensteckbaren Fiberglas-

stäben wird der Scanner in die

Kuppe geschoben. Der vorher im

Rechner programmierte Messvor-

gang wird dann über eine Kabel-

fernsteuerung gestartet. Der Laser-

strahl fährt automatisch scheiben-

weise die Kuppenkontur ab und

speichert die gemessenen Abstände

zu jedem Messpunkt in einer Datei.

Die Daten können anschließend mit

einem Laptop ausgelesen werden.

Die weitere Verarbeitung erfolgt

dann in der Markscheiderei über

Tage. Die gemessenen Werte werden

zugelegt und eine dreidimensionale

Ansicht der Kuppe wird erzeugt.

Durch Drehen ist es möglich, den

Hohlraum aus verschiedenen Rich-

tungen zu betrachten. Von Hand

oder mit einem Hilfsprogramm kön-

nen nun die Bohrlöcher für den

nächsten Abschlag in dieser

Darstellung geplant werden. Dies

erfolgt in Zusammenarbeit der

Markscheiderei mit dem Spreng-

steiger. Die Daten dieser Bohrlöcher

(Richtungen und Zielpunkte)

werden in einer Tabelle gespeichert.

Diese kann dann in den Bohr-

wagenrechner übertragen werden.

Bohren des FächersDer Bohrwagen (Abb. 14) wird

durch einen Bediener in der Lie-

gendstrecke der Kuppe aufgestellt.

Zum Einrichten des Bohrwagens

dient ein von der Markscheiderei in

der Streckenmitte eingebrachter

Laser.

Die gespeicherten Bohrlochdaten

ermöglichen eine genaue Einstel-

lung der Richtung der Lafette. Der

Bohrwagen bohrt nun automatisch

das Loch ab. Bei Erreichen des han-

genden Steinsalzes oder Durch-

bohren in den Hohlraum wird die

Bohrung beendet. Der Ausbau des

Gestänges erfolgt automatisch.

Anschließend setzt der Bohrwa-

genbediener die Lafette zum näch-

sten Loch um. Gegenüber dem

manuellen Einstellen von Hand wur-

de mit dieser Stufe der Automati-

sierung bereits eine deutliche Qua-

litätsverbesserung beim Bohren

erreicht.

Weiteres Ziel ist es, einen ganzen

Fächer automatisch zu bohren.

Dazu fährt der Bediener beispiels-

weise vor Beginn des Bohrpro-

gramms die einzelnen Bohrlöcher

an und speichert die gewählten

Ansatzpunkte. Bereits im Rechner

vorliegende Richtungen und Ziel-

punkte ergänzen die Programmie-

rung des Bohrlochs. Nach Start des

Bohrvorgangs bohrt der Bohrwagen

nacheinander die Bohrlöcher voll-

automatisch ab.

Automatisierung der SchleiftätigkeitenAls Beispiel für Automatisierung

aufgrund arbeitsmedizinsicher

Gesichtspunkte sei hier das

Anschleifen von Bohrkronen auf-

geführt.

In den Grubenbetrieben der K+S

Gruppe werden täglich mehr als tau-

send Bohrkronen verwendet. Diese

wurden bisher in der Regel manu-

ell in werkseigenen Schleifereien

angeschliffen. Zur Ermittlung der

Belastung der Mitarbeiter wurden

in 2001/2002 Messungen zur Beur-

teilung der Vibrationsbelastung

durch Hand-Arm-Schwingungen

beim Schleifen durchgeführt. Das

Ergebnis war, dass beim manuellen

Schleifen ohne gesundheitliche

Gefährdung weniger als 30 Minuten

je Schicht an der Schleifscheibe gear-

beitet werden darf. Daraus ergab

sich zwingend das Ziel, den Schleif-

vorgang zu automatisieren.

Zum Einsatz kommen heute

handelsübliche CNC-Maschinen der

Fa. Saacke, die für das Anschleifen

von Bohrkronen modifiziert wur-

den. Abbildung 15 zeigt einen Auto-

maten im Schleifzentrum des Wer-

kes Werra.

26 Kali und Steinsalz

Forschung und Entwicklung

Abb. 12: Carnallititkuppe in Unterbreizbach / Carnallitit dome in Unterbreizbach Abb. 16: Schleifvorgang / Grinding

process

Abb. 13: Laserscanner in der Kuppe /

Laserscanner in carnallitit dome

Abb. 14: Firstenbohrwagen in Unter-

breizbach / Drill jumbo for overhand

stoping in Unterbreizbach

Abb. 15: Schleifautomat / Automated

grinding machine

Page 15: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Kali und Steinsalz 2928 Kali und Steinsalz

Verwahrung von Kali- und Steinsalz-bergwerken einschließlich lang-zeitsicherer Schachtabdichtungen

Maßnahmen erforderlich, die sich

auf zahlreiche Schutzziele wie

etwa die Sicherung der Tagesober-

fläche oder den Schutz der Lager-

stätte beziehen. Solche als Verwah-

rung bezeichnete Maßnahmen wie

das Fluten der Bergwerke und die

Verfüllung der Tagesschächte müs-

sen vollständig durchgeführt wer-

den, um die endgültige Betriebsein-

stellung mit Stilllegung und Been-

digung der Bergaufsicht zu

erreichen. Bis dahin sind die Berg-

werke in der sog. Unterhaltung auch

hier mit den erforderlichen Anlagen

betrieblich aufrechtzuerhalten. Für

eine Nachnutzung vorzuhalten

sind das Bergwerk Siegfried-Giesen,

das als Reservebergwerk aufrecht-

erhalten wird, sowie das Bergwerk

Niedersachsen-Riedel, wo die Ein-

richtung einer Untertagedeponie

für besonders überwachungsbe-

dürftige Abfälle geplant ist. Die übri-

gen Bergwerke sind für die anste-

hende Verwahrung zu unterhalten.

Verwahrung ist keine Routine, für

besondere Probleme ist For-

schungsarbeit erforderlich. So prüft

die IW in einem Großforschungs-

projekt, wie Schächte im Salinar

langzeitsicher wasserdicht zu ver-

schließen sind, um so Bergwerke

wie Untertagedeponien gegen was-

serführende Schichten und die Bio-

sphäre zu versiegeln.

Projekte in der VerwahrungWesentliche Aufgaben der Verwah-

rung ergeben sich aus der Allge-

meinen Bergverordnung für das

Land Niedersachsen. Sie schreibt

vor, dass Tagesschächte, die nicht in

betriebssicherem und befahrba-

rem Zustande unterhalten werden,

zu verfüllen sind, und dass im Salz-

bergbau bei der endgültigen Ein-

stellung des Betriebes die übrigen

Grubenbaue planmäßig zu fluten

sind.

FlutungsprojekteBei der umfangreichen Planung von

Flutungsprojekten kommt der

intensiven Betrachtung des Flu-

tungsmediums eine besondere

Bedeutung zu. Unter Einbeziehung

der Größe, Geometrie und Ausdeh-

nung der Grubenräume, der geolo-

gischen und gebirgsmechanischen

Verhältnisse sowie der daraus zu

erwartenden Lösungsbedingungen

und -vorgänge sind die Auswirkun-

gen auf die Tagesoberfläche zu pro-

gnostizieren und mit übertägiger

Bebauung wie Ortschaften oder son-

stigen sensiblen Objekten hin-

sichtlich ihrer Gefährdung zu

bewerten.

In Flutung stehen zur Zeit die

Bergwerke Bergmannssegen-Hugo,

Hope, Desdemona, Mariaglück und

Hildesia-Mathildenhall. Die Schacht-

anlage Hildesia baute unter der Ort-

schaft Diekholzen Kalisalze der Flö-

ze Staßfurt und Ronnenberg ab.

(Abb. 2) Das bis zum 5 km entfern-

ten Schacht Mathildenhall ausge-

Mit der Fusion der ost- und westdeutschen Kaliindustrie Anfang der 90er Jahrewurde deutlich, dass nicht nur im Bereich der ehemaligen Ostwerke in Thürin-gen und Sachsen-Anhalt, sondern auch in Niedersachsen Altlasten des Kali-bergbaus bestehen. Diese reichen von gefluteten Schächten bis hin zu ruhen-den Grubenbetrieben wie Hildesia-Mathildenhall, Mariaglück undSiegfried-Giesen. 1992 kam das Kalibergwerk Salzdetfurth hinzu, 1994 der Gru-benbetrieb Bergmannssegen-Hugo mit Friedrichshall und 1996 das Kali- undSteinsalzbergwerk Niedersachsen-Riedel.

Technik und AnwendungTechnik und Anwendung

Betreuungs- und AufgabenbereichInaktive WerkeBereits 1995 wurde auf dem Stand-

ort Salzdetfurth eine Verwah-

rungsgruppe eingerichtet, die sich

mit verschiedenen regionalen Pro-

jekten befasste. Mit erweitertem,

umfassendem Aufgabenbereich ist

hieraus seit November 1998 in der

Unternehmensleitung eine neue

Einheit „Inaktive Werke“ (IW) ein-

gerichtet. Sie betreut vom Standort

Bergwerk Salzdetfurth aus zentral

die Kali- und Steinsalzbergwerke der

Kali und Salz-Gruppe, deren Pro-

duktion eingestellt wurde. Dies

betrifft neben den Bergwerken, die

ihren Gewinnungsbetrieb in jün-

gerer Vergangenheit beendeten,

auch eine Vielzahl, bei denen dies

bereits vor Jahrzehnten erfolgte. Im

Land Niedersachsen sind so 28 Berg-

werke mit insgesamt 64 Schächten

mit bergrechtlicher Verantwortung

zum Betreuungsbereich zusam-

mengefasst. (Abb. 1) Die zu betreu-

enden Gruben und Schächte in

Norddeutschland liegen im Städte-

dreieck Verden an der Aller, Helm-

stedt und Göttingen.

Die Betreuung umfasst ein brei-

tes Aufgabenspektrum. Nach Pro-

duktionseinstellung erfolgt zu-

nächst die Prüfung für eine Nach-

nutzung etwa als Deponie oder

Reservebergwerk. Sollte dies mög-

lich sein, sind in der sog. Vorhaltung

solche Bergwerke bis zur Realisie-

rung mit den erforderlichen Anla-

gen wie Fördereinrichtungen oder

Großgeräten betrieblich aufrecht-

zuerhalten. Ist eine Nachnutzung

ausgeschlossen, sind nach Produk-

tionseinstellung bis zur endgültigen

Betriebseinstellung und somit Still-

legung eine Reihe betrieblicher

Dr.-Ing. Klaus Peter Breidung

K+S Aktiengesellschaft, Kassel

Abb. 1: Betreuungsbereich Inaktive Werke / Inactive mines support group

Abb. 2: Flutung und Haldeneinbringung Hildesia / Flooding and insertion of

spoil at Hildesia

Page 16: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Kavernensole aus Empelde wur-

de bereits 1979–1984 zur Flutung

des 1973 eingestellten Bergwerkes

Hansa, das auf dem Salzstock Em-

pelde baute, eingesetzt. Hier konn-

ten 6,2 Mio. m3 Sole eingeleitet wer-

den. Die restliche Solmenge des

damaligen Kavernenprojektes wur-

de dann zur Flutung des 1982 einge-

stellten Bergwerksbetriebes Hope

genutzt. Das Grubengebäude mit

den Schächten Adolfsglück und

Hope konnte 1984/85 mit den

1,6 Mio. m3 Sole weitgehend geflu-

tet werden. Der verbleibende Rest-

fluthohlraum von 90 Tm3 wurde

und wird von K+S ab 1993 mit nahe-

zu gesättigten Salzlösungen suk-

zessive geflutet, heute sind noch

30 Tm3 offen.

Im vergangenen Jahr ist die wei-

tere Flutung des Bergwerkes Des-demona bei Alfeld angelaufen. Der

Flutungshohlraum des Grubenge-

bäudes beträgt insgesamt 750 Tm3.

Davon wurden von 1983-1988

bereits 150 Tm3 mit MgCl2-Lösung

aus der damaligen Salzdetfurther

Produktion sowie aus den Schacht-

verfüllungen Hohenzollern/Mei-

merhausen geflutet. Das besondere

Flutungsmedium ist auch hier

wegen der carnallitischen Prägung

der Lagerstätte erforderlich. Die Pla-

nung für die Flutung des Stein-

salzbergwerkes Mariaglück bei

Höfer ist abgeschlossen. Hier steht

ein Flutungshohlraum von

5,4 Mio. m3 an. Die geologischen,

gebirgsmechanischen und lösungs-

spezifischen Betrachtungen haben

ergeben, dass hier die Flutung mit

Süßwasser möglich ist. Die Beschaf-

fung des erforderlichen Wassers

kann über ein in der Nähe gelege-

nes Wasserwerk erfolgen, das eige-

ne Brunnen betreibt. Zur Zeit wird

als Alternative geprüft, ob dieses aus

der nahe gelegenen Aschau abge-

zogen werden kann. Seit Oktober

letzten Jahres werden die schacht-

nahen Unterwerksbaue mit rund

50 Tm3 salzhaltigen Wässern geflu-

tet.

SchachtverfüllungsprojekteProjekte zu Schachtverfüllungen

werden mit umfangreichen Vor-

untersuchungen eingeleitet. Zur

möglichst genauen Kenntnis des

Zustandes der Schächte ist neben

dem intensiven Studium histori-

scher Unterlagen ratsam, sich ein

aktuelles Bild über die Gegeben-

heiten zu machen, um das geeignete

Verfahren zu bestimmen und

unliebsame Überraschungen weit-

gehend zu vermeiden. Hierzu sind

aktuelle Messungen mit einer spe-

ziellen Schachtlotwinde und ggf.

Laugenanalysen zu machen. Für das

aktuelle Bild steht eine Video-

schachtwinde im Einsatz. (Abb. 4)

Hiermit können Schächte bis 1000

m Teufe auch unter Lauge befahren

und begutachtet werden. Diese

außergewöhnliche Spezialausrüs-

tung besteht in den Hauptkompo-

nenten aus der Videokamerasonde,

der Windenanlage und dem Mess-

wagen mit Steuer- und Regis-

triergeräten. Die rund 2 m lange

Videokamerasonde birgt zwei Kame-

ras und Halogen-Beleuchtungsein-

richtungen. Als Hauptkamera wird

zur Erfassung der Situation im

Schacht eine Farbkamera eingesetzt,

die mit horizontaler Bilderfassung

dehnte Grubengebäude wird von

einer ICE-Trasse der Deutschen

Bahn überquert. Das Grubenge-

bäude hat ein Flutungsvolumen von

765 Tm3. Wegen des hier in einigen

Bereichen frei anstehenden Carnal-

litites wird die Grube zur Vermei-

dung größerer Lösungsvorgänge

mit MgCl2-Lauge geflutet. Diese wird

vom Werk Wintershall mit der Bahn

in 50-t-Kesselwagen über 200 km

zum Schacht Hildesia transportiert.

Da noch nicht alle Abbaue versetzt

waren, wurde eine Halde von 165

Tm3 mit Reißhaken-Bagger, Lader

und nachgeschalteter Brecheranla-

ge rückgebaut und das Material mit

der Lauge eingespült. Das Lauge-Fest-

stoffgemisch wird über Fallleitun-

gen, Rohrleitungssysteme und

Rolllöcher in Resthohlräume alter

Abbaue gespült. Die sich absetzen-

de Lauge wird auf der Sohle hinter

Blechabschottungen in den Quer-

schlägen gesammelt und zu einem

zentralen Laugenbecken gepumpt.

Eine Rückführleitung vom Laugen-

becken bis ca. 490 m Teufe im

Schacht ermöglicht die Erhöhung

des Lauge-Feststoff-Massenverhält-

nisses von übertage eingestellten

rund 1:1 auf 2:1. Die Verdünnung

begünstigt das Einbringen mit bes-

serer Fließfähigkeit durch Leitun-

gen und Rolllöcher ohne Zwi-

schenpumpen mit breiter Ausdeh-

nung in den Abbauen. Bis heute sind

die Halde mit 165 Tm3 Feststoffen

komplett eingebracht sowie 480 Tm3

Lösung und damit rund 85 % des

Gesamthohlraumes verfüllt.

Für die Flutung des Gruben-

gebäudes Bergmannssegen-Hugo

mit einem Volumen von rund 31

Mio. m3 wurde im Schacht Hugo

eine Fallleitung zur 900-m-Sohle ein-

gehängt. (Abb. 3) Seit August 1998

werden die salzhaltigen Wässer der

Halden Friedrichshall und Hugo,

soweit sie nicht Verwendung im

Fabrikationsprozess finden, nicht

mehr in die Vorflut, sondern in die

Grube geleitet. Hierbei ergeben sich

Jahresmengen zwischen 200 und

300 Tm3. Mit den Betreibern eines

Gaskavernenbetriebes in Empelde

bei Hannover wurde über die

Abnahme von 10 bis 15 Mio. m3

Kavernensole verhandelt, die über

Rohrleitung durch den Schacht

Friedrichshall I ins Grubengebäude

geleitet werden soll. Die restliche

Flutungsmenge soll Süßwasser aus

dem Mittellandkanal sein, das auf

kurzem Wege eingeleitet werden

kann. Aufgrund der sensiblen über-

tägigen Situation mit den Städten

Sehnde und Lehrte, Eisenbahn und

Mittellandkanal, ist mit geologi-

schen, gebirgsmechanischen und

lösungsspezifischen Betrachtun-

gen sorgfältig zu prüfen, ob dies

möglich ist. Das Süßwasser wird

dabei in ausgesuchten, gering-

durchbauten schachtfernen Berei-

chen des Grubengebäudes einge-

leitet. Dort sättigt es sich soweit auf,

dass bei Erreichen größerer Hohl-

räume wie in den Abbaubereichen

kein relevantes Lösungsvermögen

mehr vorliegt.

Kali und Steinsalz 3130 Kali und Steinsalz

Technik und AnwendungTechnik und Anwendung

Abb. 3: Schema Grubengebäude Bergmannssegen-Hugo / Schematic layout of the

Bergmannssegen-Hugo mine

Abb. 5: Schema Grubengebäude Aller-Nordstern/Aller-Hammonia / Shaft

profiles at Aller-Nordstern/ Aller-Hammonia

Abb. 6: Schema Grubengebäude Gilten/Grethem-Büchten / Schematic layout of

the Gilten/Grethem-Büchten mines

Abb. 7: Schema Grubengebäude Wittekind/Hildasglück / Schematic layout of the

Wittekind/Hildasglück mines

Abb. 4: Videoschachtwinde – Video-

kamerasonde / Video capstan winch –

video camera exploratory bore-hole

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gesteuert 360° rundum schwenkbar

ist. Eine im Sondenende installier-

te SW-Kamera mit senkrecht nach

unten gerichteter Bilderfassung

dient der Überwachung des Ein-

fahrens der Sonde in den Schacht,

um Hindernisse frühzeitig zu erken-

nen. Die Bilder der Horizontalka-

mera werden auf einem 21“-Farb-

monitor gezeigt, zur Aufzeichnung

stehen Videorecorder zur Verfü-

gung. Über den Steuercomputer

können digitalisierte Standbilder

gespeichert und gedruckt werden.

Die Verfüllung der Schächte

kann technisch einfach, aber auch

anspruchsvoll sein. Vergleichsweise

einfach war das Projekt Alicen-

hall/Glücksborn nahe Verden an

der Aller. Die Schächte wurden von

1912 bis 1915 abgeteuft und erreich-

ten 754 m und 102 m Teufe. Nach

Kriegsende wurde der weitere Auf-

schluss des Bergwerkes verworfen,

zur längerfristigen Sicherung der

Schachtwandungen wurden beide

Schächte geflutet und die Tagesöff-

nungen abgedeckt. Bei der Video-

kamerabefahrung wurden keine

behindernden Einbauten festge-

stellt. Das Konzept sah vor, dass das

im jeweiligen Schacht stehende

Wasser abschnittweise abgepumpt

und dabei über Leitfähigkeitsmes-

sung auf seinen Salzgehalt über-

prüft wird. Nach eingehender Kon-

trolle wurde Süßwasser auf nahe-

gelegenen Rasenflächen verregnet.

Salzwasser wurde in Tankwagen ge-

pumpt und zum Kalibergwerk

Bergmannssegen-Hugo bei Lehrte

gefahren und dort zur planmäßigen

Flutung des Grubengebäudes ver-

wendet. Der jeweils leergepumpte

Abschnitt wurde mit Kies oder Hart-

gesteinsschotter verfüllt. Diese wur-

den mit LKW angeliefert und über

eine Schurre direkt in die Schäch-

te abgekippt mit Verstürzung ins

tote Wasser. Es wurden in der Sum-

me ca. 22 Tt Festmaterial einge-

bracht und ca. 9 Tm3 Wässer abge-

pumpt. Während des Winters wur-

den die Schächte kontrolliert, um

den Erfolg der Verfüllung sicher-

zustellen und bei Setzungen nach-

zuverfüllen. Im Frühjahr/Sommer

2000 schlossen Nacharbeiten wie

Rekultivierung der genutzten

Flächen das Projekt ab. Kompli-

zierter und aufwendiger gestalten

sich die nachfolgenden Schacht-

verfüllungsprojekte, Aller-Nord-

stern/Aller-Hammonia sowie Gil-

ten/Grethem-Büchten im Norden

nahe Verden und Wittekind/ Hildas-

glück im Solling. Die Schächte Aller-Nordstern und Aller-Hammoniawurden von 1907 bis 1914 geteuft

und erreichten 465 m und 568 m

Endteufe. (Abb. 5) Die Kali- und Stein-

salzproduktion wurde 1924 einge-

stellt, das gesamte Bergwerk von

1926 bis 1931 geflutet und die

Schächte unverfüllt mit Deckeln ver-

schlossen. Die Voruntersuchungen

ergaben, dass aufgrund behin-

dernder Schachteinbauten eine

Verstürzung ins tote Wasser nicht

möglich war, sondern die Verfül-

lung in beiden Schächten zur

Umgehung der Hindernisse über

Rohrleitung erfolgen musste. So

wurden 13 3/8“-API-Fallleitung mit

Keiltopfverlagerung über 300 m in

Aller-Hammonia und über 270 m in

Aller-Nordstern eingebaut. Die Ver-

füllanlage Nordstern bestand aus

einem Aufgabetrichter mit Schwing-

förderrinne, Förderband und Über-

gabetrichter zur Fallleitung. Das

Füllgut wird schachtnah zwi-

schengelagert und per Radlader

zum Aufgabetrichter gefördert. Zur

verstopfungsfreien Einleitung in die

Fallleitung wird am Übergabe-

trichter Lauge zugepumpt, die im

Kreislauf aus dem Schacht gefördert

wird. Das durch das Füllgut ver-

drängte salzhaltige Wasser wurde

per Tankwagen zum Werk Berg-

mannssegen-Hugo transportiert.

Zeitgleich zur Verfüllung des

Schachtes Aller-Nordstern wurde die

Flüssigkeit im Schacht Aller-Ham-

monia abgepumpt und umgekehrt,

da der Flüssigkeitsausgleich zwi-

schen den beiden Schächten über

die gesamte Verfüllzeit bestand.

Hohe Anforderungen stellt die

Historie an die Verfüllung der

Schächte Gilten und Grethem-

Büchten, die von 1909 bis 1914 bis

460 m und 700 m weit abgeteuft

wurden. (Abb. 6) Gefördert wurde

hauptsächlich Carnallit, unterge-

ordnet Sylvinit und Steinsalz.

Während des 1. Weltkrieges kam die

Produktion zum Erliegen und 1925

wurde der Betrieb aus wirtschaftli-

chen Gründen endgültig eingestellt.

Noch 1925 wurden zur trockenen

Sicherung der Lagerstätte in beiden

Schächten am Fuß der Tüb-

bingsäulen 6 bzw. 7 m hohe eisen-

bewehrte Betonpfropfen mit einer

aufgesetzten 1,5 m hohen Ton-

schicht eingebracht. Diese hielten

jedoch nicht dicht, insbesondere im

Schacht Grethem-Büchten lief Süß-

wasser ab, das als bis ca. 20 m hohe

Testsäule auf den Betonpfropfen auf-

gesetzt wurde. Auf Anordnung des

Oberbergamtes wurde danach das

Bergwerk 1928 bis 1930 über den

Schacht Grethem-Büchten mit rund

160.000 m3 Süßwasser geflutet.

Dabei zeigte sich, dass Lauge durch

den ebenfalls undichten Beton-

pfropfen Gilten von der Teufe her

aufstieg. Heute stehen beide Schäch-

te unter Lauge.

Intensive Voruntersuchungen im

Jahr 2000 ergaben wesentliche

Erkenntnisse für das Konzept der

Schachtverfüllung. Im Schacht

Grethem-Büchten hat die Flutung

aufgrund von Hinterspülungen

einen Absturz des Betonpfropfens

mit den darunter befindlichen

Schachtein- und -ausbauten verur-

sacht. Aktuelle Lotungen erreichten

nunmehr eine Teufe von 407 m.

Videokamerabefahrungen zeigten,

dass die Tübbingsäule auf den unte-

ren 15 m abgerissen ist. Da die Stand-

sicherheit der noch vorhandenen

Tübbingsäule durch dahinter ver-

mutete Auswaschungen wohl nicht

gegeben war und im oberen

Schachtabschnitt Schachteinbauten

vorhanden sind, erfolgte die sanfte

Einleitung des Schotters über eine

Sonderkonstruktion aus Gummi-

gurten. Videokamerabefahrungen

im Schacht Gilten haben ergeben,

dass auch hier die Schachteinbau-

ten oberhalb des Betonpfropfens

noch vorhanden sind. Zur weiteren

Erkundung und Vorbereitung der

Verfüllung musste der 6 m hohe

Betonpfropfen durchbohrt werden.

Zwei Bohrungen wurden in einer ca.

145 m langen Hilfsverrohrung, die

auf dem Betonpfropfen aufsetzt und

für die spätere Verfüllung stehen-

gelassen wurde, im Rotary-Verfah-

ren mit Corboritkronen 12 1/4“

gestoßen. Durch diese Bohrungen

wurde dann der untere Schacht-

abschnitt mit der Videokamera

erkundet und anschließend das Ver-

füllmaterial eingeleitet.

Wittekind/Hildasglück bei Uslar

hat eine historisch bedingte eigene

Problematik. (Abb. 7) 1898 bis 1900

wurde zunächst Schacht Wittekind

in Tallage bis 558 m abgeteuft. Die

Abteufarbeiten für den Schacht

Hildasglück in Hanglage wurden

1909 bis 1915 durchgeführt, die

Schachtendteufe beträgt 949 m.

Nach dem ersten Weltkrieg wurden

beide Schächte mit einer 1,3 km lan-

gen Strecke und Blindschacht ver-

bunden. Die Kali- und Steinsalz-

produktion wurde 1932 weitgehend

eingestellt, ab 1937 nutzte die deut-

sche Wehrmacht das Bergwerk als

Heeresmunitionsanstalt. Bei Kriegs-

ende lagerten noch beträchtliche

Mengen Sprengstoff in den unter-

tägigen Kammern, die in zwei

gewaltigen Explosionen im Sep-

tember 1945 in die Luft flogen und

fünf Todesopfer forderten. In der Fol-

ge ersoff das Bergwerk durch im

Schacht Hildasglück zufließendes

Wasser, des Weiteren bildete sich an

diesem Schacht ein bedeutender

Tagesbruch. Zur Sicherung der

Tagesoberfläche wurden die Schäch-

te abgedeckt und der Erdfall einge-

zäunt.

Zur langfristigen Sicherung wur-

den die Schächte und der Erdfall

nun verfüllt. Aufgrund des hydrau-

lischen Verbundes wurde zunächst

Schacht Wittekind im Tal verfüllt.

(Abb. 8) Als standfeste Füllsäule in

den Füllortbereichen wurden die

unteren 70 m mit Hartgesteins-

schotter verfüllt. Zur Verhinde-

rung von Laugenaustritt nach oben

wurde darauf ein 44 m hohes Ton-

barrieresystem gesetzt. Dieses wie-

derum wurde durch eine darüber-

liegende 65 m hohe Schottersäule

gegen Auftrieb gesichert. Der ver-

bleibende Schachtbereich wurde

mit Kies verfüllt. Da der Schacht

ohne behindernde Einbauten ist,

konnte das Verfüllmaterial vom

LKW über eine Schurre direkt ins

tote Wasser verstürzt werden. Bei

32 Kali und Steinsalz Kali und Steinsalz 33

Technik und AnwendungTechnik und Anwendung

Abb. 8: Verfüllung Schacht Wittekind mit Abpumpen der Wässer / Plugging

the Wittekind shaft, including pumping off the water

Abb. 9: Tagesöffnung Erdfall Hildas-

glück / Surface hole at the Hildasglück

earth subsidence

Abb. 10: Einblick in den aufgeweiteten Erdfall nach der 6. Sprengung / View of

the enlarged earth subsidence following blasting for the sixth time

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Schacht Hildasglück waren nur die

oberen rund 240 m über Schurre

mit Kies zu verfüllen, da im unte-

ren Bereich in Folge der Flutung

bereits Festmassen in den Schacht

hereingebrochen sind.

Besondere Anforderungen stellte

die Verfüllung des Erdfalls mit einer

Tagesöffnung von rund 20 m Durch-

messer. (Abb. 9) Bereits 1984 wurden

Echolog-Messungen durchgeführt,

um die untertägige Erstreckung zu

erkunden. Mit Aufsetzen der Sonde

auf die Böschung konnten hierbei

die horizontalen Konturen nur bis

85 m Teufe bestimmt werden. Im

Herbst 2000 wurden Erkundungs-

bohrungen gestoßen, die zusam-

men mit den Echolog-Messungen

Ausmaß und Erstreckung umfas-

sender skizzieren. Für den hieraus

geschätzten Hohlraum von mindes-

tens 70 Tm3 wäre eine Verfüllung

mit Kies kostenaufwendig und der

intensive LKW-Verkehr über die

ansteigenden 6 km langen Waldwe-

ge mit entsprechendem Wegebau

sehr störend für die Natur gewesen.

Daher wurde ein Konzept gewählt,

den Erdfall im Anschluss an die

Schachtverfüllungen durch stros-

senweises Hereinsprengen zu ver-

füllen und zu sichern. Wohl ein-

zigartig hierbei dürften die Längen

der 89-mm-Großsprengbohrlöcher

sein, die für die Abschläge 90 m

erreichten. (Abb. 10) Der Spreng-

unternehmer musste daher die

Gestängemagazinierung mit einem

Spezialfahrzeug improvisieren. Als

Sprengmittel eingesetzt wurden

geprillter Andex, Eurodyn 2000-

Patronen, Sprengschnur und elek-

trische 25 mS-Zünder. Zur Überwa-

chung der Sprengerschütterungen

wurden seismische Stationen in

einem nahegelegenen Forsthaus

und im Ertinghäuser Eisenbahn-

tunnel aufgestellt.

Die Arbeiten wurden erfolgreich

abgeschlossen. Mit Bilanzierung des

gesprengten Gebirges und des Ver-

füllvolumens stellte sich heraus,

dass der Hohlraum größer als er-

wartet war. In Abstimmung mit

Landkreis, Behörden und sonstigen

Beteiligten wurde die Tagesober-

fläche mit einer Restmulde von etwa

20 m Tiefe so gestaltet, dass sie dem

Gelände angepasst ist und der Natur

gute Bedingungen bietet wie etwa

das Ansiedeln von Greifvögeln in ei-

nem auf ausdrücklichen Wunsch

stehen gelassenen Steilhang.

(Abb.11) Dieses Projekt zeigt bei-

spielhaft, dass mit klugen Konzep-

ten Probleme unter Berücksich-

tigung unterschiedlichen Interes-

senlagensinnvoll und wirtschaftlich

gelöst werden können.

Forschungsprojekt zur Abdichtungvon Deponieschächten

RahmenbedingungenEin für die Inaktive Werke und K+S

bedeutendes aktuelles Vorhaben ist

das Forschungsprojekt zur Abdich-

tung von Deponieschächten. Ziel des

Forschungsprojektes ist es, mit

einem In-Situ-Versuch den Sicher-

heitsnachweis zu führen für ein

flüssigkeitsdichtes und langzeit-

stabiles Schachtverschlussbauwerk

mit Dichtelement und setzungsar-

mer Verfüllsäule als Widerlager.

(Abb. 12) Die für das Bergwerk Salz-

detfurth bewilligte Ausnahme von

der Flutungsvorschrift mit der Auf-

lage, die drei zu verfüllenden

Schächte für die trocken verwahr-

te Grube wasserdicht zu ver-

schließen, gab den Anstoß für das

Forschungsvorhaben. Ein flüssig-

keitsdichtes und langzeitstabiles

Schachtverschlussbauwerk ist als

geotechnische Barriere gleicher-

maßen gefordert bei Untertagede-

ponien für chemisch-toxische Son-

derabfälle in Salzbergwerken wie

auch neuerdings für Salzbergwerke

mit untertägiger Abfallverwertung.

Allein die K+S Gruppe hat in diesen

drei Bereichen aus heutiger Sicht

über 35 Schächte, die derart zu ver-

schließen sind. Interesse an den

Ergebnissen des Forschungsprojek-

tes besteht darüber hinaus bei ande-

ren Betreibern wie auch für den

Bereich der Endlagerung radioak-

tiver Abfälle. Die Vielzahl der

Schächte unterstreicht die Bedeu-

tung und Tragweite des Vorhabens.

Aufgrund des allgemeinen Inter-

esses ist dieses Projekt als förde-

rungswürdiges Vorhaben seitens des

Bundesministeriums für Bildung

und Forschung (BMBF) anerkannt

worden. Unter der Leitung der K+S

Aktiengesellschaft sind als kompe-

tente Institutionen in das Projekt

eingebunden das Institut für Berg-

bau der TU Bergakademie Freiberg,

die Deutsche Gesellschaft zum Bau

und Betrieb von Endlagern, das Insti-

tut für Gebirgsmechanik sowie die

Gesellschaft für Reaktorsicherheit.

Unter Berücksichtigung der Ergeb-

nisse einer vom BMBF in Auftrag

gegebenen Vorstudie über Schacht-

verschlüsse soll für das Verschluss-

bauwerk ein Konzept nachgewiesen

34 Kali und Steinsalz

werden, das ein gleitfähiges Dicht-

element im oberen Salinarbereich

vorsieht, welches auf einer set-

zungsarmen Verfüllsäule als stati-

sches Widerlager aufbaut. Beide Ele-

mente, Verfüllsäule und Schacht-

verschluss, müssen aus Materialien

bestehen, deren Langzeitbestän-

digkeit anhand natürlicher Analoga

nachgewiesen werden kann. Dem-

gemäß ist für das Stützelement Hart-

gesteinsschotter und für das Dicht-

element ein quellfähiger Ton auf

Bentonitbasis vorgesehen. Bei Flüs-

sigkeitszutritt quillt der trocken

eingebaute Bentonit auf, und es

wird erwartet, dass dadurch der ent-

sprechende Schachtabschnitt abge-

dichtet wird.

Untersuchungen zur SchottersäuleIm Rahmen eines ersten In-Situ-Ver-

suches wurden im unteren Bereich

des Schachtes SA I Untersuchungen

zum Setzungsverhalten von Schot-

tersäulen durchgeführt. (Abb. 13)

Hierzu wurde im Füllortbereich 900

m-Sohle über ein zylindrisches 8-t-

Fördergefäß mit variablem Aus-

tragskegel eine 41 m hohe Schot-

tersäule eingebracht. Sturzhöhe

und Austragstechnik mit ringför-

miger Aufschüttung am Schacht-

stoß ermöglichten, dass der Schot-

ter ohne zusätzliche Verdichtung,

wie etwa durch Rütteltechnik, ein-

gebracht werden konnte. Die

Böschung im Füllort lief mit 36° frei

aus. Mit aufwendiger Instrumen-

tierung zur Setzungs- und Span-

nungsmessung in vertikalen und

horizontalen Ebenen konnten die

Setzung und das Böschungsverhal-

ten unter Einbeziehung des Silo-

effektes ermittelt sowie die Last-

verteilung in der Schottersäule und

der Lastabtrag in das Gebirge

bestimmt werden. Die Versuche sind

erfolgreich abgeschlossen, sowohl

für die trockene Schottersäule wie

auch, nachdem der Bereich über

einen Streckendamm unter Lauge

Kali und Steinsalz 35

Technik und AnwendungTechnik und Anwendung

Abb. 11: Verbleibende Restmulde des Erdfalles Hildasglück / Remaining residual

hollow at the Hildasglück earth subsidence

Abb. 12: Prinzipskizze Verschlussbauwerk / Sketch of the principle of a plugging

construction

Abb. 13: In-Situ-Versuch Schottersäule Schacht Salzdetfurth I / In situ experi-

ment with gravel column at the Satzdetfurth I shaft

Abb. 14: In-Situ-Versuch Schottersäule Schacht Salzdetfurth II / In situ experi-

ment with gravel column at the Satzdetfurth II shaft

Page 19: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

gesetzt wurde, im gefluteten

Zustand. Zusammenfassend lässt

sich aussagen, dass die Eignung und

Zuverlässigkeit der Einbringtechnik

nachgewiesen ist und zusammen

mit dem ausgewählten Hartge-

steinsschotter eine weitgehend

gleichbleibende Einbaudichte

sicherstellt. Dabei hat der Einbau

des Verfüllmaterials stets unter

hoher Befeuchtung zu erfolgen, um

eine infolge nachträglicher Feuch-

tigkeitseinwirkung stattfindende

Verminderung der Reibungseigen-

schaften und damit verbundene Set-

zungserscheinungen der Schotter-

säule zu minimieren. Unter dem

Einfluss der Eigengewichtskom-

paktion führt dies zu einem durch

Druck- und Setzungsmessungen

nachweisbaren Siloeffekt und

erzeugt bei stabilen Widerlagern

eine Füllsäule mit signifikant gerin-

gen Setzungsbeträgen. Freie

Böschungen ohne stabilitäts-

fördernde technische Zusatzmaß-

nahmen sind unter Langzeit-

bedingungen nicht als standsicher

anzusehen. Um dies sicherzustellen,

ist das im Füllort ausfließende Füll-

gut durch geeignete technische

Maßnahmen zu verdichten und mit

einer gleichsam verdichteten Vor-

schüttung als zusätzliches Wider-

lager auszubauen. Im Schacht SA II

wurden anschließend mit den

gewonnenen Erkenntnissen an

einer hohen Hartgesteinsschotter-

säule, die sich rund 260 m über

mehrere Sohlen erstreckt, die bis-

herigen Ergebnisse mit optimierter

messtechnischer Überwachung

bestätigt und abgesichert. (Abb. 14)

Des Weiteren wurden die Füllort-

bereiche mit optimierten Füllort-

konturen durch technisch verdich-

tetes Füllmaterial bei stabilisieren-

der Vorschüttung gesichert und das

zeitabhängige Setzungsverhalten

für diese Bedingungen untersucht.

Für die Einbringung des Schotters

wurde das von Schacht 1 bewährte

Fördergefäß eingesetzt, das mit der

am Schacht 2 bestehenden Bobi-

nenförderanlage verfahren wurde.

Nachdem im Mai und Juni 1999

der Schachtsumpf ausgeraubt und

gesäubert sowie die Meßinstru-

mente auf der Schachtsohle einge-

baut waren, haben die Verfüllar-

beiten im Juli begonnen. Auf der

Oberfläche der Schottersäule ist die

ringförmige Anschüttung gut zu er-

kennen. Im weiteren Verlauf der

Arbeiten wurden der Schacht und

die schachtnahen Bereiche vorlau-

fend ausgeraubt und die Schacht-

zugänge mit den Füllörtern im

Widerlagerbereich bis auf die feste

Sohle gesäubert. In den Füllortbe-

reichen erfolgte die Verdichtung des

eingebrachten Schotters mit einem

Spezialgerät auf Basis einer Lade-

maschine. Die Verdichterplatte am

Ausleger ermöglichte hierbei eine

36 Kali und Steinsalz

firstbündige Einbringung. Diese

wurde mit dem Spezialgerät gleich-

sam für die Salzvorschüttung

erreicht. Im November 2001 waren

die Verfüllarbeiten mit Einbau der

Messhorizonte abgeschlossen. Die

heute vorliegenden Ergebnisse wei-

sen den erhofften Erfolg aus.

Untersuchungen zum DichtelementZum Dichtelement auf Bentonit-

basis sind in vorlaufenden Unter-

suchungen Labor- und Techni-

kumsversuche durchgeführt wor-

den. Für den Einsatz im Salinar sind

natürliche Ca-Bentonite favorisiert.

Um Zielwerte für die hydraulische

Leitfähigkeit und den Quelldruck zu

erreichen, ist der trockene Einbau

mit möglichst hoher Einbaudichte

gefordert. Dies kann erreicht wer-

den durch kissenförmige Presslin-

ge von 10 cm3 und Granulat im

Kornband 0–3 mm als binäres

Gemisch. (Abb. 15) Solche Gemische

wurden in einer Stahlrohrver-

suchsanlage an der Bergakademie

Freiberg untersucht. Die Stahl-

rohrversuchsanlage besteht aus

einem Stahlrohr mit einem Innen-

durchmesser von 800 mm und einer

Innenhöhe von 1.900 mm. (Abb. 16)

Die Fluideinleitung und somit

Belastung des Dichtelementes

erfolgt von unten. Die Instrumen-

tierung bezog sich hierbei auf

Feuchte- und Druckmessungen. In

einem abschließenden Versuch

wurde das Dichtelement über 2.100

Stunden mit bis zu 70 bar belastet

und damit die technische Reali-

sierbarkeit und Dichtheit des Ge-

samtsystems nachgewiesen.

Der In-Situ-Hauptversuch wurde

in einem speziell dafür errichteten

Bohrschacht durchgeführt. (Abb. 17)

Dieser steht im Staßfurtsteinsalz ca.

100 m vom Schacht SA II entfernt.

Hier sind auf der 774 und 744-m-Soh-

le eine Unter- und Überfahrung auf

jeweils ca. 50 m Länge aufgefahren.

Zwischen den Strecken wurden im

verbleibenden Gebirge zwei jeweils

25 m lange Großbohrlöcher von

1,80 m Durchmesser im Achsab-

stand von ca. 18 m gebohrt. Eines der

beiden Großbohrlöcher wurde für

den Versuch zu dem vorgesehenen

Bohrschacht auf 2,50 m Durch-

messer erweitert. Mit der speziell

angewendeten Schneidtechnik steht

der Bohrschacht über die gesamte

Länge in kreisrundem Querschnitt

und weist die geforderte Glätte des

Schachtstoßes auf. Der Versuchs-

aufbau gestaltete sich von der un-

teren Sohle ausgehend wie folgt:

(Abb. 18)

fAls unteres Widerlager ist eine

4,70 m hohe Füllsäule aus dem

geprüften Hartgesteinsschotter ein-

gebaut, die auf einer Stahlstütze als

unterem Bohrschachtverschluß auf-

baut.

fÜber einer Filterschicht ist das

5 m hohe untere Dichtelement mit

dem untersuchten binären Bento-

nitgemisch aufgebaut.

fZwischen unterem und oberem

Dichtelement ist eine 1,40 m hohe

Druckkammer zur Fluideinleitung

vorgesehen.

fDas obere Dichtelement ist

5,50 m hoch.

fAls oberes Widerlager ist ein 4,20

m hohes, zweifach kegelstumpf-

förmiges Betonbauwerk vorgesehen.

Die Flüssigkeitszuführung erfolgt

durch eine geneigte Bohrung aus

der oberen Strecke heraus, die den

Bohrschacht mittig im Schotter-

Splitt-Bereich der Druckkammer

erreicht.

Für die Ausstattung des Bohr-

schachtes mit Messinstrumenten

galt es, sorgfältig abzustimmen, wie-

viel unbedingt nötig ist, um aus-

reichendes Datenmaterial zu erhal-

ten, und wie wenig möglich ist, um

die Dichtungssysteme in ihrer

Funktionsfähigkeit nicht über-

mäßig zu beeinträchtigen. Im Bohr-

schacht sind an jeweils wichtigen

Positionen Sensoren für die Feuch-

te, den horizontalen und vertikalen

Druck, die Temperatur sowie für den

Laugendruck vorgesehen. Des Wei-

teren sind Setzungs- und Verschie-

bungsmesseinrichtungen berück-

sichtigt. Die Arbeiten zum Ver-

Kali und Steinsalz 37

Technik und AnwendungTechnik und Anwendung

Abb. 15: Bentonitpresslinge und Gra-

nulat als binäres Gemisch / Bentonite

briquettes and granulate as a binary

conglomerate

Abb. 16: Technikumsversuche im Stahlrohr-Dichtelement / Technical school experiment with steel pipe sealing element

Abb. 17: Blick in den Bohrschacht / View down the mine shaft

Page 20: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

suchsaufbau begannen mit dem Ein-

bau der Stahlstütze von der Unter-

fahrung her. Die Einbringung von

Schotter, Filtermaterial und Bento-

nit erfolgte über eine eichfähige Ver-

wiegung in ein Fördergefäß, wie es

vom Prinzip her in Schacht 1 und

2 eingesetzt ist. Besondere Bedeu-

tung kam der Einbaudichte des

binären Bentonitgemisches zu, für

die mindestens 1,6 gefordert war.

Dies bedingte, dass Pellets und Gra-

nulat lagenweise eingebracht und

mittels Rüttler intensiv durch-

mischt und verdichtet wurden.

Besonders sorgsam waren die Mess-

instrumente einzubauen wie das

Vierfach-Extensometer, mit dessen

Hilfe die Verschiebung des Gebirges

zum benachbarten Großbohrloch

beobachtet wird. Die Setzungsmess-

einrichtungen wurden über Kon-

solen im Schachtstoß verankert. In

festgelegten Messebenen sind

Drucksensoren in den Schachtstoß

eingelassen und vergossen. Des Wei-

teren sind Feuchte- und Drucksen-

soren schwimmend ins Verfüll-

material gebettet. (Abb. 19)

Zur geordneten Kabelführung

der schwimmend eingebauten Mess-

instrumente wurden diese für das

obere und untere Dichtelement an

jeweils einem Kabelring geführt

und beim Einbau des Verfüllmate-

rials in Position gehalten. Das Ver-

gießen des oberen Betonwiderlagers

schloss die Arbeiten zur Einrichtung

des Bohrschachtes ab.

Das Versuchsprogramm sieht

eine stufenweise Belastung der

Dichtelemente aus der Druckkam-

mer heraus von 0,5 MPa, 4 MPa und

7 MPa mit Konstanthaltungsphasen

vor. Insgesamt sind für die Ver-

suchsphasen rund 300 Tage vorge-

sehen. Der Versuch wurde im

August 2000 eingeleitet mit der pro-

vozierten Flutung des unteren

Dichtelementes innerhalb der obe-

ren Schicht von 20 cm Stärke. Hier

ist bewusst gröberes Bentonitgra-

nulat 1–3 mm eingesetzt, um eine

bessere Durchdringbarkeit für die

einzuleitende Salzlauge zu gewähr-

leisten.

Damit soll de facto im Zeitraffer-

effekt eine stärkere Dichtzone mit

Quelldruck in kurzer Zeit aufgebaut

werden, wie sie mit dem relativ

sperrenden Granulat 0–3 mm erst

nach vergleichsweise sehr langer

Zeit aufgebaut wäre. Im oberen

Dichtelement ist der Bereich für die

provozierte Flutung mit Granulat

1–3 mm auf die untere 2-m-Schicht

ausgelegt. Deren Flutung erfolgte 14

Tage später, wobei es darauf ankam,

in möglichst kurzer Zeit – innerhalb

einer Stunde – den gesamten

Bereich zu durchtränken, bevor sich

im unteren zu flutenden Abschnitt

eine Sperrschicht aufbaut, die das

weitere Eindringen der Lauge ver-

hindert. Daher wurden 50–100

l/min mit 4–5 bar injiziert. Auch die-

se Flutung verlief erfolgreich. Durch

diese nur auf die schnelle Flutung

abgezielte unrealistische, extrem-

spontane Belastung trat jedoch eine

Wegsamkeit auf, vermutlich ent-

lang eines Kabels, die zu einem Flüs-

sigkeitsdurchtritt führte. Nach

einer dreiwöchigen Wartezeit, in

38 Kali und Steinsalz

der die Wegsamkeit durch Aufbau

des Quelldruckes verheilen sollte,

wurde der eigentliche Versuch mit

Fluidbelastung entsprechend der

vorgesehenen natürlichen Druck-

aufbaukurve Ende September 2000

gestartet. (Abb. 20) Während des

Druckaufbaues wurde bei 28 bar ein

plötzlicher Druckabfall in der Flu-

tungskammer registriert. Da nicht

sicher bestimmt werden konnte, ob

dies aufgrund der Vorschädigung

des oberen Dichtelementes erfolg-

te oder aufgrund einer Verschie-

bung der Dichtelemente, wurde der

Druck zunächst langsam erhöht

und dann, als eine Verschiebung

anzunehmen war, weiter plan-

mäßig auf 40 bar gesteigert. In der

Haltephase trat nochmals ein spon-

taner Druckabfall auf, auf Grund

der vorherigen Erfahrung wurde der

Druck jedoch sofort wieder auf 40

bar angehoben.

Die Annahme, dass auch hier

eine Verschiebung ursächlich war,

bestätigte sich. In der gesamten Hal-

tephase über insgesamt 140 Tage ver-

lief der Versuch planmäßig, beide

Dichtsysteme erfüllten ihre Funk-

tion erfolgreich. So konnte Mitte

März die weitere Druckbelastung

eingeleitet werden. Innerhalb von

sechs Tagen wurden bei exponen-

tieller Drucksteigerung 67 bar

erreicht, bei der beide Dicht-

elemente ihre Funktion erfüllten.

Beim vorgeschädigten oberen Dicht-

element kam es jedoch wiederum

zu einem Flüssigkeitsdurchtritt. Die

Auswertung der Flüssigkeits-, Tem-

peratur- und Druckanzeigen ließ

darauf schließen, dass der erneute

Durchtritt ebenfalls über den vor-

geschädigten Weg erfolgte.

Bis hierhin ist der Bohrschacht-

versuch für beide Dichtelemente bis

67 bar erfolgreich verlaufen und hat

den Nachweis der Funktionsfähig-

keit bei Fluidbelastung unter

hohem Druck von oben und von

unten erbracht, und dies, obwohl

ein Dichtelement bereits vorge-

schädigt war. Obschon damit die

Zielsetzung des Forschungsvorha-

bens weitgehend erfüllt war, sollte

dennoch der Versuch gemacht wer-

den, den Nachweis für das unbe-

schädigte untere Dichtelement

auch bis 70 bar zu erbringen. Da

eine erneute intensive Selbstver-

heilung der oberen Dichtung nicht

anzunehmen war, wurde der Bohr-

schachtkopf im Betonwiderlager

abgedichtet.

Mit Beginn der erneuten Druck-

steigerung wurde anhand der

Feuchte- und Druckmessstellen

deutlich, dass das obere Dichtele-

ment entgegen den Erwartungen

seinen Durchtrittskanal wohl er-

neut selbst verheilt hat. Am 18. Mai

wurden die 70 bar erreicht. Sowohl

das untere wie auch zu unserer

großen Freude das vorgeschädigte

obere Dichtelement hielten dieser

Belastung stand, so dass der Versuch

mit der anschließenden Haltezeit

nun für beide Dichtelemente plan-

mäßig fortgesetzt werden konnte.

Während der gesamten 100tägigen

Haltezeit erfüllten die beiden Dich-

telemente ihre Funktion erfolgreich.

Am 26. August wurde die Fluidzu-

fuhr unterbrochen und der natür-

liche Druckabbau im Bohrschacht

über 20 Tage beobachtet, um auch

hier Informationen über die Dicht-

wirkung zu erhalten. Anschließend

wurde der Druck gezielt abgebaut

und der Versuch damit erfolgreich

abgeschlossen.

Anschließend wurde der Bohr-

schacht von einer Seite über ein

paralleles Großbohrloch von 1,60 m

Durchmesser aufgeschlossen, um

die Dichtelemente freizulegen und

anschließend „obduzieren“ zu kön-

nen. Optische Bewertung und Pro-

benahme sollten genauere Kennt-

nisse bringen und einen Beitrag zur

Validierung der Modellrechnungen

leisten. Nach den erfolgreichen

experimentellen Versuchen zur

Schottersäule und zum Dicht-

element sind nun die geomechani-

schen und hydraulischen Modell-

rechnungen fertiggestellt wie auch

die Langzeitsicherheitsbetrachtung

erarbeitet, so dass das Forschungs-

projekt erfolgreich abgeschlossen

ist. Die guten Ergebnisse sollen nun

unmittelbar in der Praxis genutzt

werden, um die drei Schächte des

Bergwerkes Salzdetfurth auf Basis

dieses Konzeptes sicher zu ver-

schließen.

AusblickMit den Aufgaben der Vorhaltung,

Unterhaltung, Verwahrung und

Forschung steht ein Spektrum, das

von den Mitarbeitern der Inaktive

Werke ein hohes Maß an Mobilität,

Flexibilität und Kreativität ver-

langt, gerade weil für ungewöhn-

liche Problemstellungen neue Lö-

sungen gesucht werden, die vom üb-

lichen Ablauf und Geschehen eines

produzierenden Salzbergwerkes

abweichen. Die Einheit Inaktive

Werke hat sich diesbezüglich aufge-

baut und entsprechendes Know-how

gebündelt und entwickelt, um die

anstehenden und zukünftigen Auf-

gaben sinnvoll, effizient und wirt-

schaftlich zu lösen.

Kali und Steinsalz 39

Technik und AnwendungTechnik und Anwendung

Abb. 18: Aufbau und Messkonzept Bohrschacht / Measuring plan for mine shaft

Abb. 19: Einbau der Messinstrumente

im Dichtelement / Inserting measuring

instruments in the sealing element

Abb. 20: Fluiddruckbelastung Bohrschachtversuch / Liquid pressure load in mine

shaft experiment

Page 21: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

0. EinführungBei den Zuflüssen in Grubenbaue

der in Verwahrung befindlichen

Grube Merkers/Springen handelt es

sich zum weitaus überwiegenden

Teil um für die Grubensicherheit

völlig harmlose Restlösungen aus

Salzumbildungsprozessen.

Eine Ausnahme bilden zwei Lie-

gendzuflüsse, entsprechend der

Lokalität des Auftretens mit Quer-

ort 23 und Querort 86 bezeichnet,

welche in den Jahren 1969 bzw. 1976

im ehemaligen Feld Springen ange-

fahren wurden und heute noch

aktiv sind (Abb. 1).

Der Vollständigkeit halber seien

noch zwei kleine Vorkommen,

Querort 30/31 und 7. westliche Ab-

teilung nach Süden, erwähnt, von

denen zwar offensichtlich keine

Gefährdung ausgeht, deren Her-

kunft bzw. Entwicklung aber bisher

nicht geklärt ist.

Zur angestrebten trockenen Ver-

wahrung des Grubenfeldes Merkers

ist es notwendig, vordringlich die

aktiven Salzlösungsvorkommen

Qu. 23 und Qu. 86 langfristig abzu-

dichten.

Nachfolgend sollen Historie und

Charakteristik, die wesentlichen

Erkundungsergebnisse und die der-

zeitige Beherrschung dargestellt

sowie anhand des geologischen

Modells ein Ausblick auf die Sanie-

rungsmöglichkeiten gegeben wer-

den. Zu beachten ist, dass die Erkun-

dung derzeit noch nicht abge-

schlossen ist.

1. Historie, Charakteristik, Erkun-dungsergebnisse

1.1 Querort 23Der Zufluss wurde am 01.12.1969

durch zwei Sprengbohrlöcher im

Kaliflöz Hessen angetroffen (Abb. 2).

Nach kurzzeitiger geringer Schüt-

tung trat ein Maximum von ca.

3.000 l/min auf. Bis Anfang 1970

ging der Zufluss auf 25 l/min

zurück. Derzeit fließen 190 l/min

zu. Kumulativ sind bisher 2 Mio. m3

angetroffen und bewältigt worden.

Die Zusammensetzung der Salzlö-

sung hat sich von einer anfängli-

chen MgCl2-KCl-MgSO4-NaCl-Misch-

lösung zu einer gesättigten NaCl-

Lösung gewandelt.

Kali und Steinsalz 41

Technik und Anwendung

In den Jahren 1969 bzw. 1976 wurden in dem jetzt zum Gru-

benfeld Merkers gehörenden Feld Springen die zwei heute noch

aktiven Salzlösungsvorkommen Querort 23 und Querort 86 ange-

troffen, welche derzeit Schüttungen von 190 l/min bzw. 14 l/min

aufweisen. Die Zuflüsse entstammen dem Rotliegend und stel-

len konzentrierte Solen dar. Im Salz haben sich durch Auflösung

große und komplexe Hohlraumsysteme ausgebildet. Die Salz-

lösungsvorkommen werden durch Absenkung der Salzlösungs-

spiegel unter das Niveau der leicht löslichen Kaliflöze und Abför-

derung über Bohrungen bei nur geringer Auflösung von Steinsalz

sicher beherrscht. Wegen der insgesamt geringen Wasser-

durchlässigkeit des Subsalinars sind die Zuflussmengen

begrenzt, so dass eine nicht beherrschbare Zunahme auszu-

schließen ist. Im Falle von Querort 23 wurde ein mögliches, eng

begrenztes Zufuhrspaltensystem erbohrt. Für Querort 86 ist ein

Überströmbereich vom Subsalinar zum Salz mit einer Grundfläche

von ca. 2.500 m3 diskretisiert worden. Damit bestehen Voraus-

setzungen für eine erfolgreiche Abdichtung im Subsalinar. Für das

Querort 86 liegt bereits ein geotechnisches Konzept erstellt vor.

40 Kali und Steinsalz

Technik und Anwendung

Abb. 1: Grubenfelder des Werkes Werra mit Lage von Salzlösungsvorkommen /

Masterplan of the Werra mine with position of brine occurrences

Abb. 2: Salzlösungsvorkommen

Qu. 23 – Antreffstelle, Zuflussrate

und Chemismus / Brine site Qu. 23 –

location, f low rate and chemistry

Erkundung und Maßnahmen zurBeherrschung der Salzlösungs-zuflüsse im Grubenfeld Merkers

Stefan DeppeGrubenwirtschafts-ingenieurWerk Werra K+S KALI GmbH

Matthias PippigDiplomgeologe Bereich GeologieK+S Aktiengesellschaft,Kassel

Abb. 3: Qu. 23 – Sanierungs- und

Erkundungsbohrungen Phase 1 /

Phase 1 drill program

Zeitraum NaCl KCl MgCl2 MgSO4 CaSO4 Dichte

[g/l] [g/l] [g/l] [g/l] [g/l] [g/cm3]

ø 1969 155 93 87 70 nicht 1,275bestimmt

ø 2001 292 28 0 18 1,4 1,220

Page 22: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

horizonte besteht (Abb. 7 und 8). Sie

stellt den Aufstiegsweg der Salzlö-

sung im unteren Teil des Hohl-

raumsystems dar.

Die Verbreitung der Salzlösung

im Subsalinar, vom Unteren Werra-

Anhydrit bis in das Oberrotliegend,

konnte weitgehend abgegrenzt wer-

den. Mit der Bohrung 207E/01 wur-

de schließlich Ende 2001 das wahr-

scheinliche Zufuhrspaltensystem

der Salzlösung im Rotliegend

erbohrt (Abb. 9).

Auf einer Kluft um 6 cm Breite

strömen mehr als 300 l Salzlösung

pro Minute. Bei geschlossenem

Bohrloch baut sich ein Kopfdruck

von 4 bar auf, wobei der Ansatz-

punkt der Bohrung noch 10 m über

dem freien Solespiegel im Hohl-

raumsystem liegt.

Die Verbindung zum Salzlö-

sungsvorkommen ist durch die

gemessenen starken Druckreaktio-

nen, ausgelöst durch den Spüldruck

der Bohrung 207E/01, in der Boh-

rung 18/86 sowie an der Bohrung

201/00 eindeutig belegt (Abb. 10).

Das Kluftsystem konnte durch die

Bohrung 208/01 auch 30 m tiefer im

Rotliegend noch nachgewiesen

werden und korrespondiert wahr-

scheinlich mit einem bereits früher

in der Bohrung 201/00 erbohrten

Hohlraum im Rotliegend. Es besitzt

eine Breite von wenigen Metern und

vermutlich eine Längserstreckung

von mehreren Kilometern. Ein süd-

westlich gelegenes, durch Georadar

und Bohrungen nachgewiesenes

NW-SE-streichendes Verwerfungs-

system an der Salzbasis mit Ver-

werfungsbeträgen bis 40 m steht

hingegen mit dem Salzlösungsvor-

kommen nicht in Verbindung.

1.2 Querort 86Der Zufluss wurde am 26.05.1976

mit einem Sprengbohrloch im Flöz

Thüringen angefahren (Abb. 11).

Nach anfänglichen 3 bis 5 l/min hat

sich der Zufluss bis heute bei

14 l/min eingepegelt. Kumulativ

sind 120.000 m3 zugeflossen. Die

ursprüngliche MgCl2-dominierte

Lösung hat sich wie beim Vorkom-

men Qu. 23 zu einer gesättigten

NaCl-Lösung gewandelt. Wie am Qu.

23 waren Sanierungsmaßnahmen

im Salz erfolglos. In 275 Bohrungen

Kali und Steinsalz 43

Technik und Anwendung

In der Vergangenheit wurde

mehrfach erfolglos der Versuch

unternommen, das Vorkommen

über Bohrlöcher von 5 bis 250 m

Länge, in Summe über 13.000

Bohrmeter, abzudichten. Es wurden

ca. 2.700 m3 Magnesiazement kon-

turnah und konturfern im Salz inji-

ziert.

Unmittelbar nach Antreffen des

Salzlösungsvorkommens setzte die

Erkundung ein.

Generell können aus heutiger

Sicht dabei zwei Phasen unter-

schieden werden, deren wesentliche

Ergebnisse nachfolgend dargestellt

werden.

a) Phase 1 bis 1987 (Abb. 3)Mit einer Vielzahl von Horizontal-

bohrungen wurde die Ausbreitung

der Salzlösung im Salz festgestellt.

Beiträge lieferten hierfür auch ver-

schiedene geophysikalische Ver-

fahren, wie elektromagnetische

Durchstrahlungsmessungen und

Ultraschallseismik.

Im Jahr 1984 konnte im Zentrum

des Vorkommens eine Kaverne

nachgewiesen werden, nachdem in

dem einfallend gebohrten Bohrloch

15/84 beim Nachsetzen des Gestän-

ges der gesamte Bohrstrang

abrutschte und anschließend bei

nur 150 m Bohrlänge 400 m Gestän-

ge eingebaut wurden.

1987 gelang schließlich mit dem

Bohrloch 18/86 der Nachweis einer

Herkunft der Salzlösung aus dem

Subsalinar, nachdem dies bereits vie-

le Jahre vermutet worden war

(KOCH 1985).

b) Phase 2 ab 1996Gemäß der Zielstellung einer trocke-

nen Verwahrung der Grube Mer-

kers/Springen waren die Erkun-

dungsmaßnahmen der Phase 2 ganz

auf die Sanierung des Vorkommens

ausgerichtet. Im Mittelpunkt stand

zuerst die Standsicherheit der

Kaverne, deren Rauminhalt 1996

durch eine Vermessung mit 215.000

m3 bestimmt wurde (Abb. 4 und 5).

Durch Bohrungen über das Dach

der Kaverne wurde die Obergrenze

der Einwirkung von Salzlösungen

im Oberen Werra-Steinsalz zwischen

-30 und -40 m NN, also bis 50 m über

dem Kaliflöz Hessen nachgewiesen.

Darüber befinden sich noch etwa

60m unbeeinflusstes Oberes Werra-

Steinsalz.

Anhand dieser Ergebnisse konn-

te das Institut für Gebirgsmechanik

GmbH, Leipzig, die Standsicherheit

des Hohlraumsystems für mehr als

100 Jahre nachweisen.

Ziel der weiteren Erkundung war

die Salzbasis und das Subsalinar, um

hier die Verbreitung der Salzlösung

und die Strömungswege aufzu-

klären (Abb. 6).

Unterhalb der Kaverne wurde mit

der Bohrung 206/01 eine hochper-

meable Salzschollenbrekzie er-

bohrt, welche den Kavernenfuß aus-

füllt und aus Bruchstücken bis

Großschollen höherer Steinsalz-

42 Kali und Steinsalz

Technik und Anwendung

Abb. 4: Qu. 23 – Erkundung der Kaverne / Exploration of the cavern

Abb. 5: Qu. 23 – Geometrie des Kaver-

nenhohlraumes / Geometry of the

cavern

Abb.6 Qu. 23 – Erkundungsbohrungen Phase 2 / Phase 2 drill program

Datum/ NaCl KCl MgCl2 MgSO4 CaSO4 DichteZeitraum [g/l] [g/l] [g/l] [g/l] [g/l] [g/cm3]

26.05.1976 21 38 306 29 nicht 1,290bestimmt

ø 2001 307 3 3 2 5 1,203

Abb. 7: Qu. 23 – Salzschollenbrekzie in der Bohrung 206/01 / Salt breccia identi-

fied by drill hole 206/01

Page 23: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

der Kaliflöze konnten die Salzlösungsspiegel abgesenkt

und die Salzauflösung auf ein Minimum reduziert wer-

den.

Seit 1983 sind zwei Bohrungen für das Salzlö-

sungsvorkommen Qu. 23 in Betrieb, jeweils eine als För-

der- bzw. Kontrollbohrung, um den Salzlösungsspiegel

mindestens 20 m unterhalb des Kaliflözes Hessen zu

halten (Abb. 14).

Das Kaliflöz Thüringen liegt hier in Steinsalzver-

taubung vor. Die mit der Förderbohrung gekoppelte

Pumpe wird jeweils in Betrieb gesetzt, wenn an der Kon-

trollbohrung ein zulässiger maximaler Kopfdruck von

2,8 bar, was dem oben erwähnten Abstand von 20 m

zum Kaliflöz Hessen entspricht, erreicht wird.

Ab 1989 wird auch am Qu. 86 die Salzlösung von

unterhalb des Kaliflözes abgezogen (Abb. 15). Die hier

geteufte Abförderbohrung wird im freien Auslauf betrie-

ben und hält den Salzlösungsspiegel 4 m unter dem

Kaliflöz Thüringen.

Anschließend wird die Salzlösung von beiden Vor-

kommen in einem Stapelraum gesammelt, nach über

Tage gehoben und im Rahmen einer wasserrechtlichen

Erlaubnis in die Werra eingeleitet.

Mit der beschriebenen Verfahrensweise ist eine siche-

re und für das Grubengebäude gefahrlose Beherrschung

der Salzlösungsvorkommen gegeben.

Die Grubenbaue sind dauerhaft trockengelegt und

eine Auflösung von Salz findet nur in geringem Umfang

in den durchflossenen Steinsalzhorizonten statt, da die

Rotliegendlösungen 80 bis 90 % der NaCl-Sättigung auf-

weisen.

3. Geologisches ModellDie Dichte der vorliegenden Erkundungsergebnisse und

die jahrzehntelange Beobachtung des Zuflussgesche-

hens haben zu einer relativ genauen Vorstellung vom

Zuflussmechanismus geführt (Abb. 16).

Die Zufuhrwege der Salzlösung liegen im Subsali-

nar, vor allem im Oberrotliegend. Das Zufuhrsystem

wird vom Ausbiss bzw. von tiefreichenden Störungs-

zonen mit Solen aus der Ablaugung des Salinars

gespeist.

Die auf Klüften im Oberrotliegend anzutreffenden

Wässer haben dabei im gesamten Werra- und Fulda-

Kaligebiet einen ziemlich einheitlichen Chemismus.

Der NaCl-Gehalt liegt zwischen 270 und 280 g/l, so dass

zur Steinsalzsättigung nur noch eine geringe Lösedif-

ferenz bis zu 40 g/l vorhanden ist.

Das Oberrotliegend besteht weit überwiegend aus

Ton- und Schluffsteinen sowie Feinsandsteinen.

Kali und Steinsalz 45

Technik und Anwendung

mit über 19.000 Bohrmetern wur-

den ca. 500 m3 Magnesiazement

sowie Kunststoff injiziert. Die Erkun-

dung beschränkte sich in einer

ersten Phase bis 1989 auf geophy-

sikalische Messungen und zwei Boh-

rungen zur Ortung der Aufstiegs-

wege im Salz (Abb. 12).

Die zweite Phase, welche im Jahr

2001 abgeschlossen wurde, hatte das

Ziel der Erkundung der Salzbasis,

des Subsalinars und der Verbreitung

der Salzlösung. Sie begann 1995 mit

Radarmessungen von der 1. Sohle,

welche über dem Salzlösungsvor-

kommen bereits vor 1976 aufge-

fahren wurde. Dabei konnten die

flächenhafte Verbreitung der Salz-

lösung im Bereich des Kaliflözes

Thüringen, die wahrscheinliche

Aufstiegszone der Salzlösung und

eine NNW-SSE streichende Störungs-

zone festgestellt werden.

Anschließend wurde das Subsa-

linar unterhalb und randlich der

Aufstiegszone systematisch abge-

bohrt, um die hier vorhandenen

Strömungswege zu orten. Es konn-

te so ein salzlösungsführender

Bereich von max. 100 m Länge und

25 m Breite abgegrenzt werden.

In den Erkundungsbohrungen

kamen erstmals auch für die K+S

neue Verfahren zum Einsatz. Um die

Zielgenauigkeit zu erreichen, bzw.

Hindernisse wie Hohlräume im Salz

umgehen zu können, wurden Teil-

strecken mit Richtbohrtechnik

gebohrt. Die notwendige Kernge-

winnung wurde auch bei hohen

Spülungsverlusten mit einer Seil-

kerngarnitur realisiert.

Zuflusshorizonte, welche zu-

meist durch Kernzerfall gekenn-

zeichnet sind, konnten durch Befah-

rungen mit einer Bohrlochkamera

näher begutachtet werden (Abb. 13).

2. Beherrschung der Salzlösungs-vorkommenZielstellung beim Umgang mit den

Salzlösungsvorkommen waren von

Beginn an die Trockenlegung der

Grubenbaue und die gefahrlose

Ableitung der Salzlösung.

Dies wurde anfangs durch Ent-

lastungsbohrlöcher im Niveau der

Grubenbaue erreicht, welche aller-

dings den großen Nachteil hatten,

dass die Salzlösungen weiterhin bis

in die Horizonte der Kaliflöze auf-

steigen und hier in erheblichem

Umfang lösen konnten.

Durch Schaffung von Bohran-

satzpunkten für die Entlastungs-

bohrungen unterhalb des Niveaus

44 Kali und Steinsalz

Technik und Anwendung

Abb. 13: Qu. 86 – Zuflussstelle im Rotliegend/ Brine inflow

point

Abb. 12: Qu. 86 – Erkundungsbohrungen, Radarergebnisse

und Aufstiegszone der Salzlösung / Investigation drill holes,

georadar results and ascent brine zone

Abb. 11: Salzlösungsvorkommen Qu. 86 – Antreffstelle,

Zuflussrate und Chemismus / Brine site Qu. 86 – Location,

flow rate and chemistry

Abb. 10: Qu. 23 – Druckkommunikation mit der Bohrung 18/86 / Pressure

communication with drill hole 18/86

Abb. 8: Qu. 23 – Bohrkerne von der Salzschollenbrekzie / Drill cores of the salt breccia

Abb. 9: Qu. 23 – Antreffstelle des wahrscheinlichen Zufuhrspaltensystems in der

Bohrung 207E/01 / Location of the probable supply joint system in the drill hole 207E/01

Page 24: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

höheren Druck von 5 bar aufweist (Abb. 19). Hier liegt

die Engstelle im Anströmweg offensichtlich zwischen

der Antreffstelle in der Bohrung 207E/01 und dem Salz-

lösungsübertritt in das Salinar.

Wesentlich ist, dass in beiden Fällen die Zuflussbe-

grenzung im weitestgehend unlöslichen Subsalinar

erfolgt. Eine starke oder gar nicht beherrschbare Zunah-

me der Zuflussmengen ist insofern auf absehbare Zeit

nicht zu befürchten.

Die räumliche Darstellung der Erkundungsergeb-

nisse erfolgte mittels der Software GOCAD am Institut

für Geologie der TU Bergakademie Freiberg (Abb. 20

bis 23).

4. Ausblick

4.1 Weitere ErkundungsmaßnahmenErkundungsbedarf besteht derzeit vor allem noch am

Salzlösungsvorkommen Qu. 23. Hier sollen der Verlauf

und der interne Bau des möglichen Zufuhrspaltensys-

tems im Subsalinar weiter aufgeklärt werden. Von

besonderem Interesse sind dabei die Erstreckung nach

der Teufe, d. h. ein mögliches „Verheilen“ in tieferen

Horizonten des Oberrotliegend und die Durchlässig-

keit an der Salzbasis gegenüber dem Unteren Werra-

Steinsalz.

4.2 SanierungskonzeptZiel der Sanierungsmaßnahmen ist die vollständige

Abriegelung der Zuflüsse in das Salz. Dabei gilt

grundsätzlich, dass eine Abdichtung nur unterhalb der

Salzbasis sinnvoll und möglich ist, weil das Gebirge hier

weitestgehend unlöslich ist und die Wegsamkeiten eng

begrenzt sind.

Das Salz hingegen ist wegen der Größenordnung der

Hohlraumsysteme und deren komplizierten Baus für

Abdichtungsmaßnahmen ungeeignet.

Damit waren aus heutiger Sicht alle früheren Abdich-

tungsversuche von vornherein zum Scheitern verur-

teilt. Im Salz müssen aber nach Abdichtung der Zuflüs-

se vorhandene größere Hohlräume, z. B. die Kaverne

am Qu. 23, aus geomechanischen Gründen verfüllt wer-

den.

Bei der Abdichtung im Subsalinar können entspre-

chend den angetroffenen Verhältnissen grundsätzlich

zwei Wege gegangen werden:

f flächige Versiegelung der unmittelbaren Über-

strömwege in das Salz im Subsalinar oder

f Verfüllung des Zufuhrspaltensystems an geeigneter

Stelle im Subsalinar.

Für das Salzlösungsvorkommen Qu. 86 ist der erst-

genannte Weg vorgesehen. Durch eine Planungsge-

meinschaft mehrerer Firmen wurde eine Studie für ein

geotechnisches Konzept zur Abdichtung des Vorkom-

mens erarbeitet (PLANUNGSGEMEINSCHAFT 2001).

Dieses sieht vor, den durch die Erkundungsboh-

rungen abgegrenzten Überströmbereich durch Strecken

30 m über der Salzbasis zu umfahren und aus diesen

heraus über Bohrschirme zu injizieren (Abb. 24 und

25). Als Behandlungsraum für die Injektion wurde eine

Fläche von 2.500 m2 vorgesehen.

Wesentlich für den Injektionserfolg wird die vor-

gesehene Trockenlegung des Behandlungsraumes sein.

Über zwei Bohrungen soll der Salzlösungsspiegel mit

Hilfe von Tiefpumpen bis in das Rotliegend abgesenkt

werden. Bei einem ersten Versuch, welcher wegen zu

geringer Pumpenleistung abgebrochen werden muss-

te, konnte eine Absenkung um 55 m bis 35 m über die

Salzbasis erreicht werden (Abb. 25). Die eigentliche

Injektion soll so erfolgen, dass ein zumindest tem-

poräres Widerlager im trockengelegten Unteren Wer-

ra-Anhydrit aufgebaut wird, welches das Abwandern

des Injektionsmediums in die Hohlräume im Salz ver-

hindert. Anschließend wird über horizontale Bohr-

Kali und Steinsalz 47

Technik und Anwendung

Untergeordnet treten Konglomerate auf. Es stellt von

daher einen Grundwassergeringleiter bis -stauer dar

und besitzt nur auf Klüften eine relativ geringe Durch-

lässigkeit.

Eine wesentliche Bedeutung als zusätzlicher Stau-

er zum Steinsalz kommt dem 5 bis 10 m mächtigen,

undurchlässigen Unteren Werra-Anhydrit zu. Nur im

Bereich von Klüften konnte die im Rotliegend anste-

hende Salzlösung in Kontakt zum Unteren Werra-Stein-

salz kommen.

Bei längerer Einwirkung von Wasser bzw. Salzlösung

auf Anhydrit entsteht unter starker Volumenzunahme

von bis zu 60 % Gips. Klüfte werden damit in den meis-

ten Fällen wieder vollständig verschlossen.

Mehrfach konnten in den Erkundungsbohrungen

diese von Gips verschlossenen fossilen Wegsamkeiten

nachgewiesen werden (Abb. 17).

Nur dort, wo die Selbstverheilung durch Gips nicht

vollständig zustande kam, konnten letztendlich an der

Salzbasis beginnende Lösungsprozesse ansetzen.

Durch Dichte- und Temperaturunterschiede erfolg-

te der konvektionsgesteuerte Aufstieg der Salzlösung

im Salz. Es entstanden dabei komplizierte und weit-

verzweigte Hohlraumsysteme. Für das Salzlösungs-

vorkommen Qu. 23 sind 350.000 m3 Gesamtvolumen

bei einer zentralen Kaverne von 215.000 m3 anzuneh-

men. Beim Vorkommen Qu. 86 ist mit mindestens

20.000 m3 Hohlraumvolumen zu rechnen.

Die Zuflussraten der Salzlösungsvorkommen wer-

den ausschließlich von der überwiegend geringen

Durchlassfähigkeit des weitestgehend unlöslichen Sub-

salinars bestimmt. Ein anschauliches Beispiel hierfür

liefert die Bohrung 114 /99 am Salzlösungsvorkommen

Qu. 86 (Abb. 18). Der normale Zufluss beim freien Aus-

lauf über die Förderbohrung 108/97 beträgt 14 l/min,

wobei der Salzlösungsspiegel im System auf Höhe des

Auslaufpunktes liegt.

Bei Umstellung der Förderung auf die 3 m tiefer lie-

gende Bohrung 114/99, welche in einem stärker durch-

lässigen Sandstein des Rotliegend steht, wird durch

Abbau des Überstaus ein Zufluss von bis zu 300 l/min

erzeugt, welcher sich nach kurzer Zeit wieder auf 14

l/min einpegelt.

Das bedeutet, dass im Anströmweg der Salzlösung

eine Engstelle existiert, welche nicht mehr als eben die

genannten 14 l/min durchlässt.

Für das Vorkommen Qu. 23 konnte die bereits

erwähnte wahrscheinliche Zufuhrspalte erbohrt wer-

den, welche eine um 50 % höhere Zuflussrate und

gegenüber dem Salzlösungsspiegel im System einen

46 Kali und Steinsalz

Technik und Anwendung

Abb. 17: Mit Gips verheilte Kluft in einer Erkundungsboh-

rung / Gypsum healed joint

Abb. 18: Qu. 86 – Absenkung des Solespiegels über die Boh-

rung 114/99 / Result of brine pumping via drill hole 114/99

Abb.16: Modellvorstellung von der Entstehung der Salzlö-

sungszuflüsse aus dem Subsalinar / Model conception of the

brine origin

Abb. 14: Qu. 23 – Beherrschung des Zuflusses / Control of

the inflow

Abb. 15: Qu. 86 – Beherrschung des Zuflusses / Control of

the inflow

Abb. 19: Qu. 23 – Zufluss in der Bohrung 207E/01 und wahr-

scheinliche Engstelle im Subsalinar / Brine incursion in the

drill hole 207E/01 and probable bottleneck below the rock salt

Page 25: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

schirme gegen das Widerlager inji-

ziert und so ein Dichtungskörper

aufgebaut, welcher sich auch über

mehrere Dekameter in das Zufuhr-

system der Salzlösung erstrecken

soll. Als Injektionsmedien sind

zementgebundene Baustoffe vor-

gesehen. Zur Nachdichtung können

z. B. Zementleime und -suspensio-

nen in Frage kommen.

Durch das Antreffen des wahr-

scheinlichen Zufuhrspaltensystems

für das Salzlösungsvorkommen Qu.

23 wird sich eine Abdichtung hier

voraussichtlich auf dieses Spalten-

system konzentrieren (Abb. 19).

Durch seine geringe Breite von

wenigen Metern mit einer bis vier

Einzelspalten um 6 cm Breite bietet

es gute Voraussetzungen für eine

Injektion. Von Bedeutung ist dabei

auch, dass zwischen der ersten

Antreffstelle des Spaltensystems

und dem Zufluss eine Engstelle exis-

tiert, welche die Zuflussmenge

deutlich reduziert. Damit ist die Vor-

aussetzung gegeben, eine Verfül-

lung im Mitstromprinzip auszu-

führen. Zur Erarbeitung eines ent-

sprechenden Sanierungskonzeptes

sind aber die Erkundungsergebnis-

se über die Erstreckung und den

internen Bau des Spaltensystems

abzuwarten.

5. FazitDie Salzlösungsvorkommen Qu. 23

und Qu. 86 stellen Zuflüsse aus dem

Subsalinar dar, welche hinsichtlich

der zufließenden Mengen begrenzt

sind. Zuflussbegrenzend wirken

dabei Abschnitte geringer Durch-

lässigkeit im weitestgehend unlös-

lichen Subsalinar selbst.

Die zuströmende Salzlösung ist

zu 80 bis 90 % NaCl-gesättigt. Durch

Abförderung der Salzlösung über

Förderbohrungen von unterhalb der

Kaliflöze werden die Auflösung von

Salzen damit auf ein Minimum

reduziert und die Vorkommen

sicher beherrscht. Durch die vor-

angegangenen Erkundungsmaß-

nahmen, insbesondere die intensive

Bohrerkundung der letzten Jahre,

sind der Bau der Salzlösungsvor-

kommen und die Zuflusswege weit-

gehend aufgeklärt. Damit bestehen

die Voraussetzungen für eine erfolg-

reiche dauerhafte Abdichtung im

Subsalinar.

LiteraturhinweisKOCH, G (1985): Hydrogeologische

Modellvorstellungen zu Salzlö-

sungsvorkommen im Salinar des

Werra-Kaligebietes der DDR, Dis-

sertation an der Bergakademie

Freiberg

PL ANUNGSGEMEINSCHAFT

(2001) (Thyssen Schachtbau GmbH,

Schachtbau Nordhausen GmbH

und Kali-Umwelttechnik GmbH):

Erstellung einer Studie für ein geo-

technisches Konzept zur Abdich-

tung von Zuflüssen des Salzlö-

sungsvorkommens Querort 86 im

Grubenfeld Springen, Werk Werra,

Standort Merkers der Kali und Salz

GmbH, Kassel, Abschlussbericht,

Mühlheim/Nordhausen

Kali und Steinsalz 49

Technik und Anwendung

48 Kali und Steinsalz

Technik und Anwendung

Abb. 20: 3D-Ansicht des Salzlösungsvorkommens Qu. 23 von Südosten /

3-dimensional view of the groundwater inflow Qu. 23 from southeast, Legende: lila:

1. Sohle (Kaliflöz Hessen); weiß: 2. Sohle (Kaliflöz Thüringen); grün: Salzbasis;

braun: Verwerfungen an der Salzbasis; gelbe Linien: Bohrspuren; transparent-

grau: Umhüllende der Lösungsführung im Steinsalz; gelb: Spaltensystem;

blau: Kaverne, Salzschollenbrekzie und Wasserführung im Subsalinar / legend:

lilac: 1. Level (potash seam Hessen); white: 2. level (potash seam Thü-ringen); green:

base of salt; brown: faults at the base of salt; yellow lines: bore holes; transparent -

grey: maximum extension of brine occurrences; yellow: fracture system; blue: cavern,

salt breccia und water bearing zone underneath the salt

Abb. 22: 3D-Ansicht des Salzlösungsvorkommens Qu. 23 von Südosten (Ver-

größerung), Legende s. Abb. 20 / 3-dimensional view of the brine inflow Qu. 23

from southeast (enlargement), legend s. Abb. 20

Abb. 21: 3D-Ansicht des Salzlösungs-

vorkommens Qu. 23 von Nordosten,

Legende s. Abb. 20 / 3-dimensional view

of the brine inflow Qu. 23 from nor-

theast, legend s. Abb. 20

Abb. 23: 3D-Ansicht des Salzlösungs-

vorkommens Qu. 86 von Südosten /

3-dimensional view of brine site Qu. 86

from southeast, Legende: lila: 1. Sohle

(Kaliflöz Hessen); weiß: 2. Sohle (Kalif-

löz Thüringen); grün: Salzbasis; braun:

Flexur; gelbe Linien: Bohrspuren; trans-

parent-grau: Umhüllende der Lösungs-

führung im Steinsalz und Subsalinar /

Legend: lilac: 1. Level (potash seam Hessen);

white: 2. Level (potash seam Thüringen);

green: base of salt; brown: f lexure; yellow

lines: bore holes; transparent-grey: maxi-

mum extension of brine occurrences

Abb. 24: Qu. 86 – geplante Streckenauf-

fahrung zur Abdichtung des Zuflusses /

Planned drifts for the sealing program

Abb. 25: Qu. 86 – Schema der stufenweisen Injektion / Pattern of the injection

Abb. 26: Qu. 86 – Ganglinie des Solespiegels beim Pumpversuch / Hydrograph

curve of the brine table during pumping test

Page 26: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Einleitung:Erst vor wenigen Monaten wurde

auf der Tagung in Bad Reichenhall

über die Bedeutung europäischer

Regelungen für die Rohstoffgewin-

nung berichtet1 und bereits heute

soll ein ähnliches Thema behandelt

werden.

Das ist jedoch nicht Ausdruck völ-

liger Phantasielosigkeit, sondern die

sich geradezu aufdrängende Reak-

tion auf den deutlich zunehmenden

Regelungsdruck, der von der EU-

Kommission auf die gewerbliche

Wirtschaft allgemein und seit eini-

gen Jahren auf den Bergbau im

besonderen ausgeht.

Namentlich die für den Umwelt-

schutz sowie für den Arbeits- und

Gesundheitsschutz zuständigen

Generaldirektionen der EU-Kom-

mission entwickeln einen fast

schon missionarischen Eifer und

halten uns ständig mit neuen Rege-

lungen oder zumindest Regelungs-

versuchen in Atem. Nur wenige Bei-

spiele seien erwähnt: Im Bereich des

Arbeits- und Gesundheitsschutzes

sind besonders die Bemühungen zu

nennen, die Grenzwerte für Stick-

stoffmonoxid (NO) und Stickstoff-

dioxid (NO2) sowie für Kohlenmo-

noxid (CO) drastisch zu reduzieren.2

Kaum weniger wichtig ist die

Absicht, mit Lärm- und Vibrations-

richtlinien3 erhebliche Verände-

rungen der Produktionsbedingun-

gen einzuführen. Hinzu kommt als

ein besonders weites Feld der

Umweltschutz.

Die bereits erlassene und für den

Kalibergbau wegen der Entsorgung

nicht zu vermeidender Salzabwäs-

ser besonders wichtige Wasserrah-

menrichtlinie4, die Deponiericht-

linie5, der Richtlinienentwurf zur

Umwelthaftung6, Regelungen über

die Umweltverträglichkeitsprü-

fung7 sowie nicht zuletzt die jüng-

ste Absicht, für die Entsorgung berg-

baulicher Abfälle eine eigenständige

Richtlinie zu erlassen8, sind nur

wenige Beispiele des nicht erlah-

menden Eifers, ein dichtes Netz

gemeinschaftlicher Regelungen zu

knüpfen.

Was ist nun die Triebfeder, die

Brüssel in so bemerkenswerter

Weise beflügelt? Man wird wohl

sagen müssen, dass es mehrere

Gründe oder Motive gibt. Ein ganz

wichtiger Grund ist sicherlich die

Überzeugung, dass nur eine

gemeinschaftsweite Harmonisie-

rung der unterschiedlichen Rege-

lungssysteme in den EU-Mitglieds-

staaten einen insgesamt befriedi-

genden Zustand erreichen könne.

Erleichternd wirken dabei zum

einen die weitgefasste Ermäch-

tigung des Art. 94 EGV 9 und zum

anderen die Subsidiaritätsklausel in

Art. 5 EGV, die den EU-Organen

einen nennenswerten Beurteilungs-

oder Ermessensspielraum einräumt.

Hinzu kommt das in Art. 174 EGV

verankerte und auch dem deut-

schen Recht geläufige Vorsorge-

prinzip.10 Hieraus leitet die Kom-

mission die Befugnis und auch die

Verpflichtung ab, vorsorglich schon

dann regelnd tätig zu werden, wenn

konkreter Anlass noch kaum er-

kennbar ist. Mit einem Wort: Die

Kommission teilt offenbar nicht die

Auffassung von Montesquieu, der

gesagt hat „wenn es nicht unbedingt

nötig ist, ein Gesetz zu ändern, dann

ist es unbedingt nötig, es nicht zu

ändern.“

Diese Tendenz, vorgreifend und

umfassend tätig zu werden, wird

wahrscheinlich zusätzlich unter-

stützt durch die bevorstehende deut-

liche Erweiterung der Europäischen

Union. Die erwartete Integrierung

vieler, durchaus unterschiedlicher

Volkswirtschaften in die Union ver-

stärkt den ohnehin bestehenden

Willen, ein einheitliches gemein-

schaftsweites Rechtssystem zu schaf-

fen, das nicht nur Grundsätzliches

regelt sondern auch konkrete Ge-

und Verbote aufstellt, denen zu ent-

rinnen keinem möglich sein soll.

Speziell für den Bergbau kommt

noch ein weiteres, nicht zu unter-

schätzendes Motiv hinzu. Die Kom-

mission hat eine Gesamtanalyse

und -bewertung der Situation im

nichtenergetischen europäischen

Bergbau vorgenommen, die schließ-

lich in den vom Parlament verab-

schiedeten sog. Sjöstedt-Bericht 11

mündete. Die in diesem Bericht zur

Sicherheit, zu den Arbeitsbedin-

gungen und zum Umweltschutz

getroffenen – sachlich im Übrigen

kaum nachvollziehbaren – Fest-

stellungen zeichnen ein geradezu

verheerendes Bild, das Erinnerun-

gen an „Die Weber“ von Gerhart

Hauptmann weckt.

Es verwundert nicht, dass die

Kommission unter dem Eindruck

des von ihr selbst erstellten Berich-

tes besondere Veranlassung sieht, in

die Bergbauwirtschaft regelnd ein-

zugreifen. Wenn das alles eine

zutreffende Erklärung des Gesche-

hens in Brüssel ist, dann wird damit

zugleich auch etwas anderes deut-

lich: Solange die Kommission auf-

grund der Bestimmungen des EGV

plein pouvoir hat, und solange es

nicht gelingt, die erwähnte Grund-

einstellung der Kommission sub-

stantiell zu ändern, solange wird

sich Wesentliches nicht ändern. Es

mag dann zwar in dem einen oder

anderen konkreten Fall gelingen,

eine einzelne Vorschrift zu modifi-

zieren, eine ungeschickte Formu-

lierung durch eine etwas weniger

ungeschickte Formulierung zu

ersetzen oder eine sonstige kosme-

tische Reparatur zu erreichen, im

Kern wird sich jedoch nichts

ändern.

Es ist zu hoffen, dass der zurzeit

tagende Europäische Konvent12

deutliche Empfehlungen zur Kom-

petenzabgrenzung zwischen Euro-

päischer Union und ihren Mit-

gliedstaaten und auch zur

Eingriffsermächtigung der Gemein-

schaftsorgane aussprechen wird.

Des Weiteren wird es auch unsere

Aufgabe sein, mehr als bisher das

Gespräch mit der Kommission zu

suchen und geduldig, aber auch

beharrlich Überzeugungsarbeit zu

leisten. Bis zum Ziel ist es jedoch

noch ein langer Weg.

HauptteilZunächst und aktuell befinden wir

uns in einer Phase der Betroffenheit.

Gerade wir im deutschen Bergbau

mit einem – wie die Unfallziffern

zeigen13 – hohen Sicherheitsniveau,

mit auch aus medizinischer Sicht

verantwortungsvollen Arbeitsbe-

dingungen, mit einem bemerkens-

wert dichten und betriebsnahen

Genehmigungs- und Überwa-

chungssystem, mit einer weitge-

henden Rücksichtnahme auf ande-

re öffentliche Belange14 und nicht

zuletzt mit praktisch störungsfrei-

en Betriebsabläufen verstehen nicht,

dass die Kommission immer wieder

mit verschärfenden und restriktiven

Regelungen in dieses System ein-

greift.

Dabei ist zu beachten, dass diese

Regelungen häufig deutliche Ver-

änderungen des technischen Be-

triebsgeschehens zur Folge haben

und fast ebenso häufig mit erheb-

lichen Zusatzkosten verbunden

sind. Das Ergebnis ist eine kontinu-

ierliche und spürbare Verschlech-

terung der Rahmenbedingungen

für unsere Bergbaubetriebe. Es ver-

wundert nicht, dass angesichts der

sensiblen Wettbewerbsfähigkeit des

deutschen Bergbaus, und zwar

auch des Kalibergbaus Sorge und

Betroffenheit über diese Entwick-

lung zunehmen.

Sorge und Betroffenheit entste-

hen nicht selten schon bei der

Kali und Steinsalz 5150 Kali und Steinsalz

Auswirkungen von EU-Aktivitätenauf den Kali- und Steinsalzbergbau

Dr. Arne Brockhoff

Geschäftsführer Kaliverein e. V., Kassel

RechtspolitikRechtspolitik

Fehlentwicklungendurch unzureichen-de Sachverhalts-aufklärung müssenvermieden werden.

Page 27: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Art. 5 EGV zu beachten ist. Danach

darf eine europäische Regelung

u. a. nur dann getroffen werden,

wenn die verfolgten Ziele auf der

Ebene der Mitgliedstaaten nicht aus-

reichend und deshalb besser auf Ge-

meinschaftsebene erreicht werden

können. Allein aus diesem Wortlaut

ergeben sich trotz des der Kom-

mission zustehenden Beurtei-

lungsspielraums24 deutliche Schran-

ken für eine europäische Rege-

lungskompetenz.

Nimmt man ergänzend noch das

von den Mitgliedstaaten im Jahre

1997 anlässlich des Gipfels von

Amsterdam verabschiedete Proto-

koll zu Art. 5 EGV25 mit weiteren

restriktiven Kriterien hinzu, dann

müsste bei Beachtung des Subsi-

diaritätsprinzips die europäische

Regelung eher die Ausnahme als die

Regel sein.

Wie sieht dagegen die Rechts-

wirklichkeit aus? Gerade umge-

kehrt. Salopp formuliert jagt eine

Richtlinie die andere, gleichsam als

ob die Mitgliedstaaten in rechts-

freien Räumen lebten, und gleich-

sam als ob eine völlige Unfähigkeit

gegeben sei, Sachfragen auf natio-

naler Ebene ordentlich oder – wie

Art. 5 EGV sagt – „ausreichend“ zu

regeln. Hier wird deutlich, was

schon zu Beginn gesagt wurde: Die

Kommission ist offenkundig zutiefst

von der Notwendigkeit weitrei-

chender europäischer Regelungen

überzeugt und lässt sich dabei

durch die Subsidiaritätsklausel

kaum beirren. Bezeichnend ist, mit

welch leichter Hand die Kommis-

sion die stets geforderte Begrün-

dung für eine europäische Regelung

liefert. Nur ein Beispiel sei genannt:

Zum Entwurf der Umwelthaf-

tungsrichtlinie26 weist die Kom-

mission darauf hin, dass zwei der

sechzehn Mitgliedstaaten, nämlich

Portugal und Griechenland, keine

ausreichenden nationalen Rege-

lungen hätten. Zur Beseitigung die-

ses Defizits bedarf es nun wirklich

keiner gemeinschaftsweiten Richt-

linie; das könnte auch auf andere

Weise erreicht werden.

Inzwischen ist es verbreitete

Erkenntnis auch in der öffentlichen

Diskussion, dass hier etwas nicht

stimmt. Es greift zunehmend ein

Zentralismus Platz, der – wie das

erwähnte Protokoll von 1997 zeigt

– von den Mitgliedstaaten nicht

gewollt ist und der letztlich auch

nicht mit den Vorschriften des EGV

vereinbar ist. Soweit bisher erkenn-

bar, kann angenommen werden,

dass sich der Europäische Konvent

auch dieses Themas annehmen und

darauf hinwirken wird, dass die

Subsidiaritätsklausel nicht eine

Leerformel wird oder bleibt, son-

dern – wie gewollt – inhaltliche

Maxime des Handelns wird.

Es wäre darüber hinaus zu

begrüßen, wenn der Europäische

Konvent auch die sehr weitgehende

Eingriffsermächtigung des Art. 94

EGV kritisch prüfen würde. Nach

dieser Vorschrift kann der Minis-

terrat auf Vorschlag der Kommission

Richtlinien zur Harmonisierung der

nationalen Rechtsordnungen erlas-

sen. Insoweit steht den Gemein-

schaftsorganen ein weiter Ermes-

sungsspielraum zu.27

Letztlich hängt es also nicht von

den rechtlichen Kompetenzgren-

zen, sondern von der jeweiligen poli-

tischen Überzeugung in der Kom-

mission und im Ministerrat ab, ob

Richtlinien zum Zwecke der Har-

monisierung erlassen werden. Das

ist nicht mehr zeitgemäß und ent-

spricht auch nicht den Prinzipien

einer rechtsstaatlichen, notfalls

justitiablen Gemeinschaftsordnung.

Auch insoweit sollte deshalb etwas

geändert werden, um der Gefahr des

erwähnten Zentralismus vorzu-

beugen. Soviel zur Subsidiaritäts-

klausel und der Eingriffsermächti-

gung.

Zu Form und Inhalt europäischer

Regelungen sollen zwei Aspekte

angesprochen werden: Nach dem

schon erwähnten Protokoll der Mit-

gliedstaaten zu Art. 5 EGV soll

bereits bei der Wahl der Rechtsform

das erforderliche Maß nicht über-

schritten, also die Rechtsform

gewählt werden, die am wenigsten

in das Rechtssetzungsregime der

Mitgliedstaaten eingreift. Damit ist

gemeint, dass Richtlinien den Vor-

rang vor Verordnungen haben sol-

len, und dass Rahmenrichtlinien

detaillierten Einzelrichtlinien vor-

zuziehen seien, um den Mitglied-

staaten einen möglichst großen

Handlungsspielraum für nationale

Entscheidungen zu belassen.

Soweit es um das Verhältnis Ver-

ordnung zu Richtlinie geht, wird

dies auch beachtet; die häufigste

Regelungsform ist in der Tat die

Richtlinie.

Anders sieht es dagegen bei dem

Verhältnis Rahmenrichtlinie zu

Einzelrichtlinie aus. Gerade für

unseren Bergbaubereich müssen

wir beobachten, dass die konkreten,

praktisch keinen Handlungsspiel-

raum belassenden Einzelrichtlinien

dominieren. Dabei wird häufig so

verfahren, dass zunächst eine Rah-

menrichtlinie erlassen wird, der

dann unverzüglich sog. Tochter-

richtlinien folgen, die bis in das letz-

te Detail Grenzwerte vorgeben,

konkrete Ausführungsbestimmun-

gen enthalten und den Mitglied-

staaten praktisch keinen Gestal-

tungs- oder Umsetzungsspielraum

belassen.

Typische Bespiele dafür ist die

Arbeitsschutzrahmenrichtlinie28

mit inzwischen zwölf Einzelricht-

linien, von denen für uns besonders

die beiden Richtlinien Arbeitsstät-

Kali und Steinsalz 53

Betrachtung des Sachverhaltes, der

zum Anlass für eine gemein-

schaftsweite Regelung genommen

wird. Zwei Beispiele seien nur

genannt: Zwei vereinzelte Unglücks-

fälle im spanischen und rumäni-

schen Erzbergbau bildeten den

Anlass, für alle Bergbauzweige und

gemeinschaftsweit die erwähnte

Richtlinie für die Entsorgung berg-

baulicher Rückstände zu entwer-

fen15 und parallel dazu in einer

großen Aktion den technischen

Standard im Bergbau mit umfas-

senden BAT-Bestimmungen (best

available technology) zu beschrei-

ben16.

Hier muss man schon kritisch fra-

gen, ob zwei einzelne Vorfälle aus

einem Bergbauzweig es rechtferti-

gen, für die gesamte europäische

Bergbauwirtschaft in dieser umfas-

senden und einschneidenden Wei-

se tätig zu werden. Dies gilt umso

mehr, als nicht erkennbar wird, ob

der zugrundeliegende Sachverhalt

wirklich zuverlässig ermittelt wur-

de. So steht nicht fest, ob diese bei-

den Unglücksfälle in Spanien und

Rumänien auf menschlichem Fehl-

verhalten oder auf Regelungsdefi-

ziten beruhen, die Anlass für neue

Vorschriften bieten könnten.

Noch weniger steht fest, ob die

tatsächlichen und rechtlichen Ver-

hältnisse in den anderen, von den

beiden Unglücksfällen nicht betrof-

fenen Bergbauzweigen so beschaf-

fen sind, dass Handlungsbedarf

bestehen könnte. Erst recht steht

nicht fest, ob das auch für alle Mit-

gliedstaaten gleichermaßen gilt. Es

bedarf keiner näheren Begrün-

dung, dass ein so unvollständig auf-

geklärter Sachverhalt neue, bela-

stende Regelungen nicht rechtfer-

tigen kann. Das ist letztlich Handeln

auf Verdacht! Das zweite Beispiel

betrifft den Arbeits- und Gesund-

heitsschutz. Die Kommission hat vor

einigen Jahren eine medizinische

Sachverständigengruppe mit dem

Auftrag eingesetzt, die geltenden

Grenzwerte für NO-, NO2 und CO-

Belastungen am Arbeitsplatz zu

überprüfen17. Dieses Expertenteam

empfiehlt im Wesentlichen gestützt

auf Untersuchungsergebnisse bei

Asthmatikern und Kindern eine dra-

stische Reduzierung dieser Grenz-

werte18.

Obwohl Asthmatiker und Kinder

nun nicht gerade die Stammbeleg-

schaft eines Bergbaubetriebes bil-

den, und obwohl selbst die zustän-

dige Berufsgenossenschaft deut-

lich darauf hingewiesen hat, dass

kein Handlungsbedarf bestehe19,

hat die Kommission diese Empfeh-

lung aufgegriffen. Sie bemüht sich

beharrlich um die Festsetzung neu-

er und vor allem so niedriger Grenz-

werte, dass ein Bewetterungssystem

mit Orkanstärke installiert werden

müsste.20 Etwas seriöser formuliert:

Technisch kaum zu lösende Pro-

bleme und exorbitant hohe Zusatz-

kosten wären die Folgen. Die

Schließung von Bergwerksbetrie-

ben, nicht zuletzt auch von Kali-

bergwerken wäre nicht zu vermei-

den. Auch dieses Beispiel verdeut-

licht die nicht immer ausreichend

beachtete Notwendigkeit, zunächst

den Sachverhalt gründlich und

umfassend aufzuklären und erst

dann über etwaige Neuregelungen

zu entscheiden. Was kann man nun

tun, um hier eine Verbesserung zu

erreichen? Jammern hilft sicherlich

nicht, auch klagen dürfte nur sel-

ten hilfreich sein, obwohl man not-

falls davor nicht zurückschrecken

sollte.

Der richtige Weg dürfte sein, die

Zusammenarbeit zwischen den

Beteiligten, also der Kommission

selbst, der nationalen Regierung

(Bund und Länder) und den betrof-

fenen Unternehmen und deren

Interessenverbänden zu intensivie-

ren.

Es wäre ein deutlicher Fortschritt,

wenn es gelänge, eine Art Frühwarn-

system einzurichten, das rechtzei-

tig eine inhaltliche und noch

ergebnisoffene Sachdiskussion

ermöglicht. Die Unternehmen und

ihre Verbände sollten immer wieder

ihre Hilfe dazu anbieten. Allerdings

müsste auch die Bereitschaft der

Kommission ausgeprägter werden,

sich helfen zu lassen. Der bei der

Kommission gebildete Rohstoffver-

sorgungsausschuss21 könnte in

Ergänzung zum SHCMOEI22 u. U.

das geeignete Gremium für diese

Zusammenarbeit sein, falls er sich

nicht wie bisher auf formale Infor-

mation beschränkt, sondern eine

offene Sachdiskussion gewährleis-

tet.

Hat es – wie gesagt – schon erheb-

liche Bedeutung, mit großer Sorg-

falt den Anlass oder die Rechtferti-

gung für eine etwaige europäische

Regelung zu prüfen, so haben

natürlich erst recht Form und Inhalt

einer europäischen Regelung größ-

tes Gewicht.

Der Umweltschutz sowie der

Arbeits- und Gesundheitsschutz

sind Bereiche, die nicht in die aus-

schließliche Zuständigkeit der

Europäischen Gemeinschaft fal-

len23. Das heißt, dass hier das schon

erwähnte Subsidiaritätsprinzip des

52 Kali und Steinsalz

RechtspolitikRechtspolitik

Beachtung des Subsidiaritätsgrund-

satzes und desGrundsatzes der

Verhältnismäßigkeitbei Form und Inhalt

der europäischenRegelungen.

Page 28: I Kali und Steinsalz · as a conduit for brine. In case of inflow 86 it is planned to seal a permeable area of 100 m x 25 m by grouting curtains via under-ground drill holes. Brockhoff:

Dauer sein darf. Weniger neue Vor-

schriften als vielmehr eine verbes-

serte mit Augenmaß erfolgende

Zusammenarbeit innerhalb der

Kommission und wiederum stär-

keres Engagement der Unterneh-

men und Verbände könnten helfen,

die notwendige Balance wiederzu-

gewinnen.

In diesem Zusammenhang sollte

auch ein weiterer Gesichtspunkt

erwähnt werden. Im europäischen

wie im deutschen Recht sehen

Abwägungsklauseln zumeist nur

eine Abwägung unterschiedlicher

öffentlicher Belange vor. Wirt-

schaftliche Belange haben somit nur

Relevanz, wenn sie volkswirt-

schaftliche Bedeutung haben und

damit im öffentlichen Interesse lie-

gen.38 Viele, vielleicht sogar die mei-

sten konkreten Interessenkonflikte

bleiben damit von vornherein aus

der Abwägung ausgeklammert.39

Es liegt die Annahme nahe, dass

bei dieser Rechtslage im Grundsatz

etwas nicht in Ordnung ist. Rechts-

politisch sollte deshalb erwogen

werden, künftig die europäischen

wie die deutschen Abwägungs-

klauseln so zu gestalten, dass die

wirtschaftlichen Belange des betrof-

fenen Unternehmers oder Grund-

stückeigentümers stets im gebote-

nen Umfang mitbeachtet und in die

Abwägung einbezogen werden.

Eine neuere Entscheidung des Bun-

desverfassungsgerichts40 und noch

vereinzelte Literaturmeinungen41

unterstreichen diese Anregung.

Danach sollen Abwägungsklauseln,

die z. B. aus Umweltschutzgründen

zu einem Verbot einer ansonsten

sinnvollen wirtschaftlichen Nut-

zung führen können, verfassungs-

widrig sein, wenn diese berechtig-

ten wirtschaftlichen Interessen

nicht mit in die Abwägung einbe-

zogen werden, und wenn nicht für

den Fall des dennoch ergehenden

Verbotes in dem Gesetz selbst ein

angemessener Ausgleich zumindest

in Geld vorgesehen ist.

Das ist ein bemerkenswerter

Lösungsansatz, der im Übrigen

auch die ohnehin problematische

Vorschrift des § 48 Abs. 2 BBergG in

einem ganz neuen Licht erscheinen

lassen könnte.42

Zurück zu Europa: Auch diese

Überlegungen sollten Teil der gegen-

wärtigen Reformbestrebungen wer-

den; denn sie könnten dazu beitra-

gen, die Chancen für sachgerechte

und ausgewogene Entscheidungen

der Gemeinschaftsorgane zu

erhöhen. Ein Letztes sei noch zu den

wirtschaftlichen Aspekten gesagt:

Das Gebot, bei jeder europäischen

Regelung darauf zu achten, dass

Beeinträchtigungen der Wettbe-

werbsfähigkeit vermieden werden,

führt üblicherweise zu einer Prü-

fung der wirtschaftlichen Folgen

innerhalb der Europäischen Ge-

meinschaft. Das ist naheliegend und

verständlich.

Gleichwohl gibt es Industrien wie

die deutsche Kaliindustrie, deren

Wettbewerbsfähigkeit nur zu einem

geringen Teil von nationalen oder

europäischen Parametern bestimmt

wird. Für sie ist vielmehr entschei-

dend die Relation zu Wettbewer-

bern, die außerhalb der Euro-

päischen Gemeinschaft tätig sind.

In diesen Fällen greift die Fest-

stellung zu kurz, dass wettbewerb-

liche Nachteile innerhalb der

Europäischen Gemeinschaft nicht

zu befürchten seien. Gerade im Zuge

der fortschreitenden Globalisierung

der Wirtschaft werden auch die

Gemeinschaftsorgane bei ihren

Maßnahmen und Regelungen ver-

stärkt diesen Aspekt beachten müs-

sen. Anderenfalls wächst die Gefahr,

dass die Summe der vielen euro-

päischen Einzelmaßnahmen zu ei-

ner Schwächung der europäischen

Industrie und des Industriestand-

ortes Europa führt.

FazitResümiert man nun das Gesagte mit

den vielen kritischen Anmerkungen

zur Praxis der Kommission und zu

den europäischen Regelungen,

könnte der Eindruck entstehen, als

ob die Europäische Gemeinschaft

schlechthin etwas Bedenkliches

sei, und wir am liebsten von Brüs-

sel ungestört unsere bergmänni-

schen Kreise ziehen wollten.

Das wäre jedoch ein fundamen-

tales Missverständnis. Wohl nie-

mand wird bestreiten wollen, dass

die Europäische Union politisch

erstrebenswert und wirtschaftlich

sinnvoll ist.

Dennoch oder gerade deshalb

sollte man jedoch nicht die Augen

davor verschließen, dass sich

zunehmend eine Praxis eingebür-

gert hat, die nicht mehr ausgewo-

gen ist. Es hat sich eine zentralis-

tische Eigendynamik mit einer

Überbewertung nur einiger von

allen Gemeinschaftszielen ent-

wickelt, deren Folgen niemand will.

Die Entwicklung der Europäi-

schen Union wird dadurch nicht

gefördert, sondern gebremst und

gelähmt. Dies sollte verbunden mit

einigen Anregungen zur Verbesse-

rung im Kontext zu den gegenwär-

tigen Reformbestrebungen ver-

deutlicht werden. Es gibt inzwi-

schen aus Politik, Wirtschaft und

aus anderen Bereichen zahlreiche

Anregungen zur Verbesserung der

Struktur und der Organisation der

Europäischen Union.43

Kali und Steinsalz 5554 Kali und Steinsalz

te für mineralgewinnende Indu-

striezweige29 von Interesse sind.

Zu nennen sind aber auch die

Abfallrahmenrichtlinie30 mit der

ihr folgenden Deponierichtlinie31

und der im Entwurf vorliegenden

Richtlinie für die Entsorgung berg-

baulicher Rückstände32 sowie die

Wasserrahmenrichtlinie33 mit dem

eilig folgenden Entwurf einer neu-

en Grundwasserrichtlinie34.

Nicht zuletzt aus der Sicht des

deutschen Bergbaus mit einer lan-

gen und praxisbewährten Rechts-

tradition muss diese Entwicklung

schon kritisch bewertet werden. Das

erforderliche Maß wird deutlich

überschritten; letztlich wird der

ebenfalls in Art. 5 EGV verankerte

Verhältnismäßigkeitsgrundsatz nur

unzureichend beachtet.

Die Organe der Gemeinschaft

sollten sich künftig darauf kon-

zentrieren und auch beschränken,

den notwendigen gemeinschafts-

weiten Rahmen zu schaffen, dessen

Ausfüllung aber den Mitgliedstaaten

überlassen. Es ist zu hoffen, dass der

Europäische Konvent auch dazu

eine klare Empfehlung aussprechen

wird.

In diesem Zusammenhang soll

auch noch eine weitere Anregung

gegeben werden: Maßnahmen der

Europäischen Gemeinschaft kön-

nen nicht nur durch Verordnungen

und Richtlinien getroffen werden,

der EGV sieht vielmehr in seinem

Art. 249 auch weniger einschnei-

dende Regelungsmöglichkeiten vor.

Je nach Erfordernis kann die Kom-

mission zur Wahrung eines Gemein-

schaftsziels unverbindliche Emp-

fehlungen aussprechen oder auch

verbindliche Einzelentscheidungen

treffen. Die Kommission ist also

keineswegs gezwungen, immer nur

mit allgemein verbindlichen, ge-

meinschaftsweit geltenden Verord-

nungen oder Richtlinien zu ope-

rieren. Soweit feststellbar, werden

diese weniger einschneidenden

Handlungsmöglichkeiten jedoch

zu selten genutzt. So hätte die Kom-

mission z. B. in dem genannten

Unglücksfall in Spanien ohne wei-

teres eine Entscheidung gegenüber

der spanischen Regierung oder den

betroffenen Unternehmen zur Wah-

rung des Umweltschutzziels treffen

können, anstatt eine gemein-

schaftsweite Richtlinie für alle

Bergbauzweige in der gesamten

Europäischen Gemeinschaft zu

erlassen.

So wäre es beispielsweise auch

beim Thema Umwelthaftung

zumindest bedenkenswert gewesen,

zunächst Griechenland und Portu-

gal durch eine Empfehlung oder

Entscheidung aufzufordern, das

bestehende Regelungsdefizit aus-

zugleichen, anstelle sofort mit

einer Richtlinie in die bestehenden

Rechtsordnungen aller Mitglied-

staaten einzugreifen.

Es sollte im Rahmen der allge-

meinen Reform der Europäischen

Union eine vertiefende Überlegung

wert sein, wie alle zur Verfügung ste-

henden Regelungsinstrumente je

nach der Besonderheit des einzel-

nen Falles besser genutzt werden

können.35

Ein weiterer wichtiger Aspekt

zum Inhalt einer europäischen

Regelung sind deren wirtschaftliche

Konsequenzen. Namentlich die

Regelungen in den Bereichen

Arbeits- und Gesundheitsschutz

sowie Umweltschutz erfordern stets

eine sorgfältige Abwägung ver-

schiedener und damit auch wirt-

schaftlicher Belange. Im Prinzip

sind die Voraussetzungen für eine

derartige Abwägung erfüllt. Jede

Generaldirektion ist schon für sich

gehalten, eigenständig die ver-

schiedenen, widerstreitenden

Belange abzuwägen. Darüber hin-

aus ist es eine wichtige Aufgabe der

Generaldirektion Unternehmen,

besonders darauf zu achten, dass

Wettbewerbsbenachteiligungen

und -verzerrungen sowie sonstige

wirtschaftliche Unzumutbarkeiten

vermieden werden.

Dabei ist hervorzuheben, dass die

verschiedenen abzuwägenden Be-

lange oder Gemeinschaftsziele

gleichrangig sind, im Übrigen eben-

so wie die drei Säulen Ökonomie,

Ökologie und soziale Interessen des

immer mehr in den Vordergrund

rückenden Grundsatzes der Nach-

haltigkeit.36

Die Praxis zeigt leider, dass die-

se Grundsätze nicht immer ausrei-

chend beachtet werden; zumeist tre-

ten wirtschaftliche Gesichtspunkte

in den Hintergrund, während die

Belange des Arbeits- und Gesund-

heitsschutzes bzw. des Umwelt-

schutzes übergewichtig behandelt

werden. Die erwähnte Aktion um

die Grenzwerte für NO, NO2 und CO

zeigt dies überdeutlich.

Genannt werden kann beispiels-

weise auch die FFH-Richtlinie.37 In

deren ausführlichen Erwägungs-

gründen wird zwar die erforderliche

Abwägung Ökonomie und Ökologie

angesprochen, die konkreten Be-

stimmungen werden dagegen be-

herrscht von dem ökologischen Ziel;

wirtschaftliche Belange kommen

nur noch rudimentär zur Geltung.

Undiplomatisch offen gesagt,

wird hier tendenziell eine Schief-

lage offenkundig, die nicht von

RechtspolitikRechtspolitik

Berechtigte wirt-schaftliche Aspekte

müssen gleichrangigin die stets erforder-

liche Abwägung einbezogen werden.

EuropäischerBinnenmarkt ja, aberohne zentralistischeÜbermaßregelungen.

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kommissars Frits Bolkestein zu

einem Verhaltenskodex für Wirt-

schaftsprüfer: Anstatt sofort eine

Richtlinie zu erlassen, hat er

(zunächst) eine unverbindliche

Empfehlung nach Art. 249 EGV an

die Mitgliedstaaten gerichtet; vgl.

Financal Times Deutschland v.

17.05.2002

36 Zum Grundsatz der Nachhaltig-

keit im Bergbau vgl. Frenz, Berg-

recht und Nachhaltige Entwicklung,

Schriften zum Öffentlichen Recht,

Bd. 841 sowie „Der Grundsatz der

Nachhaltigen Entwicklung im Kali-

bergbau“ in Kali und Steinsalz, Heft

01/2002

37 Richtlinie 92/43/EWG des Rates

v. 21.05.1992 zur Erhaltung der

natürlichen Lebensräume sowie

der wildlebenden Tiere und Pflan-

zen (Amtsbl. L 206)

38 Vgl. bspw. Art. 6 FFH-Richtlinie

oder im deutschen Recht § 19 c Abs.

3 BNatSchG

39 So kann z.B. die Absicht eines

Unternehmers, in einem FFH-Gebiet

Kiesgewinnung zu betreiben oder

eine Rückstandshalde zu errichten,

für ihn elementare Bedeutung

haben, ohne dass sie zugleich

schon volkswirtschaftlich bedeut-

sam ist.

40 BVerfG v. 02.03.1999 in NJW

1999/2877

41 Roller, Enteignung, ausgleichs-

pflichtige Inhaltsbestimmung und

salvatorische Klauseln NJW 2001/

1003 sowie Depenhauer in „Bericht

zur Lage des Eigentums“, S. 194 ff.

42 Vgl. hierzu Kühne, Bestands-

schutz alten Bergwerkseigentums

unter besonderer Berücksichtigung

des Art. 14 GG, Heft 89 Veröffent-

lichungen des Instituts für Ener-

gierecht an der Universität zu Köln

43 Neben den politischen Äuße-

rungen z. B. des Bundeskanzlers, der

Ministerpräsidenten von Bayern,

Baden-Württemberg und Nord-

rhein-Westfalen und auch der Mini-

sterpräsidentenkonferenz (FAZ v.

23.05.2002) ist u. a. zu verweisen auf

das gemeinsame Memorandum

von BDI und BDA „Konzepte zur

Zukunft Europas“ sowie aus recht-

licher Sicht auf den Beitrag von

Schwarze, Europäische Verfas-

sungsperspektiven nach Nizza in

NJW 2002/993

Kali und Steinsalz 57

Auch wir in der Kali- und Stein-

salzindustrie sollten nicht zögern,

auf unsere Sorgen und Interessen

aufmerksam zu machen und die

Arbeit des Europäischen Konvents

zu unterstützen. Wenn etwas im

wohlverstandenen Interesse aller

bewegt werden kann, dann jetzt.

1 Vortrag Herr v. Mäßenhausen auf

dem Bergbau- und Steine- und

Erden-Tag 2001, abgedruckt im Erz-

metall Heft 2/2002

2 Vorschlag der Kommission v.

29.4.1998 mit Stellungnahme des

Ständigen Ausschusses für die

Betriebssicherheit und den Gesund-

heitsschutz im Steinkohlenbergbau

und in den anderen mineralge-

winnenden Industriezweigen (SHC-

MOEI) v. 5.10.1999 für NO2 und CO

sowie Vorschlag vom Januar 2001

für NO

3 Richtlinienvorschläge über Min-

destvorschriften zum Schutz von

Sicherheit und Gesundheit der

Arbeitnehmer vor der Gefährdung

durch physikalische Einwirkun-

gen (Vibrationen bzw. Lärm)

4 Richtlinie 2000/60/EG des Europäi-

schen Parlaments und des Rates v.

23.10.2000 in Amtsbl. L 327 v.

22.12.2000

5 Richtlinie 1999/31/EG des Rates v.

26.04.1999 über Abfalldeponien in

Amtsbl. L 182 v. 16.07.1999

6 Entwurf einer Richtlinie über

Umwelthaftung zur Vermeidung

von Umweltschäden und zur Sanie-

rung der Umwelt v. 23.01.2002

7 Richtlinie 97/11/EG des Rates v.

03.03.1997 zur Änderung der Richt-

linie 85/337/EWG über die Umwelt-

verträglichkeitsprüfung bei be-

stimmten öffentlichen und privaten

Projekten in Amtsbl. L 73; in natio-

nales Recht umgesetzt durch Gesetz

über die Umweltverträglichkeit-

sprüfung, BGBl I 2001/2351

8 Entwurf der Kommission v.

06.06.2002

9 Vertrag zur Gründung der

Europäischen Gemeinschaft in der

Fassung des Vertrages von Nizza v.

26.02.2001

10 Zum deutschen Recht vgl. nur

bspw. § 55 Abs. 1 BBergG sowie die

Regelungen im WHG und in den

Landeswassergesetzen

11 Entschließung des Europäischen

Parlaments zu der Mitteilung der

Kommission über die Sicherheit im

Bergbau: Untersuchung neuerer

Unglücke im Bergbau und Folge-

maßnahmen v. 05.05.2001 (Bericht-

erstatter im EP-Ausschuss für

Umweltfragen, Volksgesundheit

und Verbraucherpolitik war MdEP

Jonas Sjöstedt)

12 „Konvent zur Zukunft der

Europäischen Union“ gemäß Er-

klärung von Laeken v. 15.12.2001.

Vgl. hierzu Riedel „Der Konvent zur

Zukunft Europas“ in Zeitschrift für

Rechtspolitik und 2002/241

13 Lt. Jahresbericht 2000 der Berg-

bau BG belaufen sich die melde-

pflichtigen Unfälle/1 Mio. Arbeits-

stunden auf 21,44 für den Bergbau

insgesamt und auf 11,97 für den

Salzbergbau

14 Dies verdeutlichen insbesondere

die §§ 48 und 55 BBergG

15 Vgl. Fußnote 8

16 Gemäß Mitteilung der Kommis-

sion „Sicherheit im Bergbau: Unter-

suchung neuerer Unglücke im

Bergbau und Folgemaßnahmen“ v.

23.10.2002 soll ein Referenzdoku-

ment über die beste verfügbare Tech-

nik für die Entsorgung bergbauli-

cher Abfälle erarbeitet werden

17 Vgl. Fußnote 2

18 Im Vergleich zu den in Deutsch-

land geltenden Grenzwerten sollen

die Werte für NO2 von 5 ppm auf 0,2

ppm, für CO von 30 ppm auf 20 ppm

und für NO von 25 ppm auf 0,2 ppm

herabgesetzt werden.

19 Brief der Bergbau BG vom

08.09.1998 an die EU-Kommission

20 Vgl. hierzu die Positionspapiere

der Wirtschaftsvereinigung Bergbau

v. 03.03.1999 und v. 31.05.2001

21 Raw Materials Supply Group (Roh-

stoffversorgungsausschuss) der GD

Unternehmen

22 Vgl. Fußnote 2

23 Vgl. hierzu von Bogdandy/Net-

tesheim in Grabitz/Hilf, Kommentar

zur Europäischen Union Randnr. 1

ff. zu Art. 3 b EGV Maastrichter Fas-

sung (entspricht Art. 5)

24 von Bogdandy/Nettesheim a.a.O.,

Randnr. 41 zu Art. 3 b EGV

25 Protokoll über die Anwendung

der Grundsätze der Subsidiarität

und der Verhältnismäßigkeit v.

02.10.1997

26 Vgl. Fußnote 6

27 Vgl. hierzu Langeheine in Gra-

bitz/Hilf, a.a.O., Randnrn. 12 u. 23

zu Art. 100 EGV Maastrichter Fas-

sung (entspricht Art. 94). Dies gilt

im Ergebnis auch für die subsidiäre

Handlungsermächtigung des Art.

308 EGV.

28 Richtlinie 89/391/EWG des Rates

v. 12.06.1989 über die Durchfüh-

rung von Maßnahmen zur Verbes-

serung der Sicherheit und des

Gesundheitsschutzes der Arbeit-

nehmer bei der Arbeit (Amtsbl. L

183) i.d.F. v. 24.06.1991 (Amtsbl. L

198)

29 Richtlinien 92/91/EWG v.

03.11.1992 (Amtsbl. L 348) und

92/104/EWG v. 03.12.1992 (Amtsbl.

L 404)

30 Richtlinie 75/442/EWG des Rates

v. 15.07.1975 über Abfälle i.d.F.

v.23.12.1991 (Amtsbl. L 377)

31 Vgl. Fußnote 5

32 Vgl. Fußnote 8

33 Vgl. Fußnote 4

34 Arbeitspapier der Kommission v.

16./17.01.2002

35 Positiv zu erwähnen ist die jüng-

ste Initiative des EU-Binnenmarkt-

56 Kali und Steinsalz

RechtspolitikRechtspolitik

Impressum

Kali und Steinsalzherausgegeben vom Kaliverein e.V.

Kaliverein e.V.:Wilhelmshöher Allee 239

34121 Kassel

Tel. 0561-318-2710

Fax 0561-318-2716

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Erscheinungsweise:dreimal jährlich in loser Folge

ISSN 0022-7951

Schriftleitung:

Dr. Wilbrand Krone, Kaliverein e.V.

Tel. 0561-318-2717

Redaktionsausschuss:Udo Moye, K+S Aktiengesellschaft

Prof. Dr. Ingo Stahl, K+S Aktiengesellschaft

Dr. Bernhard Wiechens, K+S KALI GmbH

Uwe Handke, K+S Aktiengesellschaft

Matthias Plomer, Kali und Salz Entsorgung GmbH

Dr. Wolfgang Beer, K+S Aktiengesellschaft

Dr. Arne Brockhoff, Kaliverein

Dr. Karl-Christian Käding

Herstellung und Layout:diepiloten

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tronische Datenbanken und Mailboxes sowie für Vervielfälti-

gungen auf CD-ROM oder anderen digitalen Datenträgern. –

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gem. § 54 (2) UrhG und verpflichtet zur Gebührenzahlung an

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München.

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esco GmbH & Co. KG

Mit Eintragung in das Handelsre-

gister des Amtsgerichtes Kassel am

26. Juni 2002 ist die Bildung des Salz-

Gemeinschaftsunternehmens esco

– european salt company nun auch

formalrechtlich abgeschlossen.

In dem Unternehmen haben die

K+S Gruppe und die Solvay Gruppe

ihre Salzaktivitäten, soweit sie

nicht der Eigenversorgung für die

Chemieproduktion dienen, zusam-

mengefasst.

Bereits im April hatten Mitar-

beiter von K+S und Solvay die

Büroräume der esco-Zentrale in der

hannoverschen Innenstadt bezogen.

Seitdem werden dort unter Leitung

der Geschäftsführer Reinhard Dust

und Dr. Jan van Ingen die zentralen

Funktionen sowie der Vertrieb

Deutschland und Übersee gesteuert.

K+S Gruppe

Die K+S Gruppe ist mit erfreulichen

Quartalszahlen in das Geschäftsjahr

2002 gestartet. Gegenüber dem Vor-

jahreszeitraum ist sowohl der

Umsatz (711,1 Mio. / + 8 %) als auch

das Ergebnis der Betriebstätigkeit

(EBIT) erneut gesteigert worden

(72,1 Mio. / + 5 %). Das Ergebnis

nach Steuern (62,2 Mio. ) wie auch

das auf dieser Basis ermittelte

Ergebnis pro Aktie (1,43 ) erreich-

ten das hohe Niveau des Vorjahres.

Im Februar 2002 ist ein Repre-

santative Office in der chinesischen

Sonderwirtschaftszone Shenzen

eröffnet worden. Das neue Büro ver-

tritt die Geschäftsbereiche Kali- und

Magnesiumprodukte, fertiva und

COMPO. Über die neue Repräsen-

tanz sollen die Kunden vor Ort

betreut, die Zusammenarbeit mit

den Behörden gesteuert und der

Vertrieb koordiniert werden.

Nach Abschluss eines entspre-

chenden Tarifvertrages bietet K+S

allen Mitarbeitern aus den Tarifbe-

reichen Kali- und Steinsalzbergbau

und Chemische Industrie eine

zusätzliche Altersvorsorge an. Part-

ner ist der Chemie Pensionsfonds.

Mitarbeiter können Einmal-

zahlungen bis zu einer Höhe von

2.160 in eine persönliche Alters-

vorsorge umwandeln.

K+S KALI GmbH

Im Januar 2002 wurde auf dem

Standort Wintershall des Werkes

Werra mit der Produktion Hoch-

reiner Salze (HRS) nach dem US-Qua-

litätsstandard „Good Manufacturing

Practice“ (GMP) begonnen. Dabei

handelt es sich um die angemesse-

ne Übertragung der in der Phar-

maindustrie üblichen Arbeitsme-

thoden auf die Produktionsprozes-

se zur Herstellung Hochreiner

Salze. In der umgebauten HRS-Anla-

ge werden etwa 60 Tonnen am Tag

produziert. Die maximale Jahres-

produktion beläuft sich auf etwa

15.000 Tonnen. Am 5. Juli 2002 wur-

de im Werk Neuhof-Ellers bei Fulda

der Grundstein für ein neues Sozial-

gebäude gelegt. In dem neuen

Gebäude werden die Umkleideräu-

me für Mitarbeiter und Besucher

sowie der Betriebsrat untergebracht

sein. Die Fertigstellung des Gebäu-

des ist für das Jahr 2003 vorgesehen.

SüdwestdeutscheSalzwerke AG

Die Südwestdeutsche Salzwerke AG

erzielte im Jahr 2001 einen Umsatz

in Höhe von 57 Mio. . Dies ent-

spricht einem Rückgang um 1,6 %

im Vergleich zum Vorjahr. Das

Ergebnis der gewöhnlichen Ge-

schäftstätigkeit lag mit 14 Mio.

nur geringfügig unter dem des Vor-

jahres. Der Jahresübschuss ist um

3 Mio. auf 10 Mio. gesunken.

58 Kali und Steinsalz

Firmennachrichten Personalien

Kali und Steinsalz 59

esco GmbH & Co. KG

Werk Braunschweig-LüneburgHeinz Hessling, Wessling, ehemals

Werksleiter kaufmännischer Be-

reich der Werke Braunschweig-Lüne-

burg und Niedersachsen-Riedel,

vollendet am 21. Oktober 2002 das

70. Lebensjahr.

Kali-Chemie AG

Heinz Blessmann, Solingen, ehe-

mals Mitglied des Vorstandes der

Kali-Chemie AG und der Geschäfts-

führung der Deutschen Solvay-

Werke, vollendet am 4. November

2002 das 75. Lebensjahr.

Horst Richter, Hannover, ehemals

Leiter der Steuerabteilung, vollendet

am 23. November 2002 das

90. Lebensjahr.

K+S Aktiengesellschaft

UnternehmensleitungHans-Heini Brandt, Leiter des Funk-

tionsbereichs Kommunikation, ist

zum 31. Mai 2002 nach 42jähriger

Tätigkeit für das Unternehmen aus

dem aktiven Dienst ausgeschieden.

Seine Nachfolge hat Oliver Mor-

genthal, zuvor Referent im Funkti-

onsbereich Kommunikation, über-

nommen.

Dr. Otto Walterspiel, Krailling,

ehemals Vorsitzender des Vorstan-

des der Kali und Salz AG und des

Kalivereins e. V., vollendete am 7.

September 2002 das 75. Lebensjahr.

Dr. Ralf Bethke, Vorsitzender des

Vorstandes der K+S Aktiengesell-

schaft und des Kalivereins e. V., voll-

endete am 15. September 2002 das

60. Lebensjahr.

Dr. Josef Morgenthaler, Otters-

weier, ehemals Leiter des Bereichs

Verkauf Kali, vollendete am 18. Sep-

tember 2002 das 80. Lebensjahr.

Werk SalzdetfurthWolfgang Meuskens, Bad Brücke-

nau, ehemals Werksleiter Bergbau,

hat am 31. August 2002 das 80.

Lebensjahr vollendet.

K+S KALI GmbH

UnternehmensleitungDr. Klaus-Dieter Müller, Mitglied der

Geschäftsführung und Leiter Pro-

duktion und Technik sowie Mitglied

des Vorstandes des Kalivereins e. V.,

begeht am 1. Oktober 2002 sein

25jähriges Dienstjubiläum.

Werk SigmundshallUlrich Pausch, Leiter kaufmänni-

sche Verwaltung sowie Leiter Rech-

nungswesen und Controlling, hat

am 1. August 2002 sein 25jähriges

Dienstjubiläum begangen.

Werk ZielitzImre Steingart, Kassel, ehemals

Werksleiter Fabrikbereich, vollendet

am 6. Oktober 2002 das 65. Lebens-

jahr.

Mitteldeutsche Kali AG

Hans Jürgen Ertle, Saarbrücken, ehe-

mals Mitglied des Vorstandes, ist am

2. April 2002 im Alter von 74 Jahren

verstorben.

Alwin Potthoff, Zierenberg, ehemals

Mitglied des Vorstandes, vollendet

am 6. November 2002 das 75. Lebens-

jahr.

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I Herausgeber Kaliverein e.V.