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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4Lignite Mining
1 The opencast-mine segment at RWE Power RWE Power AG is Germany’s second largest energy generator and has a total workforce of some 18,500. About one third of the electricity generated by RWE Power comes from lignite-fired power plants located between Aachen, Cologne and Mönchengladbach. To keep these plants supplied, three large-scale opencast mines are operated that produce some 100 mill. t of raw lignite a year (Figure 1).
1 Die Sparte Tagebaue im Unternehmen RWE PowerDie RWE Power AG ist der zweitgrößte deutsche Energieerzeuger und hat etwa 18 500 Mitarbeiter. Rund ein Drittel der von RWE Power produzierten Strommenge kommt aus den Braunkohle-kraftwerken zwischen Aachen, Köln und Mönchengladbach. Zur Versorgung dieser Kraftwerke werden drei Großtagebaue betrie-ben, aus denen rd. 100 Mio. t Rohbraunkohle pro Jahr gefördert werden (Abbildung 1).
Handling corporate goals in KVPCurrent experience in RWE Power opencast-lignite mines
Umgang mit unternehmerischen Zielen im KVPAktuelle Erfahrungen in den Braunkohletagebauen von RWE Power
Dieter Gärtner, Germany
Dr.-Ing. DIETER GäRTNER,RWE Power AG, Opencast Mines Division, Auenheimer Straße, 50129 Bergheim, GermanyTel. +49 (0) 2271-751-30000, Fax +49 (0) 2271-751-1414e-mail: [email protected]
Fig. 1: Operations in the opencast-mine segment at RWE Power
Abb. 1: Die Betriebe der Sparte Tagebaue von RWE PowerRWE Power
Eschweiler
L 23
8n
Tagebau
Inden
Inde
Jülich
A 4
A 4 Hambach
Niederzier
Buir
Elsdorf
Blatzheim
Bergheim
DB Köln - Aachen
Abraumban
d-
anlag
e
TagebauHambach
Sophienhöhe
Sindorf
A 61
A 46
A 46
Katzem
Erkelenz
Wanlo
Erft
Jüchen
Garzweiler I
A 44
A 61
A 61
A 44
Köln
Kerpen
Hückelhoven
Düren
Grevenbroich
Brühl
Frechen
Wesseling
Bedburg
Frimmersdorf
Neurath
Niederaußem
Fortuna-Nord
Hürth
Weisweiler
Ville/BerrenrathGoldenbergwerk
Erft
A 553
A 555
BetriebsflächeLandwirtschaftliche RekultivierungForstwirtschaftliche RekultivierungWasserflächenUmsiedlungenBraunkohlenkraftwerkeKohleveredlungsbetriebegenehmigte Abbaugrenzen
Rur
Garzweiler II
Hambachbahn
Linnich
A 540
Rur
Dürwiß
A 1 Wachtberg
Rhein
Nord - S
üd -Bahn
Köln
Inde
Stand 01/2005
Gymnich
Lechenich
Rödingen
Rommerskirchen
Eschweiler
L 23
8n
TagebauInden
Inde
Jülich
A 4
A 4 Hambach
Niederzier
Buir
Elsdorf
Blatzheim
Bergheim
DB Köln - Aachen
Abraumban
d-
anlag
e
TagebauHambach
Sophienhöhe
Sindorf
A 61
A 46
A 46
Katzem
Erkelenz
Wanlo
Erft
Jüchen
TagebauGarzweiler I
A 44
A 61
A 61
A 44
Köln
Kerpen
Hückelhoven
Düren
Grevenbroich
Brühl
Frechen
Wesseling
Bedburg
Frimmersdorf
Neurath
Niederaußem
Fortuna-Nord
Hürth
Weisweiler
Ville/BerrenrathGoldenbergwerk
Erft
A 553
A 555
BetriebsflächeLandwirtschaftliche RekultivierungForstwirtschaftliche RekultivierungWasserflächenUmsiedlungenBraunkohlenkraftwerkeKohleveredlungsbetriebegenehmigte Abbaugrenzen
Rur
Garzweiler II
Hambachbahn
Linnich
A 540
Rur
Dürwiß
A 1 Wachtberg
Rhein
Nord - S
üd -Bahn
Köln
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Stand 01/2005
Gymnich
Lechenich
Rödingen
Rommerskirchen
Eschweiler
L 23
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Tagebau
Inden
Inde
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L 23
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Tagebau
Inden
Inde
Jülich
A 4
A 4
Jülich
A 4
A 4 Hambach
Niederzier
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Elsdorf
Blatzheim
Bergheim
DB Köln - Aachen
Abraumban
d-
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e
TagebauHambach
Sophienhöhe
SindorfHambach
Niederzier
Buir
Elsdorf
Blatzheim
Bergheim
DB Köln - Aachen
Abraumban
d-
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e
TagebauHambach
Sophienhöhe
Sindorf
A 61
A 46
A 46
Katzem
Erkelenz
Wanlo
Erft
Jüchen
Garzweiler I
A 44
A 61
A 46
A 46
Katzem
Erkelenz
Wanlo
Erft
Jüchen
Garzweiler I
A 44
A 61
A 61
A 44
Köln
Kerpen
Hückelhoven
Düren
Grevenbroich
Brühl
Frechen
Wesseling
Bedburg
Frimmersdorf
Neurath
Niederaußem
Fortuna-Nord
Hürth
A 61
A 61
A 44
Köln
Kerpen
Hückelhoven
Düren
Grevenbroich
Brühl
Frechen
Wesseling
Bedburg
Frimmersdorf
Neurath
Niederaußem
Fortuna-Nord
Hürth
Weisweiler
Ville/BerrenrathGoldenbergwerk
Erft
A 553
A 555
BetriebsflächeLandwirtschaftliche RekultivierungForstwirtschaftliche RekultivierungWasserflächenUmsiedlungenBraunkohlenkraftwerkeKohleveredlungsbetriebegenehmigte Abbaugrenzen
Rur
Garzweiler II
Hambachbahn
Linnich
A 540
Rur
Dürwiß
A 1 Wachtberg
Rhein
Nord - S
üd -Bahn
Köln
Inde
Stand 01/2005
Gymnich
Lechenich
Rödingen
Rommerskirchen
Weisweiler
Ville/BerrenrathGoldenbergwerk
Erft
A 553
A 555
BetriebsflächeLandwirtschaftliche RekultivierungForstwirtschaftliche RekultivierungWasserflächenUmsiedlungenBraunkohlenkraftwerkeKohleveredlungsbetriebegenehmigte Abbaugrenzen
Rur
Garzweiler II
Hambachbahn
Linnich
A 540
Rur
Dürwiß
A 1 Wachtberg
Rhein
Nord - S
üd -Bahn
Köln
Inde
Stand 01/2005
Gymnich
Lechenich
Rödingen
Rommerskirchen
Eschweiler
L 23
8n
TagebauInden
Inde
Eschweiler
L 23
8n
TagebauInden
Inde
Jülich
A 4
A 4
Jülich
A 4
A 4 Hambach
Niederzier
Buir
Elsdorf
Blatzheim
Bergheim
DB Köln - Aachen
Abraumban
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anlag
e
TagebauHambach
Sophienhöhe
SindorfHambach
Niederzier
Buir
Elsdorf
Blatzheim
Bergheim
DB Köln - Aachen
Abraumban
d-
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TagebauHambach
Sophienhöhe
Sindorf
A 61
A 46
A 46
Katzem
Erkelenz
Wanlo
Erft
Jüchen
TagebauGarzweiler I
A 44
A 61
A 46
A 46
Katzem
Erkelenz
Wanlo
Erft
Jüchen
TagebauGarzweiler I
A 44
A 61
A 61
A 44
Köln
Kerpen
Hückelhoven
Düren
Grevenbroich
Brühl
Frechen
Wesseling
Bedburg
Frimmersdorf
Neurath
Niederaußem
Fortuna-Nord
Hürth
A 61
A 61
A 44
Köln
Kerpen
Hückelhoven
Düren
Grevenbroich
Brühl
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Wesseling
Bedburg
Frimmersdorf
Neurath
Niederaußem
Fortuna-Nord
Hürth
Weisweiler
Ville/BerrenrathGoldenbergwerk
Erft
A 553
A 555
BetriebsflächeLandwirtschaftliche RekultivierungForstwirtschaftliche RekultivierungWasserflächenUmsiedlungenBraunkohlenkraftwerkeKohleveredlungsbetriebegenehmigte Abbaugrenzen
Rur
Garzweiler II
Hambachbahn
Linnich
A 540
Rur
Dürwiß
A 1
Weisweiler
Ville/BerrenrathGoldenbergwerk
Erft
A 553
A 555
BetriebsflächeLandwirtschaftliche RekultivierungForstwirtschaftliche RekultivierungWasserflächenUmsiedlungenBraunkohlenkraftwerkeKohleveredlungsbetriebegenehmigte Abbaugrenzen
Rur
Garzweiler II
Hambachbahn
Linnich
A 540
Rur
Dürwiß
A 1 Wachtberg
Rhein
Nord - S
üd -Bahn
Köln
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Stand 01/2005
Gymnich
Lechenich
Rödingen
Rommerskirchen
Over 5,500 employees mine some100 mill. t of lignite annually
Over 5,500 employees mine some100 mill. t of lignite annually
Garzweiler mine
New material-distrib. point
Inden mine
Inde relocation
Opencast Mine Eng. Centre
Drilling & water ops.
Maint. and engineeringservices
Air drill
Cologne
Hambach mine
Depth of 370 m reached
Innerhalb des Vorstandsressorts Braunkohlenbergbau und Veredlung besteht die Sparte Tagebaue aus den drei Großtage-bauen Garzweiler, Hambach und Inden sowie dem Bohr- und Wasserbetrieb, der die Tagebau sümpfung und die Wasserab-führung bewerkstelligt und dem Technikzentrum Tagebaue, das die Komponenteninstandhaltung und die ingenieur technische Betreuung der Produktionsanlagen leistet. Insgesamt sind in der
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4Lignite Mining
1 Targets of economic optimizationProduction in the Rhenish lignite mining area will be concentrated on the three opencast mines Garzweiler, Hambach and Inden in the medium and long term. These mines have a total annual capacity of some 100 mill. t, of which some 90 mill. t are used each year to generate electricity in five power plants. The rest is upgraded to briquettes, pulverized lignite and coke in three factories. Together, the two Hambach and Garzweiler mines supply the four power plants at Frimmersdorf, Neurath, Niederaußem and Goldenberg in the east of the Rhenish mining area. The Hambach mine also is the exclusive raw coal supplier for the three upgrading opera-tions. The Inden mine in the west of the Rhenish mining area is a stand-alone operation as it exclusively provides the Weisweiler power plant with lignite via a belt conveyor (Figure 1).
Dipl.-Ing. RalF HemPel, RWe Power aG, Tagebau Hambach, abteilung Stab (PBH-S), am Tagebau, 52382 Niederzier, GermanyTel. +49 (0) 2428-950-51000, Fax +49 (0) 2428-950-51009e-mail: [email protected]
Dr.-Ing. STePHaN STRUNk, RWe Power aG, Tagebau Hambach, abteilung Produktion (PBH-P), am Tagebau, 52382 Niederzier, GermanyTel. +49 (0) 2428-950-53000, Fax +49 (0) 2428-950-53009e-mail: [email protected]
Dipl.-Ing. FRIeDRIcH HüNTeN,RWe Power aG, Tagebau Hambach, abteilung Infrastruktur (PBH-I), am Tagebau 52382 Niederzier, GermanyTel. +49 (0) 2428-950-54000, Fax +49 (0) 2428-950-54009e-mail: [email protected]
Revised version of a lecture presented on the occasion of the 8th International Symposium continuous Surface mining, September 24 to 27, 2006 at RWTH aachen.
Operations control instruments in an opencast mine operated at full capacity
Ralf Hempel, StepHan StRunk, fRiedRicH Hünten, Germany
To expose the lignite, some 450 to 470 mill. m³ of overburden have to be removed each year. Such mass removal can only be ac-complished economically by deploying bucket-wheel excavators with nominal daily capacities between 110,000 and 240,000 m³+t. mass transport within the mines is via up to 3 m wide belt conveyor systems. Outside the mines, the masses are transported via the company’s railway system; the coal is conveyed to the consumers, and major overburden amounts are hauled to farther away outside dumps and to final voids where they are used for backfilling and re cultivation purposes.
against the background of the fundamental changes in the energy sector, the goal is to underpin lignite’s competitiveness in europe for the long haul. This can only be achieved through systematic improvements in plant and staff efficiency using modern opera-
Fig. 1: Rhenish lignite mining area
Rhenish Lignite Mining Area
tions control instruments. They are a crucial precondition for the economic optimization of the opencast mine processes with the following targets:
• Ensuringoccupationalhealthandsafetyforallemployees
• Quality-gearedcoalsupplyofallpowerplantsandfactories• Considerationofenvironmentalprotectionconcerns• Underpinningcompetitivenessinthepowermarket
This can be achieved by resolving the following core tasks:
• Increase in theoverall utilizationof theopencastmine sys-tem
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4 Geology + Geotechnics
1 IntroductionApproximately 560 km of mine dump slopes at residual open-pit craters in the Lusatian and Central German lignite mining district are vulnerable to settlement flow and, thus, are a threat to public safety. Sliding due to settlement flow is caused by the liquefac-tion of loosely bedded sands saturated with water. These sands are primarily characterized by a very uniform grain distribution and well rounded grains. Settlement flow slides occur suddenly. They do not give any previous warning signs of sliding such as, for example, the formation of cracks; and they set large masses of loose rocks in motion within a very short period of time. Set-tlement flow sliding is the most dangerous form of sliding at mine dump slopes.
Within the scope of lignite mining rehabilitation, the geotechnical safety operations on mine dumps and mine dump slopes which are vulnerable to settlement flow have already advanced consider-ably. The majority of the mine dump massifs and sites is secured against large-scale settlement flow by creating “hidden dams” with vibratory pressure compaction and/or explosive compaction. At the moment, 84 % of the soil mass compaction measures have already been completed. Now, the flooding of the lakes, the pos-sible options for their subsequent use, and rehabilitation of acidic lake waters are the primary goals of lignite mining rehabilitation.
A prerequisite for the termination of mining supervision is the verification of the compaction which was achieved through reha-bilitation measures in order to permanently assure public safety and to guarantee a hazard-free subsequent use of the respective surface areas. The verification is hampered by inhomogeneities typical of mine dumps (material, density, saturation, …). The compaction control which accompanies rehabilitation measures provides only limited and select information and must, therefore, be complemented with further verification.
2 Ascertaining surface compactionAscertaining the compaction of stabilized mine dumps and mine dump slopes was the object of a scientific-technical study which was conducted on behalf of the Lausitzer und Mitteldeutsche
1 EinleitungDie ca. 560 km setzungsfließgefährdeten Kippenböschungen an den Tagebaurestlöchern im Lausitzer und Mitteldeutschen Braunkohlenrevier stellten bzw. stellen eine Gefährdung der öf-fentlichen Sicherheit dar. Ursache von Setzungsfließrutschungen ist die Verflüssigung locker gelagerter, wassergesättigter Sande. Diese Sande sind zumeist durch eine sehr gleichförmige Korn-verteilung und gut gerundetes Korn charakterisiert. Setzungs-fließrutschungen treten plötzlich auf, kündigen sich nicht durch Rutschungs anzeichen wie z.B. Rissbildungen an und setzen innerhalb kürzester Zeit große Lockergesteinsmassen in Bewe-gung. Setzungsfließrutschungen sind die gefährlichste Form von Rutschungen an Kippen böschungen.
Im Rahmen der Braunkohlesanierung sind die geotechnischen Sicherheitsarbeiten an setzungsfließ gefährdeten Kippen und Kippenböschungen bereits sehr weit fortgeschritten. Ein Großteil der Kippen massive ist durch die Herstellung „versteckter Dämme“ mittels Rütteldruck- und/oder Sprengverdichtung gegen großräu-miges Setzungsfließen gesichert. Inzwischen sind bereits 84 % der Arbeiten für die Erdmassen verdichtung geleistet worden. Im Mittelpunkt der Braunkohlesanierung stehen inzwischen die Flu-tung der Seen und die Möglichkeiten der Nachnutzung.
Voraussetzung für die Beendigung der Bergaufsicht ist der Nach-weis der durch die Sanierungsarbeiten erreichten Verdichtung, um eine Gefährdung der öffentlichen Sicherheit dauerhaft ausschlie-ßen zu können und eine gefahrlose Folgenutzung der Flächen zu garantieren. Die Nachweisführung wird durch die kippentypischen Inhomogenitäten (Material, Dichte, Sättigung …) erschwert. Die sanierungsbegleitende Verdichtungskontrolle liefert nur punktuelle Informationen und muss daher durch weitere Nach weise ergänzt werden.
2 Flächenhafte Ermittlung der VerdichtungDie flächenhafte Ermittlung der Verdichtung stabilisierter Kippen und Kippenböschungen war Gegenstand einer wissenschaft-lich-technischen Untersuchung im Auftrag der Lausitzer und Mitteldeutschen Bergbau-Verwaltungs gesellschaft mbH (LMBV mbH) (7/1999 bis 6/2002). Die Bearbeitung dieser Problematik erfolgte am Institut für Geotechnik der TU Bergakademie Freiberg Dipl.-Ing. WERNER FAHLE,
Gesellschaft für Montan- und Bautechnik mbH (GMB), Knappenstraße 1, 01968 Senftenberg, GermanyTel. +49 (0) 78-3230, Fax +49 (0) 78-3224e-mail: [email protected]
Paper presented on the occasion of the 8th International Sympo-sium Continuous Surface Mining, September 24th to 27th 2006 at RWTH Aachen.
On the verification of compacted surfaces on stabilized mine dumps and mine dump slopes
Verknüpfung geotechnischer und geophysikali-scher Messungen für den flächenhaften Nachweis der Verdichtung stabilisierter Kippen und Kippen böschungen
Werner Fahle, Germany
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4Mineral Raw Materials
Dr. rer. nat. JürgeN W. StaDelhofer,Coal & Minerals gmbh, Breite Straße 29-31, 40213 Düsseldorf, germanytel. +49 (0) 211-52099550, fax +49 (0) 211-52099552e-mail: [email protected]
Dr.-Ing. MartIN J. WeDIg,Business Development, Coal & Minerals gmbh, Breite Straße 29-31, 40213 Düsseldorf, germanytel. +49 (0) 211-52099557, fax +49 (0) 211-52099558e-mail: [email protected]
Uranium – a challenging mining business
Jürgen W. Stadelhofer, Martin J. Wedig, germany
the main application of uranium is its use as a fuel for the nuclear electricity generation. Presently about 68,000 t (177 mill. lbs) of uranium are annually required, of which 41,500 t (108 mill. lbs) are provided from fresh mine production whereas 26,500 t (69 mill. lbs) are stock drawdown supplies from civil or military sources. two-thirds of production are recovered by underground mining and about 75 % (30,350 t) of the world’s uranium mine production are extracted from top ten mines.
all major uranium mining companies are making efforts to enlarge their production capacities: the paramount Cameco’s Cigar lake project has been delayed due to mine water inflow. Production is expected to commence by latest in 2010; the nameplate capacity of 6000 t/a should be reached in 2011. areVa reported plans to invest about ¥ 500 to 600 mill. to double its uranium produc-
tion by 2010. In 2006 Denison Mines and International Uranium Corporation announced that they have entered into an agreement to merge the two companies in order to create a mid-tier, North american-focused uranium producer with the potential annual production of more than 5.5 mill. lbs of U3o8 by 2010.
the skyrocketing global electricity demand, growing public accept-ance and more favourable policies have initiated a new round of global development of the nuclear industry. against this backdrop, about 30,000 t/a to 40,000 t/a of additional mine production will be required within the upcoming 20 years to substitute secondary uranium supplies and to meet the expected increased demand; new start-up junior mining companies (e.g. Paladin) will contribute to this increased production.
Uranbergbau – Geschäft mit Herausforderung
1 Introductionthe main application of uranium is its use as a fuel for the nuclear electricity generation. today, nuclear power generation and there-fore uranium are undergoing a dramatic shift in public perception, driven by growing global electricity demand and the necessity of economic, environmentally sustainable fuels and reliable supplies. Presently about 68,000 t (177 mill. lbs) of uranium are annually required (table 1), of which 41,500 t (108 mill. lbs) are provided from fresh mine production whereas 26,500 t (69 mill. lbs) are stock drawdown supplies from civil or military sources [1-3].
the nuclear option is embraced by all major countries except germany. India, russia, China, UK and france, and even the classic oil producing countries of the Middle east region have significantly enhanced their commitment to nuclear power during the past few years.
In future increased consumption and rising demand will drive the expansion in production (figure 1):
• Within the next ten years about 100 new nuclear reactorsworldwide are slated to come into operation; compared with 435 nuclear reactors onstream today this represents an in-crease of about 25 % [4].
• Chinaaloneispresentlyspending¥ 8 bn on four new 1000 MW nuclear reactors; furthermore ten new reactors are under con-struction and all in all 32 are planned to be operational in China by 2020 [2].
• Since1993secondaryuraniumsupplieshavecomplementedthe increasing demand of uranium fuel in the range of 60 to 70 mill. pounds (27,000 t) of U3o8 annually. this additional source however is dwindling as russia’s decision to discontinue the reprocessing of its weapons grade material beyond 2013 reduces secondary uranium supplies [2].
• Duetotheneedforsubstitutingofsecondaryuraniumsuppliesand the overall expected higher uranium demand the annual
Uran wird hauptsächlich als Brennstoff in der Kernenergieerzeu-gung verbraucht. Dafür werden gegenwärtig etwa 68 000 t Uran jährlich benötigt. Der Uranbedarf wird zu 41 500 t aus grubenförderung und zu 26 500 t aus zivilen oder militärischen lagerbeständen gedeckt. Zu etwa Zweidrittel wird Uran im tiefbau gewonnen. 75 % (30,350 t) der Uranförderung werden von zehn top-gruben erbracht.
alle größeren Uranbergbaugesellschaften haben ihre anstrengun-gen verstärkt, die Produktionskapazitäten in der Zukunft auszuwei-ten. Cameco’s Vorzeigeprojekt grube Cigar lake verzögert sich aufgrund von Wassereinbruch; der Beginn der Uranproduktion wird spätestens in 2010 erwartet. Die jährliche Produktionskapa-zität soll im Jahr 2011 6000 t erreichen. Nach Plänen von areVa sollen in den kommenden Jahren rd. 500 bis 600 Mio. ¥ investiert
werden, um die Uranproduktion bis 2010 zu verdoppeln. Denison Mines und International Uranium Corporation haben in 2006 ver-einbart, beide Unternehmen zu einem größeren Produzenten für den nordamerikanischen raum zusammenzuführen. Die jährliche Produktion soll in 2010 mehr als 5,5 Mio. Pfund U3o8 erreichen.
Der explodierende globale Bedarf an elektrizität, die größere akzeptanz der Öffentlichkeit und die günstigeren politischen rahmenbedingungen haben eine neue runde der globalen entwicklung des Kernenergiesektors eingeleitet. Vor diesem hintergrund werden in den nächsten 20 Jahren etwa 30 000 bis 40 000 t zusätzlicher Uran-Bergwerksproduktion benötigt, um die schwindenden sekundären Uran lieferungen und den insgesamt wachsenden Uranbedarf auszugleichen; hierzu werden auch neue Start-Up-grubengesellschaften (z.B. Paladin) beitragen.
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4 Underground Mining
1 EinleitungErzbergbau und -aufbereitung erzeugen neben den gewünschten Wertkomponenten durch die Gruben, Berge- und Tailinghalden sowie Schlammteiche Quellen für z.T. umfangreiche Umweltbe-lastungen insbesondere über den Wasserpfad. Die Festlegung von geeigneten Maßnahmen zur Verminderung des Schadstoff-austrages in die Vorflut nach Schließung der Anlagen wird vor allem durch die Unsicherheit beeinträchtigt, die Abklingzeiten für die Belastungen abzuschätzen. Ein Langzeitmonitoring während und nach Abschluss der Flutung der Gruben und der Halden bildet die Grundvoraussetzung für Vorhersagen über die Entwicklung der Wasserqualität und die Ableitung von passiven Verfahren zur Schadstoffrückhaltung, was am Beispiel der Zinnlagerstätte Ehrenfriedersdorf gezeigt werden soll.
2 Lagerstätte und AbbauDie Zinnerzgrube Ehrenfriedersdorf liegt ca. 20 km südlich von Chemnitz.
Prof. Dr. rer.nat. habil. WErNEr KLEMM, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Mineralogie, Brennhausgasse 14, 09596 Freiberg, GermanyTel. +49 (0) 3731-392600, Fax +49 (0)3731 393129e-mail: [email protected]
Dipl.-Ing. JörG HArTMANN,Zinnerz Ehrenfriedersdorf GmbH, Am Sauberg 1, 09427 Ehrenfriedersdorf, GermanyTel. +49 (0) 37341-48540, Fax +49 (0) 37341 48550e-mail: [email protected]
Aktualisiert nach einem Vortrag, gehalten anlässlich des Wismut-Workshops „Flutungsbedingte Beschaffenheits entwicklung von Grubenwässern“ vom 6. bis 7. Mai 2003 in Chemnitz.
Flutung der Zinnerzgrube Ehrenfriedersdorf
Werner Klemm, Jörg Hartmann, germany
Die Entwicklung der chemischen Zusammensetzung des Gru-benwassers während und nach der Flutung der Zinnerzgrube Ehrenfriedersdorf wurde verfolgt. Das ansteigende Wasser wäh-rend der Füllung der Grube weist nur bei Flutung der Abbausohlen deutlich erhöhte Gehalte an Arsen und Schwermetallen auf. Nach Erreichen des Überlaufniveaus kommt es zu einer Änderung des hydraulischen regimes und zu einem Konzentrationsanstieg der Hauptkomponenten Calcium und Sulfat sowie von Arsen und Schwermetallen bis zu einem Maximum, nach dem sich der Gehalt
an Calcium, Sulfat, Mangan, Nickel und Zink allmählich verringern. Eisen und Arsen erreichen nach kontinuierlichem Anstieg erst deutlich später ein Maximum, dem sich ein deutlicher Wechsel von reduzierenden in oxidierende Bedingungen anschließt. Diese Bedingungen bieten günstige Voraussetzungen, die oberirdisch anfallenden kontaminierten Haldensickerwässer durch Ausflo-ckung und Sedimentation von Eisenoxidhydrat im gefluteten Grubenbereich zu reinigen.
Flooding of the tin ore mine Ehrenfriedersdorf
In the tin mine Ehrenfriedersdorf, the evolution of the chemical composition of the mine waters was monitored during and after flooding of the mine. The water contained increased concentra-tions of arsenic and heavy metals only during flooding of mining levels. Upon reaching the overflow level the hydraulic regime changed, resulting in increased concentrations of the major components calcium and sulphate, as well as arsenic and other heavy metals. After reaching a peak, the concentrations of cal-
cium, sulphate, manganese, nickel and zinc decreased. Iron and arsenic, after a continuous increase, reached the maximum con-centrations only significantly later. This was followed by a distinct change from reducing to oxidising conditions, which provides a suitable environment for the flocculation and precipitation of iron hydroxides. It is the aim to remove the arsenic and metals from the seepage water of the tailings, which are channelled into the flooded mine, by this process.
Am Sauberg, dem Zentralteil der Lagerstätte, lässt sich der Zinnbergbau bis in das 13. Jahrhundert zurückverfolgen. Bereits 1536 bis 1570 wurde der 2,5 km lange Tiefe Sauberger Stolln zur Lösung des Grubenwassers im Sauberggebiet angelegt. Er dient auch heute noch zur Ableitung des Flutungswassers aus dem Sauberg und dem Westfeld.
Die Zinn-Wolfram-Assoziation der Lagerstätte besteht aus mehre-ren Abfolgen mit unterschiedlicher Ausbildung in den verschiede-nen Bereichen. In der regel können zwei Vergreisenungsetappen unterschieden werden. Die Hauptmenge des Erzes tritt in Trümer- und Gangzügen auf. Die Zinnerzlager stättenbildung lässt sich zeitlich an Intrusivphasen des Granites binden, die jünger als die Hauptphase sind [1].
Die Hauptminerale der Vererzung bilden Quarz, Kassiterit, Arseno-pyrit, Löllingit, Fluorit, Hämatit und Topas. Untergeordnet kommen Wolframit, Molybdänit, Bismuthit, Chalkopyrit, Pyrit, Sphalerit, Galenit, Apatit, Scheelit, Silber, BiCoNi-Arsenide, Proustit vor.
Die Lagerstätte gliedert sich in mehrere Teillagerstätten und umfasst die reviere Sauberg/Westfeld, Vierung, Nordwestfeld, röhrenbohrer und Greifenstein Süd sowie verschiedene kleine historische Altberg baubereiche. Morphologisch lassen sich gang-förmige (Trümerzüge, Gangzüge, Greisengänge, Greisenzonen) und stockwerkförmige (unregelmäßige Greisenkörper) Lagerstät-tentypen unterscheiden.
Für die Erzgewinnung wurden verschiedene Abbau methoden angewendet. Der Strossenabbau war bis in das 19. Jahrhundert dominant. Der Firstenstoßbau mit Magazinierung des Haufwerks
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4 Hydrology
1 Introductory description of the major running waters in the Rhenish mining areaWith the Erft, Rur, Niers and Schwalm rivers, four major waters cross the Lower Rhine basin of which the Erft is the only river that flows into the Rhine, the other waterways flowing into the Maas. Groundwater lowering, which is indispensable for ensur-ing safe opencast mining, impacts the four river systems across the geological blocks. Nevertheless, there are specific influences and interactions in each case which allow the three active open-cast mines in the Rhenish area to be assigned to individual river systems (Figure 1).
1.1 The Niers and Schwalm rivers and the Garzweiler mineThe headwaters of the Niers and Schwalm rivers are located in the Venlo block and, hence, in the catchment area of the Garzweiler mine’s dewatering system. By contrast with the Erft and Rur riv-ers, the Niers and Schwalm with basins of 1382 km² and 272 km² are distinct lowland waters along their entire courses of 118 and 45 km respectively. Hydromorphologically, the two river-systems can mainly be assigned to creeks and rivers with organic char-acteristics, the beds being characterized by organic substrates of the lowlands.
The basin of the Niers source is located in the mining field of the Garzweiler opencast mine. The previously existing inflow of groundwater is offset today by the direct discharging of some 7 mill. m³/a of sump water at several “artificial sources”.
From the discharge point of the Mönchengladbach-Neuwerk waste water treatment plant, the Niers flow line is determined by treated waste waters and surroundings that are marked by intensive agricultural use.
1 Einführende Beschreibung der größeren Fließgewässer im rheinischen RevierMit Erft, Rur, Niers und Schwalm durchströmen vier größere Ge-wässer die niederrheinische Bucht, von denen nur die Erft in den Rhein mündet. Die übrigen Gewässer fließen in die Maas. Die für einen sicheren Tagebaubetrieb unabdingbare Grundwasserab-senkung wirkt sich schollenübergreifend auf die vier genannten Flusssysteme aus. Dennoch bestehen jeweils besondere Einflüsse und Wechselwirkungen, die die Zuordnung der drei aktiven Tage-baue im rheinischen Revier zu einzelnen Flusssystemen erlauben (Abbildung 1).
1.1 Niers, Schwalm und Tagebau GarzweilerDie Quellgebiete von Niers und Schwalm liegen in der Venloer Scholle und somit im Einzugsbereich der Sümpfung des Tagebaus Garzweiler. Im Gegensatz zu Erft und Rur sind die Niers mit einem Einzugsgebiet von 1382 km² und die Schwalm mit einem Einzugs-
Dr. ANDREAS WAGNER,RWE Power AG, Wasserwirtschaftliche Planung und Genehmigung, Stüttgenweg 2, 50935 Köln, GermanyTel. +49 (0) 221-480-22121, Fax +49 (0) 221-480-22851e-mail: [email protected]
Prof. Dr. CHRISTIAN FoRKEL, RWE Power AG, Wasserwirtschaftliche Planung und Genehmigung, Stüttgenweg 2, 50935 Köln, GermanyTel. +49 (0) 221-480-22121, Fax +49 (0) 221-480-22851e-mail: [email protected]
Inventory under the Water Framework Directive (WFD) in the Rhenish Mining Area – Significance to opencast lignite mining
Die Bestandsaufnahme der Wasserrahmenricht-linie (WRRL) im rheinischen Revier – Bedeutung für den Braunkohlenbergbau
AndreAs WAgner, ChristiAn Forkel, germany
Fig. 1: River basins in the Rhenish mining area
Abb. 1: Flusseinzugsgebiete im rheinischen Revier
Bedrock boundary
Festgesteins- grenzeGarzweiler
opencast mine
Hambach opencast
mineInden o. m.
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4Technical Report
PräambelAm 1. September 1982 nahm das Bergwerk Drosen/Schäch-te 403 und 415 als jüngstes Bergwerk der ehemaligen SDAG WISMUT nach Detailerkundung, Aus- und Vorrichtung abbau-würdiger Uranerzvorräte, mit den Abbaublöcken 729 (Diabas) im Südfeld und im Jahr 1983 nachfolgend 736, 744 (Lederschiefer) im Nordfeld des Grubengebäudes, im Niveau der -660 m Sohle den Abbau auf.
Um Grundlagen für die
• LenkungderAbbau-undGewinnungsarbeiten,• ProjektierungderErkundungsbohrungen,• Konturierung der Bilanzerzkörper nach Detail-/Bohrerkun-
dung,• Vorratsberechnung,• Vorratsbewegungund• BerechnungderAbbauverluste
zu erhalten wurde es notwendig, die Art der Vererzung zu untersu-chen und die qualitativen Gewinnungs kennziffern der Abbaublöcke und für den Lederschiefer im Nordfeld gesamt, zu ermitteln:
• UrangehaltdesBilanzerzes1) und des Nebengesteins im An-stehenden vor Ort,
Dipl.-Ing. (FH) Geologie BErnDDUschEK,Waldpromenade 37, 15738 Zeuthen, GermanyTel. +49 (0) 33762-71356e-mail: [email protected]
Dipl.-Geol. (FH) hELmAr sittnEr, Katharinenstr.11,08056Zwickau,GermanyTel.: +49 (0) 375-2717527e-mail: [email protected]
Die Verdünnung des Metallgehaltes kluftgebun-dener Vererzung aufgrund technologischer Vermischung im Abbau- und Förderprozess am Beispiel der Uranvererzung des oberen Ordoviciums im Bergwerk Drosen/Thüringen
Bernd duschek, helmar sittner, Germany
Vor 60 Jahren gründete sich die WISMUT, ein Bergbauunter-nehmen in Ostdeutschland, welches im großen Maßstab Uran erkundete und abbaute. 1982 nahm das letzte Bergwerk bei Drosen/Thüringen den Abbau auf. Für die Lenkung der unter-
tägigen Gewinnungsarbeiten lagen keine Erfahrungswerte vor.Der nachfolgende report berichtet über erste Bemühungen,geologisch-qualitativeKennziffernzuermitteln.
• UrangehalteimFördergutundAusbringen2), sowie • Verdünnung3) des Urangehaltes im Bilanzerz aufgrund techno-
logischer Vermischung. (Die mit 0) verwendeten Bezeichnungen werden erläutert.)
1 Geologische Kurzcharakteristik BeidenUranvorkommendesronneburgerErzfeldeshandeltessich um polygenetische Lagerstätten. Die Vererzung zeigt sich epi-genetisch, sedimentär und hydrothermal. Sie beschränkt sich auf die paläozoischen Schichten des oberen Ordoviciums/Gräfentha-ler Serie/Lederschiefer (Og3), des unteren silurs/Kieselschiefer(S1), mittleren Silurs/Ockerkalk (S2) und unteren Devons/Tentaku-litenknollenkalk (D1
1-2) sowie Tentakulitenschiefers (D13). In diese
Schichten intrudierte Diabas (ß), in der Mehrzahl als Lagergänge, deralsProduktvonoberdevonischem,submarinemVulkanismusebenfallsvererzt ist. inwieweiteralsErzbringergeltenkann, istumstritten. Untergeordnet werden Kersantitgänge angetroffen,die selten und schwach vererzt sind.
Das vogtländisch-thüringische Schiefergebirge ist durch Verwer-fungen, Überschiebungen und teilweisen Schuppenbau tektonisch stark gestört, was die teilweise hohe Absetzigkeit der Vererzung begründet.DasErzistzumgrößtenteilantektonischeElementegebunden.
Bei dem Lederschiefer handelt es sich um einen dickflaserigen, feinsandigen, glimmerführenden, weitestgehend fossilfreien Ton-schiefer von dunkelgraugrüner Farbe. Im Lederschiefer sind zwei Vererzungsformen bekannt:
• diesaumvererzung,konkordantzurschichtgrenzedeshan-gendenKieselschiefers(s1), oft als Überschiebung ausgebildet und die sogenannte
• Kluftvererzung,gebundenantektonischeElemente,wiestö-rungen,Klüfte,Überschiebungen.
EineKombinationbeiderVererzungsformenistmöglich.
The dilution of the metal content due to mineralization in fissures as a result of the technological combination of the production and conveying processes, taking the uranium mineralization during the Upper Ordovician period in the Thuringian mine of Drosen as an example
1982.Empiricalvaluestocontroltheundergroundextractionworkwere not available. The following paper reports about the first at-tempts to establish qualitative geological parameters.
WismUt,anEastGermanminingcorporationexploringandpro-ducing uranium on a large scale was founded 60 years ago. The corporation’s last mine started production at Drosen/Thuringia in
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World of Mining – Surface & Underground 59 (2007) No. 4 Report
In Deutschland haben sich die Rohstoffindustrie und der Bergbau in den vergangenen Dekaden zu einem vielfältigen Erscheinungsbild gewandelt. Diese breit diversifizierte Struktur konnte im Rahmen der vormaligen Wirtschaftsvereinigung Bergbau nicht mehr hinreichend abgebildet werden. Die Interessen der Rohstoff gewinnung machen jedoch eine angemessene Repräsentanz erforderlich. Daher wurde im Oktober 2006 die Vereinigung Rohstoffe und Bergbau (VRB) gegründet, die mit dem 1. Januar 2007 ihre Arbeit in der Nachfolge der Wirtschaftsvereinigung Bergbau aufgenommen hat.
Dieser Verband bietet der deutschen Rohstoff- und Bergbauwirt-schaft eine neue organisatorische Basis. Die Neuaufstellung der hier vertretenen Unternehmen und Verbände hat im Wesentlichen zwei Gründe:
1. Die seit vielen Jahren sichtbare Reduzierung der bisher in der Wirtschaftsvereinigung Bergbau zusammen geführten Zweige des deutschen Bergbaus. Das zwingt auch auf verbandlicher Ebene zu entsprechender Verschlankung.
2. Unverändert spielen bergbaulich gewonnene Rohstoffe auch in Deutschland eine wichtige Rolle. Vor dem Hintergrund erheb-licher Preis schübe auf den Weltmärkten wächst vor allem die Wertschätzung für das, was man im eigenen Lande gewinnen kann.
1 Veränderte Strukturen und neue AntwortenZentrales Anliegen der Vereinigung Rohstoffe und Bergbau ist es, dass Deutschland sich darauf besinnt, dass es über eine eigene nennenswerte Basis von Rohstoffen und insbesondere Energie-trägern verfügt und dass deren Nutzung in unserem ureigenen Interesse ist.Der neue Name ist dabei auch Programm. Das Ziel ist es, unter der Überschrift „Rohstoffe und Bergbau“ neue Verknüpfungen und Vernetzungen zu entwickeln. In vielen Bereichen erfolgt heute die Mineralgewinnung in mittleren und kleinen Betrieben. Ganz häufig ist die Rohstoffgewinnung der Startpunkt am Beginn einer längeren Wertschöpfungskette.Die Vereinigung Rohstoffe und Bergbau strebt die Zusammenar-beit mit allen Verbänden, Unternehmen und Institutionen an, für die Rohstoffgewinnung und Rohstoffnutzung in Deutschland eine maßgebliche Frage ist.In der VRB wirken bereits jetzt Verbände, Organisa tionen und Unternehmen aus den Bereichen Erkundung, Gewinnung und Verarbeitung mineralischer Rohstoffe sowie artverwandter Tätig-keiten und Beratung auf breiter Basis mit (Abbildung 1).
Dipl.-Ing. MATTHIAS HARTUNG,RWE Power AG, Ressort Braunkohlenbergbau/Ver edlung, Stüttgenweg 2, 50935 Köln, GermanyTel. +49 (0) 221-480-1410, Fax +49 (0) 221-480-1412e-mail: [email protected]
Dr. NORBERT ScHäcHTER, Vereinigung Rohstoffe und Bergbau, Am Schillertheater 4, 10625 Berlin, GermanyTel. +49 (0) 30-3151-8242, Fax +49 (0) 30-3151-8252e-mail: [email protected]
Die Vereinigung Rohstoffe und Bergbau
Matthias hartung, norbert schächter, germany
Arbeitsgemeinschaft Bayerischer Bergbau- und Mineralgewinnungsbetriebe
Iphofen
Arbeitsgemeinschaft Schiefer Koblenz
Bundesverband keramischer Rohstoffe Koblenz
Deutscher Braunkohlen-Industrie-Verein Köln
Gesamtverband Steinkohle Essen
Unternehmensverband Eisenerzbergbau Porta Westfalica
Verband Bergbau, Geologie und Umwelt Berlin
Verband bergbaulicher Unternehmen und bergbauverwandter Organisationen
Berlin
Vereinigung der Bergbau-Spezialgesellschaften Mülheim
Fachvereinigung Auslandsbergbau und internationale Rohstoffaktivitäten
Berlin
Abb. 1: Mitglieder der Vereinigung Rohstoffe und Bergbau
2 Aufgabenstellung der Vereinigung Rohstoffe und BergbauMit der Gründung der VRB wird die Verfolgung von zwei Haupt-zielen angestrebt:
• DieVereinigungwilldeutlichmachen,dassDeutschlandüberzahlreiche wichtige Rohstoffe verfügt, die von leistungsfähigen Unternehmen gewonnen werden. Diese Potentiale können und sollen wirtschaftlich weiterentwickelt werden.
• FürdieheimischeRohstoffversorgungisteserforderlich,dieRahmenbedingungen zu ihrer Sicherung und Gewinnung so zu gestalten, dass der Zugang zu den Lagerstätten möglich bleibt und so eine langfristige und sichere Rohstoffversorgung gewährleistet wird.
Die VRB strebt durch ihre Arbeit die Wahrung eines Gleichge-wichts zwischen rohstoffwirtschaftlichen und -politischen Not-wendigkeiten, den sozialen Anforderungen und den Zielen des Umweltschutzes an.
Zu den Arbeitsschwerpunkten der VRB zählen im Einzelnen:
• Berg-undMineralgewinnungsrecht• Arbeits-,Umwelt-undGesundheitsschutz• Rohstoffsicherung,RaumordnungundLandesplanung• SteuernundAbgaben• Rohstoffpolitik,Rohstoffmärkte• AkademischerNachwuchs,Hochschulkontakte• SozialeSicherungimBereichderBergbau-undRohstoffwirt-
schaft
Die diversifizierte Rohstoff- und Bergbauindustrie hat viele ge-meinsame – im Vergleich zu anderen Industriezweigen spezielle – Belange. Diese können gegenüber Politik und Öffentlichkeit koordiniert gemeinsam wirkungsvoller vertreten werden.
Die VRB erfüllt ihre Aufgaben im Interesse ihrer Mitglieder und Partner:
