Die technische Ausgestaltung und der Stand des...

Dr. Michael Drobniewski

01. 07. 2016

Die technische Ausgestaltung und

der Stand des Grubenwasserkonzeptes

RAG Aktiengesellschaft

Servicebereich Technik- und Logistikdienste 2

Bergbau und Wasser

01.07.2016

Grubenwasserhaltung Poldermaßnahmen

Grundwasserreinigung


Servicebereich Technik- und Logistikdienste

Grubenwasserhaltung

01.07.2016 3



Grubenwasserkonzept NRW

01.07.2016 4

KB

HR

WA

GN MA

MS

HA

GB

EF SE

WH

WU

PH LO

OS

FH

NR

HU NO

EW

RO

RP

ME

FT PIII

PII

BR

GM

MS

EM

ZO

KA

HO

PL

FdG

BO

RE

EL

VI

GE

GR3/4

PA

AL

P/C.F.

FL

AD WE

RA

SA

AV WE

JH

Emscher

CO

IB

Ostfeld

IB

Westfeld

Konzentration von Grubenwasserhaltungen

Beginn Aufbau Zentraler Wasserhaltungen (früher Pumpgemeinschaften)

Situation 1956: 152 Bergwerke mit 152 Grubenwasserhaltungen




3 Bergwerksstandorte

10 Grubenwasserhaltungen

PH

AV

Zollverein

Carolinen- glück

Amalie

Concordia

Heinrich

Friedl. Nachbar

Robert Müser

Fürst Leopold

Haus Aden

Walsum

Lohberg

IB

Westfeld

IB

01.07.2016

Aktuelle Situation

5




7 Zentrale Wasserhaltungen

Friedlicher

Nachbar

Haus Aden

Walsum

Lohberg

Robert

Müser

Heinrich IB

Westfeld

IB

Ostfeld

01.07.2016

Situation nach Umsetzung des Grubenwasserkonzepts

6



Gewässerentlastung durch untertägige Durchleitung

Entlastung von 360 km Fließgewässern

Voraussetzung für Renaturierung Emscher

Energieeinsparung rund 50%

Geringere Pumphöhe und Standortreduzierung

Klimaschutz

Naturgasaustritte deutlich verringert

Ru

hrg

eb

iet

Sa

arl

an

d

Gewässer- und Umweltschutz

01.07.2016 7

Jahr Entlastet

2000 0 km

2035 120 km

Jahr Entlastet

2000 0 km

2035 240 km

Grubenwasserkonzept



Entwicklung des Grubenwasserkonzepts

01.07.2016 8

Hintergrundpapier

Steinkohle

Ministerium für Klimaschutz, Umwelt,

Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz

des Landes Nordrhein-Westfalen

2008: …soll das Grubenwasser untertägig den rheinnahen zentralen

Wasserhaltungen Walsum oder Lohberg zugeführt und von dort

unmittelbar in den Rhein abgeleitet werden. Von dortigen

Ableitungen geht … keine signifikante Belastung für den Rhein aus.

2007: Das von IHS gefertigte Gutachten betrachtet einen weitflächigen

Wiederanstieg des Grubenwassers auch in …Stilllegungsbereichen und

entwickelt hieraus Monitoringmaßnahmen, die in den Betriebsplänen

verbindlich gemacht werden.

1991: …müssen für die Ableitung des Grubenwassers neue Lösungen gefunden

werden, da es weder den neuen Abwasserkanälen … noch aus öko-

logischen Gründen den umgestalteten Gewässern zugeführt werden soll.

2015: Konflikte mit Gewässerzielwerten bestehen insbesondere der Salzgehalte

(Chlorid, Sulfat) Die in Kapitel 2.2.3 bis 2.2.7 dargelegten Maßnahmen …

…dienen dem Ziel, in allen heute mit Grubenwasser beaufschlagten

Wasserkörpern spätestens bis 2027 den guten Zustand bzw. das gute

ökologische Potenzial zu erreichen; hinsichtlich PCB wird festgestellt:

Nach bisherigem Erkenntnisstand gibt es aus den vorgenommenen

Messprogrammen keine Hinweise auf signifikanten Austrag von PCB in

Bereichen, in denen ein Grubenwasseranstieg erfolgt oder bereits erfolgt

ist. Die Einleitungen von Grubenwasser führen nicht zu einer

Überschreitung der UQN für die sechs Indikator-PCB in NRW.



Grubenwasserkonzept: Ansatz und Prämissen

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I. Anstieg des Grubenwasserniveaus

II. Umbau aller Wasserhaltungsstandorte

Untertägige Durchleitung von Grubenwasser zur Entlastung der Oberflächengewässer

Reduzierung auf nur noch acht aktive Wasserhaltungsstandorte

Umbau dieser Standorte auf Brunnenbetrieb

Umbau der übrigen Standorte auf Sicherungs-brunnen / -betriebe; dadurch jederzeit Zugriff auf Grubenwasserniveau

Sichern der Flächen für Wasserhaltung, Ableitung und ggf. Grubenwasserbehandlung



Grubenwasserkonzept: Anstieg

01.07.2016 10

Grubenwasseranstieg nach dem Bergbauende ist der Regelfall

1

2

3

4

7 6 5

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Aachener Revier [1993/94]

Saar Revier [2012]

Ibbenbürener Revier [Westfeld 1979]

Zwickauer Revier [1979]

Revier von Lugau Oelsnitz [1971]

Döhlener Becken//Freital [1965 /1995]

Südbayrische Pechkohlen [1971]

Deister [1960]

Ruhrrevier

Deutsche Steinkohlenreviere




01.07.2016 11



Untertägige Durchleitung, Standortreduzierung und Gewässerentlastung

WA 8

780

HE 20

410

FN 8

260

LO 35

680

S

S

S

AD 13

660

AV

FL

AM

CA

HA

HR

WS

CO

PH

MR

S S

ZO

S S

S

B: Brunnenwasserhaltung

S: Sicherungsbrunnen / -standort

Untertägige Durchleitung

B

B

RM 11

560

B

B

B

B

LO

35

680

Zentrale Wasserhaltung

Grubenwassermenge in Mio. m³/a

(KPMG-Gutachten)

Pumphöhe in m

S S

S

HAL ADH

SHA

S HX

RO


12 01.07.2016



Kategorien Sicherungsstandorte

01.07.2016 13

Hüllrohr Aufbohrbar Schachtstandort

Inbetriebnahme erfordert:

• Errichten Hebetechnik

• Erwerb/ Einbau Pumptechnik

• Herstellen Energieversorgung

• Bau Grubenwasserableitung

• Beantragung Wasserrecht

Dauer bis Inbetriebnahme:

Herrichtung dauert im Idealfall

schätzungsweise zwei Jahre.



Fürst Leopold

14

Schacht

Wulfen 1/2

3. Sohle

Wasserprovinz Fürst Leopold

4. Sohle -860

5.Sohle

Schacht FL

1/2

-880

6.Sohle AV

WAD 11a

-852

WAD

-839

-902

-1114

Vorarbeiten und Inbetriebnahme dauern länger als der restliche Anstieg

01.07.2016



Grubenwasserkonzept Ibbenbüren

01.07.2016 15

Lokale Rahmenbedingungen berücksichtigen und nutzen



Grubenwasserkonzept: Zeitrahmen der Anstiege

01.07.2016 16

Betriebsplanverfahren Vorbereitung/Umsetzung

betriebsbedingter frühest möglicher Abschaltzeitpunkt Rückzugs- und Verfüllarbeiten

Abschaltzeitpunkt nach Wasserrahmenrichtlinie Umbau

Emscher I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

ZWH Carolinenglück

ZWH Zollverein

ZWH Amalie

BW Prosper-Haniel

ZWH Concordia

2021 20222015 2016 2017 2018 2019 2020

Lippe I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

ZWH Heinrich Robert

ZHW Fürst Leopold

ZWH Auguste Victoria

ZWH Haus Aden*

2021 20222015 2016 2017 2018 2019 2020

Ewigkeitsstandort*

Stand: November 2015


Servicebereich Technik- und Logistikdienste 01.07.2016 17

Betriebsplanverfahren Vorbereitung/Umsetzung

betriebsbedingter frühest möglicher Abschaltzeitpunkt Rückzugs- und Verfüllarbeiten

Abschaltzeitpunkt nach Wasserrahmenrichtlinie Umbau

Rhein I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

ZWH Walsum*

Lohberg*

ZWH Hünxe

2020 2021 20222015 2016 2017 2018 2019

Ruhr I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

ZWH Heinrich*

Friedlicher Nachbar*

ZWH Robert Müser*

2018201720162015 2022202120202019

Ibbenbüren I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

BW Ibbenbüren*

2021 20222015 2016 2017 2018 2019 2020

Ewigkeitsstandort*

Grubenwasserkonzept: Zeitrahmen der Anstiege

Stand: November 2015



Grubenwasserhaltung: Technik

Pütt Brunnenartige Gruben

Wasserhaltung durch

Schöpfen von Grundwasser

Bergbau Stollenbau in die "Berge"

beiderseits der Ruhr

Grundwasser fließt durch

Stollen zur Ruhr hin ab

Zeche Dampfmaschinen erlauben

den Einsatz großer Pumpen

Kohle kann unterhalb des

Grundwassers abgebaut

werden

Schachtanlage Schema der Wasserhaltungseinrichtungen

einer produzierenden Großzeche

01.07.2016 18

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/Steam_engine_Zeche_Muttental.jpg



Hebung des Grubenwassers von der Tagesoberfläche

01.07.2016 19

Wegfall des Grubengebäudes

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X X XXXXXXXXXXXXXXXXXX

1. Das Rückschlagventil hält

die Füllsäule oberhalb der

Pumpe, wenn sie abgeschaltet

wird.

2. Über die Saugbereiche am

oberen und unteren Ende der

Pumpeneinheit gelangt das

Grubenwasser in die Pumpe.

3. Zwei gegenläufig ange-

ordnete Pumpen fördern den

jeweils halben Strom zur

Pumpenmitte.

4. Mehrere Hydraulikstufen

bauen den nötigen Druck von

80 Bar auf.

5. Die Umlenkstufe vereint

beide Ströme und leitet das

Wasser über äußere Gehäuse-

kanäle in Richtung Steigleitung.

6. Die Abwärme des Motors,

der die Pumpe antreibt, nimmt

ein interner Kühlkreislauf auf

und führt sie nach außen ab.

Umbau auf Brunnenbetrieb



Reduzierung und Umbau der Wasserhaltungsstandorte

Erstellte Wasserprovinzen

01.07.2016 20

1. Vorbereitung 2. Rückzug u.T. 3. Umbau 4. Verfüllung 6. Nachlauf

• Räumen nach § 22a Allgemeine Bundesberg-verordnung

• Erstellen der Wasserwegigkeit

• Umbau Förderung

• Räumen Schacht unterhalb Wider-lager

• Einbau Widerlager

• Aufstellen Verfüllanlage

• Einlagern Verfüllmaterial

• Einbau Hüllrohre mit Verfüllsäule bzw. Verfüllen

• Rückzug über Tage

• Umbauarbeiten Fördergerüst

• Demontage Verfüllanlage

• Rückbau Infrastruktur

• Projektplanung

• Technische Planung

• Abschlussbe-triebsplan unter Tage

• Investitionen beantragen

• Materialbeschaffung

5. Brunnen-WH

• Beschaffung Pumpenanlagen und Hebetechnik

• Errichtung Hebe-anlage und tech-nische Anlagen

• Einbau Pumpenanlage

Erstellung der

westlichen Wasser-

provinz Walsum

ZWH Walsum ist

betriebsbereit als

Brunnenwasser-

haltung

Niederrhein

Erstellung östlichste

Wasserprovinz Haus

Aden

ZWH Hansa zum

Sicherungsstandort

umgebaut

Östliches Revier

NetzplanZollverein.pdf



ZWH Walsum

01.07.2016 21



Konventioneller Umbau

22 01.07.2016

X X

Erstellen der Dämme

Einbau des Widerlagers

mit Standrohren und

Dammdeckel

Verfüllleitung

ZWH Walsum



Einbau der Hüllrohre und Verfüllung der Schachtsäule in Abschnitten

23 01.07.2016

Erster Abschnitt

wird verfüllt

Transportgestell bringt

die Hüllrohre für den

nächsten Abschnitt

X X Einkürzen Verfüll

-leitung/ Rückbau

Sonderbewetterung

Arbeitsbühne festlegen

und vom Transportgestell

lösen

Transportgestell

fährt zu Tage

Zweiter Abschnitt

wird verfüllt

ZWH Walsum



Hüllrohreinbau mit Kletterschalung

24 01.07.2016

Betonierbühne

Schalung

Beton

Kopfschutzbühne

ZWH Friedlicher Nachbar



Hebetechnik und Schachtertüchtigung

25 01.07.2016

Hebetechnik

Stahlbau

Schwenkkran 5.000kg

Rollenstation

(fest)

Rollenstation

(lose)

Montagebolzen

Winde

Stahlbau für

Zugversuch

Treppenturm

Laufkatze 5t

ZWH Carolinenglück



Herausforderungen Übertage

26 01.07.2016

ZWH Fürst Leopold

Dr. Michael Drobniewski

01. 07. 2016

Die technische Ausgestaltung und

der Stand des Grubenwasserkonzeptes

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