Kali und Steinsalz1/05 - vks-kalisalz.de · 8 Kali und Steinsalz Heft 1/2005 Wirtschaft Kali und...

Kali und Steinsalz

SchmitzDie Bedeutung des Agribusiness für den Standort Deutschland

KüblerAktuelle Entwicklungen im Steinsalzbergwerk Borth

Fischbeck, Werner, BornemannBromidgehalte im Halit des Muschelkalksalinars und der Staßfurt-Folge im Vergleich

GanzerErgebnisse von Versuchen mit Emulsionssprengstoffen in Bergwerken der K+S Gruppe

I Herausgeber Kaliverein e.V.

ww

w.k

aliv

erei

n.de I Heft 1/2005 I

ISSN 1614-1210

Schmitz: Agribusiness in GermanyThe economic performance and the

social value of German agribusiness

are systematically underestimated

by policy makers and the public.

With 20.6% of the consumer budget

and 11.6% of total employment it

belongs to the largest branches in

the German economy comparable

to the revenues of the chemical

and machinery industry. In addi-

tion, the German agribusiness is

highly productive and innovative

undergoing far-reaching structural

adjustments and following an

international perspective. Society’s

demand for food quality and safety

as well as for non-economic objec-

tives (consumer protection, animal

welfare and sustainable resource

use) are met perfectly. However,

national economic and agricultur-

al policy interventions endanger

the competitiveness of the branch

within the EU and on international

markets. A more balanced and less

distorting policy should be estab-

lished considering the economic

capacity and performance of the

branch. Ongoing structural adjust-

ments, intensive cooperation in the

food chain and good governance

are the most important precondi-

tions to exploit given chances on

european and international mar-

kets and to benefit from excellent

perspectives.

Kübler: Current Developments in the Rock Salt Mine BorthRock salt is extracted of the lower

Werra salt at the rock salt mine

Borth in Rheinberg in the lower

Rhine valley since 1926. In the

year 2002 the mine became part of

the newly founded esco, european

salt company, then a joint ven-

ture between the K+S corporation

and the Solvay S.A.. An internal

benchmarking between Borth and

the other rock salt mines of esco

showed unfavourable results par-

ticularly in the areas of perform-

ance and costs. Due to positive

experiences of other projects at

K+S, teams were engaged to do a

case study in a project organiza-

tion. As a result of this teamwork

interesting benefits were shown

in the areas of „infrastructure“,

„primary haulage“ and „mining

method“. The introduction of the

newly installed multi-transport-sys-

tem-Borth and planned switchover

to the new system of mining are

explained.

Fischbeck, Werner, Bornemann: Differences in the Bromine Contents of the Muschelkalk (mm) and the Stassfurt (z2) Halite In Germany, major salt deposits

occur in the evaporite sequenc-

es of the Zechstein and Middle

Muschelkalk. When halite under-

goes recrystallisation in the geo-

logical history the product is still

halite. The different generations

of halite normally cannot be dis-

tinguished by examining the hal-

ite crystals themselves. However,

they can often be characterised

by a geochemical indicator, i.e.

their content of the trace element

bromine, which is present in many

chloride minerals.

Comparison of the bromine con-

tents of halite and its distribution

within the evaporites of the Middle

Muschelkalk with similar data for

those of the Stassfurt formation in

the Zechstein 2 shows up a marked

difference between them.

The bromine content of the hal-

ite of the Stassfurt formation shows

a continuous upward increase

reflecting a phase of progressive

evaporation of the original saline

water body. This primary dis-

tribution of bromine in the salt

has only been modified to a very

small extent by post-depositional

solutions.

In contrast, the distribution

pattern of the bromine content of

halite in the Middle Muschelkalk

salt demonstrates that these halite

rocks have undergone several phas-

es of recrystallisation and the hal-

ite may also have undergone spatial

redistribution. The bromine in the

halite of the Middle Muschelkalk

shows a discontinuous, irregular

distribution, a typical secondary

distribution pattern.

2 Kali und Steinsalz Heft 1/2005

Abstracts Abstracts

Ganzer: Testing of Bulk Emulsion Explosives in the Mines of the K+S GroupThe project „Testing of bulk emul-

sion explosives in the mines of the

K+S Group” was conducted with the

following objectives:

• to improve the cost effectiveness

of drilling and blasting.

• to reduce production of nitrogen

dioxide (NO2) in the blast fumes.

A testing program began in the Neu-

hof-Ellers potash mine in August

2002. The technical feasibility of

applying bulk emulsion explosives

was examined first through the

testing of different pumping sys-

tem from various manufacturers.

The results of these small scale

tests (KTV) initiated a large scale

test (GTV) in the potash mine

Neuhof-Ellers. For this purpose an

operating ANFO loading truck was

converted into an emulsion mix-

ing-loading truck and the required

logistics with pre-products for mix-

ing were set up. The results of the

large scale tests showed that, in

comparison to the existing ANFO-

System, the implementation of the

emulsion system is not yet cost

effective.

The objectives of the now restrict-

ed ongoing testing program are

to discover further methods for

achieving cost effectiveness and to

gain a rough estimate of the mag-

nitudes of these efficiencies.

The paper describes the devel-

opment of these tests to date. An

introductory description of the

composition and function of bulk

emulsion explosives is provided as

well as a description of the vari-

ous pumping systems used in the

tests. The next section describes

the evaluation and rating of the

small scale tests that lead to the

decision to conduct large scale test.

Along with technical aspects of the

logistics, the regulatory approval

side of the logistic chain, from

supplying the pre-products up to

the application of these products

in the emulsion mixing-loading

truck, are pointed out.

Kali und Steinsalz Heft 1/2005 3

Liebe Leserinnen und Leser,

vor etwa 3 Jahren hatte ich im Heft 2/2002 kurz berichtet, dass der Kaliverein

in Bürogemeinschaft und Personalunion auch die Verbindungsstelle Land-

wirtschaft-Industrie (VLI) betreut. Diese über 75 Jahre alte Organisation mit

Repräsentanten aus Industrie und Landwirtschaft versteht sich heute als

„runder Tisch“ zur Erörterung wirtschafts- und gesellschaftspolitischer The-

men; gelegentlich kommt auch die Hilfestellung hinzu, divergierende Interessen von Landwirtschaft

und Industrie auszugleichen.

Die VLI hat in Zusammenarbeit mit anderen Verbänden eine Initiative mit den Zielen gestartet,

die volkswirtschaftliche Bedeutung der gesamten Wertschöpfungskette der Agrar- und Ernährungs-

industrie in Deutschland mit immerhin 4,5 Mio. Beschäftigten in der öffentlichen Wahrnehmung

hervorzuheben, das Image dieses Bereiches zu verbessern sowie schließlich darauf hinzuwirken, dass

die staatlichen Rahmenbedingungen für diesen bedeutenden wirtschaftlichen Sektor angemessen

und sachgerecht gestaltet werden. Betrachtet man die gegenwärtige Agrar- und Verbraucherschutz-

politik auf europäischer wie auf nationaler Ebene, dann wird offenkundig, dass eine solche Initiative

notwendig, jedoch alles andere als ein leichtes Unterfangen ist.

Auch die Düngemittelindustrie mit K+S und anderen ist Teil dieser Wertschöpfungskette und

unterstützt die Initiative nachhaltig. Grundlage der Initiative ist die Broschüre „Bedeutung des Agri-

business für den Standort Deutschland“ von Prof. Schmitz, Leiter des Institutes für Agribusiness an

der Universität Gießen. Ich meine, es ist von allgemeinem Interesse, dass in dem vorliegenden Heft

eine knappe Zusammenfassung dieser Broschüre abgedruckt ist.

Ganz anderer Art ist der Beitrag von Kübler über das Steinsalzbergwerk Borth. Die von Kübler dar-

gestellten vielfältigen Maßnahmen, insbesondere in den Bereichen Infrastruktur, Abbauförderung

und Abbauverfahren, haben insgesamt die betriebswirtschaftliche Rechnung für dieses Bergwerk

spürbar verbessert und vermitteln diesem Standort in unmittelbarer Nähe des Rhein-Ruhr-Gebietes

eine gute Perspektive.

Bei aller betriebswirtschaftlichen Nüchternheit sollte Grundlagenforschung nicht vergessen wer-

den, auch wenn sie nicht sofort und unmittelbar in konkreten Zahlen und Ergebnissen messbar ist.

Deshalb verdienen die Untersuchungen von Fischbeck, Werner und Bornemann über Bromidgehalte

im Halit nicht nur die Aufmerksamkeit des kundigen Geologen.

Ein wichtiges Thema behandelt schließlich Ganzer in seinem Bericht über Versuche mit Emulsi-

onssprengstoffen. Falls dieses noch nicht beendete Projekt erfolgreich sein sollte, könnten nicht nur

die Wirtschaftlichkeit der Bohr- und Sprengtätigkeit verbessert, sondern auch die NO2-Emissionen

reduziert werden. Letzteres gewinnt besondere Bedeutung, wenn wir uns an die ebenso unermüdlichen

wie realitätsfernen Anstrengungen der EU-Kommission erinnern, den NO2-Arbeitsplatzgrenzwert von

5 ppm auf sage und schreibe 0,2 ppm zu senken (vgl. hierzu wiederum Heft 2/2002 mit dem Beitrag

„Auswirkungen von EU-Aktivitäten auf den Kali- und Steinsalzbergbau“).

Anerkennende Erwähnung verdient im Übrigen, dass die zuständigen Bergbehörden dieses Projekt

dadurch unterstützend begleitet haben, dass sie die in der ohnehin novellierungsbedürftigen Gesund-

heitsschutz-Bergverordnung geregelten Genehmigungsvoraussetzungen mit Augenmaß angewendet

haben. Im angelsächsischen Rechtskreis würde man sagen, dass die erteilten Genehmigungen „reaso-

nable“ waren, womit sowohl die rechtliche Zulässigkeit als auch die tatsächliche Angemessenheit

angesprochen sind. Soviel zur Einstimmung auf dieses Heft. Dr. Arne Brockhoff

Schmitz Seite 6Die Bedeutung des Agribusiness für den Standort Deutschland

Kübler Seite 12 Aktuelle Entwicklungen im Steinsalzbergwerk Borth

Fischbeck, Werner, Bornemann Seite 16Bromidgehalte im Halit des Muschelkalksalinars und der Staßfurt-Folge im Vergleich

Ganzer Seite 26 Ergebnisse von Versuchen mit Emulsionssprengstoffen in Bergwerken der K+S Gruppe

Firmennachrichten Seite 46

Personalien Seite 47

Buchbesprechung Seite 48

Impressum Seite 49

Inhalt Editorial

Kali und Steinsalz Heft 1/2005 5 4 Kali und Steinsalz Heft 1/2005

Titelbild: Einsatz modernster Mähdrescher-Technik

Wirtschaft


Wirtschaft


Die Bedeutung des Agribusiness für den Standort Deutschland

Die ökonomische Leistung und der gesell-schaftliche Wert des Agribusiness werden in Deutschland systematisch unterschätzt. Für die Zukunft und Wettbewerbsfähigkeit des gesamten Sektors sind jedoch gesellschaft-liche und politische Anerkennung sowie ein positives Klima essentiell. Die Branche selbst und die Politik können einen Beitrag dazu leis-ten, dem deutschen Agribusiness Hindernisse aus dem Weg zu räumen und neue Entwick-lungschancen im europäischen und interna-tionalen Umfeld zu eröffnen.

Unter Agribusiness wird die

Gesamtheit aller privatwirtschaft-

lichen Aktivitäten einer Volks-

wirtschaft verstanden, die dazu

beitragen, die Verbraucher von

Nahrungsmitteln, die Konsumen-

ten nachwachsender Rohstoffe

und die Nutznießer öffentlicher

Güter aus der Landwirtschaft zur

rechten Zeit am richtigen Ort

mit einem ausreichenden, quali-

tativ hochwertigen und sicheren

Güterangebot zu versorgen. Im

angelsächsischen Sprachgebrauch

wird neuerdings auch häufiger

der Begriff „Agri Food Business“

verwendet.

Die Nahrungs- und Wert-schöpfungskette: Eine logis-tische Meisterleistung Der wertmäßige Anteil des Agrar-

rohstoffs an konsumreifen Nah-

rungsmitteln beträgt in Deutsch-

land durchschnittlich knapp

24 %, während die Marktspanne

bis zum Endverbraucher etwa 76 %

ausmacht (vgl. Abbildung 1).

Die Wertschöpfung beginnt mit

dem Einsatz von eigenen und

zugekauften Produktionsfaktoren

(Boden, Arbeit, Kapital, natürli-

che Ressourcen) und von indus-

triellen Vorleistungen (u.a. Fut-

termittel, Agrarchemie, Saatgut,

Energie, Landtechnik) in der land-

wirtschaftlichen Produktion (vgl.

Abbildung 2). Dort werden Nutz-

pflanzen und Nutztiere erzeugt

und an den Erfassungshandel bzw.

die Ernährungsindustrie zur Ver-

arbeitung weitergegeben bzw. in

Grenzen auch direkt vermarktet.

Während die landwirtschaftliche

Primärproduktion dabei mehr oder

weniger flächendeckend in ganz

Deutschland erfolgt (auf 50 % der

Fläche), sind Ernährungs- und

Vorleistungsindustrie doch eher

räumlich konzentriert, so dass dem

Landhandel und den Warengenos-

senschaften eine wichtige logisti-

sche Rolle in Form von Transport

und Lagerhaltung zukommt. Das

Gleiche gilt auch für den Groß- und

Einzelhandel bzw. das Ernährungs-

Abb. 1: Wert von Nahrungsmitte ln in Deutschland (2002/03) / Composition

of Food Value in Germany (2002/03) Quelle: Ernährungs- und agrarpolitischer Bericht

der Bundesregieru ng, 2004

Die Voraussetzungen scheinen

gegeben zu sein. Das Agribusiness

erweist sich seit Jahrzehnten als hoch-

moderne und innovative Branche,

der es hervorragend gelingt, inter-

disziplinäres Wissen zusammenzu-

bringen und erfolgreich in Konzepte

und Produktlösungen umzusetzen.

Sie bemüht sich darüber hinaus mit

großem Erfolg, die Wünsche der

Gesellschaft und Politik nach Nah-

rungsmittelqualität und -sicherheit

akribisch zu erfüllen, selbst wenn

die Forderungen mitunter überzo-

gen zu sein scheinen. Arbeitstei-

lung und Verflechtung im Agri-

business haben eine leistungsfä-

hige Nahrungskette mit hoher

Wertschöpfung entstehen lassen.

Prof. Dr. P. Michael Schmitz,

Institut für Agribusiness,

Gießen

Wirtschaft


Wirtschaft


handwerk, die am Ende der Nah-

rungskette die Endverbraucher in

ganz Deutschland flächendeckend

versorgen müssen.

Diese logistische Meisterleis-

tung des Agribusiness von flä-

chendeckender Primärprodukti-

on über räumlich konzentrierte

Verarbeitung bis hin zur breiten

Distribution an alle Haushalte

(inklusive Außer-Haus-Verzehr) ist

insofern bemerkenswert, als es

unter einem enormen Zeitdruck

geschehen muss. Die im Prinzip

verderbliche Ware hat selbst bei

spezieller Behandlung nur eine

begrenzte Haltbarkeit. In keinem

anderen Sektor der Volkswirtschaft

wird die Logistik in dieser Weise

gefordert.

Hinzu kommen die Außenhan-

delsaktivitäten des Agribusiness,

die zunehmend an Bedeutung

gewinnen. Ausfuhren aus der Nah-

rungskette und Einfuhren in die

Nahrungskette finden praktisch

auf allen Stufen statt, die Nah-

rungskette ist somit offen. Allein

die Ausfuhr von Ernährungsgü-

tern betrug im Jahr 2002 knapp

29 Mrd. Euro, das sind 4,4 % der

Gesamtausfuhren Deutschlands.

Im selben Jahr wurden Ernäh-

rungsgüter im Wert von gut 40

Mrd. Euro eingeführt. 65 % bis 70 %

des Außenhandels werden mit der

EU-15 abgewickelt. Unter den Top

Ten des internationalen Agrarhan-

dels liegt Deutschland auf Platz 4

bei den Exporten und auf Platz 3 bei

den Importen (vgl. Tabelle 1).

Agribusiness als Ernährer und Arbeitgeber Die gewaltige Leistungssteigerung

der Landwirtschaft durch Arbeits-

teilung im Agribusiness wird im

Vergleich zur Situation von vor 100

Jahren besonders deutlich. Trotz

Rückgang des Erwerbstätigenan-

teils der Landwirtschaft von 38,2 %

auf 2,5 % und des Wertschöpfungs-

anteils von knapp 30 % auf 1,2 % ist

ein Landwirt heute in der Lage, 119

Personen zu ernähren, statt 4 Per-

sonen im Jahr 1900. Die Betriebs-

größe hat sich in 100 Jahren ver-

siebenfacht und der Arbeitseinsatz

ist auf ein Zehntel des Niveaus von

1900 zurückgegangen. Gleichzeitig

haben sich die Getreideerträge

vervierfacht und die Zuckerrü-

ben- bzw. Milcherträge mehr als

verdoppelt bzw. verdreifacht. Auch

das landwirtschaftliche Produk-

tionsergebnis Deutschlands inner-

halb der EU kann sich sehen lassen.

Rechnet man vom Endverbrau-

cher aus, dann gibt ein durch-

schnittlicher deutscher Haushalt

16,3 % (2002) seiner privaten Kon-

sumausgaben für Nahrungsmittel,

Getränke und Tabakwaren aus.

Das sind insgesamt 191 Mrd. Euro.

Zusätzlich fallen 51 Mrd. Euro oder

4,3 % für den Verzehr in Kantinen,

Gaststätten u. ä. an. Zusammen

ergibt das 20,6 % oder 242 Mrd.

Euro. Jeder fünfte Euro wird somit

für Nahrung und Ernährung aus-

gegeben. Das ist der zweitgröß-

te Posten im Verbraucherbudget

nach den Ausgaben für Wohnen

und Wohnungsinstandsetzung.

Auch hinsichtlich der Beschäf-

tigung gehört das Agribusiness

zu den führenden Sektoren der

Volkswirtschaft (vgl. Tabelle 2).

In der Landwirtschaft, Forstwirt-

schaft und Fischerei arbeiteten im

Jahre 2002 ca. 955.000 Personen.

Das sind 2,5% aller Erwerbstätigen.

Das produzierende Ernährungsge-

werbe wies 2002 einen Stand von

530.832 Beschäftigten auf. Hinzu

kommen etwa 1,7 Mio. Beschäf-

tigte im Lebensmittelgroß- und

Lebensmitteleinzelhandel sowie

1,1 Mio. Beschäftigte im Gast-

gewerbe, wovon mindestens die

Hälfte ausschließlich mit Nahrung,

Ernährung und Getränken zu tun

hat. Zählt man noch die gesamte

produzierende Vorleistungsbran-

che mit ca. 50.000 Beschäftigten

hinzu sowie sämtliche agrarna-

hen Dienstleistungsanbieter (u.a.

Landhandel, Lohnunternehmer,

Berater, Banken, Versicherungen,

Vermittlungsdienste, Marktfor-

schung/Werbung, Tierärzte, Steu-

erberater) mit geschätzt 150.000

Personen, ergeben sich 4,5 Mio.

Beschäftigte im gesamten Agribusi-

ness. Das sind 11,6 % aller Erwerbs-

tätigen im Inland. Allein das

Ernährungsgewerbe zählt bezogen

auf Umsatz und Beschäftigung zu

den vier bedeutendsten Branchen

in Deutschland.

Gesellschaftliche Leistungen und internationale VerantwortungDie Untersuchung der gesellschaft-

lichen Leistungen der Landwirt-

schaft und ihrer Partner zeigt zum

einen den weitgehend positiven

Zusammenhang zwischen einer

ordnungsgemäßen Landbewirt-

schaftung und der Umweltqualität,

für deren Verbesserung die Bevölke-

rung auch entsprechend zu zahlen

bereit wäre. Zum anderen sind

die potentiell negativen externen

Effekte der Landwirtschaft durch

unternehmerische Innovationen

und gesetzgeberische Maßnahmen

so weit zurückgedrängt worden,

dass von ihnen keine Gefahren

mehr ausgehen. Internationale

Märkte und Globalisierung bieten

dem deutschen Agribusiness neue

erweiterte Chancen. Vor allem

Regionen mit einer ausreichenden

Wasserverfügbarkeit, fruchtbaren

Böden und einer kapital- und vor-

leistungsintensiven Landwirtschaft

einerseits und leistungsstarken

Handels- und Verarbeitungsketten

andererseits können sich im Wett-

bewerb behaupten. Hierzu zählt

zweifellos Europa. Um diese Chan-

cen zu nutzen, sind strukturelle

Anpassungen und wirtschaftspo-

litische Reformen notwendig. Die

internationale Option eröffnet aber

nicht nur gute Geschäfte, sondern

mit ihr ist auch Verantwortung für

Ernährungssicherung und nach-

Abb. 2: Die Nahrungs- und Wertschöpfungskette / The Food and Value-added chain

Tab. 1: Die Top Ten des internationalen Agrarhandels 2003 / Top-Ten of Interna-

tional Agricultural Trade 2003 Quelle: WTO, International Trade Statistics, 2004

Wichtig dabei ist, dass Politik, auch im Hinblick auf ehrgei-

zige gesellschaftliche Ziele, mit Augenmaß betrieben wird und

die ökonomische Leistungsfähigkeit des

Agribusiness nicht überstrapaziert wird.

Wirtschaft


Wirtschaft


haltige Entwicklung verbunden.

Das deutsche Agribusiness kann

auch hierbei einen wesentlichen

Beitrag leisten, indem es im Rah-

men der EU seine Agrarpolitik in

Ordnung bringt, also Protektion

abbaut, Technologie- und Wissens-

transfer leistet und sich in Handel

und Direktinvestitionen engagiert.

Wichtig dabei ist, dass Politik, auch

im Hinblick auf ehrgeizige gesell-

schaftliche Ziele, mit Augenmaß

betrieben wird und die ökonomi-

sche Leistungsfähigkeit des Agri-

business nicht überstrapaziert wird.

Deutsches Agribusiness: Stiefkind der Politik?Große Sorge bereitet zur Zeit in

diesem Zusammenhang die heimi-

sche Wirtschafts- und Agrarpolitik.

Zum einen ist sie für die schwierige

gesamtwirtschaftliche Situation

mitverantwortlich, was gerade

auch die Landwirtschaft unter

Druck setzt. Eine Arbeitslosen-

quote von zur Zeit 12,1 % belastet

vor allem arbeitskraftfreisetzende

Sektoren wie die Landwirtschaft.

Fehlende Beschäftigungs- und

Nebenerwerbsmöglichkeiten im

ländlichen Raum erhöhen den

Einkommensdruck auf landwirt-

schaftliche Familien. Die hohe

Staatsverschuldung belastet zudem

die Kapitalmärkte und somit den

landwirtschaftlichen Sektor als

relativ kapitalintensive Branche.

Zum anderen erschwert die deut-

sche Agrarpolitik mit Sonderwegen

in der EU dem deutschen Agribusi-

ness die Entwicklungsmöglich-

keiten. Ein Beispiel dafür ist die

Anhebung der Mineralölsteuer für

Landwirte, die im europäischen

Vergleich zu einer deutlichen Mehr-

belastung der heimischen Erzeuger

führt (vgl. Abbildung 3).

Besondere Sorgen bereiten aber

auch die deutschen Alleingänge im

Umwelt-, Gesundheits-, Tier- und

Verbraucherschutz, die seit Jahren

zu beobachten sind und neuerdings

unter dem Stichwort „Ökologi-

sierung der gesamten Landwirt-

schaft“ offensichtlich noch inten-

siviert werden sollen. Schärfere

und früher als EU-weit greifende

Tierhaltungsverordnungen, ehrgei-

zigere Grenzwerte bei Mykotoxin-

belastungen, überzogene Grenz-

werte bei GVO- und Wirkstoff-

rückständen, einseitige Verbote

des Einsatzes tierischer Fette in der

Nutztierfütterung, verschuldens-

unabhängige gesamtschuldneri-

sche Gefährdungshaftung beim

Anbau gentechnisch veränderter

Pflanzen und die verdeckte Feld-

beobachtung von Landwirten beim

Abb. 3: Mineralölsteuer für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge in der EU / Fuel Tax

for Agricultural Machinery in the EU Quelle: ifo Institut, München; Deutscher Bauernverband

* Österreich bisher 28,2 Cent/l, ab 1.1.2005: 9,8 Cent/l

Einsatz von Pflanzenschutzmitteln

sind Beispiele für wettbewerbsver-

zerrende Eingriffe zu Lasten des

deutschen Agribusiness.

Im Bereich der Ernährungsin-

dustrie gehen vor allem die natio-

nale Verpackungsverordnung, die

angekündigte Neuauflage des Ver-

braucherinformationsgesetzes und

die ständigen Versuche, Verbrau-

cherpolitik über die klassischen

Aufgaben des Gesundheitsschutzes

und des Schutzes vor wirtschaft-

licher Übervorteilung hinaus als

Nachfragelenkung zu missbrau-

chen und so im Ergebnis industriell

hergestellte Lebensmittel zu diskri-

minieren, Anlass zu großer Sorge.

Dabei ist nicht einmal sicher, ob

die angestrebten gesellschaftlichen

Ziele, wie Umwelt-, Gesundheits-,

Tier- und Verbraucherschutz, auch

wirklich erreicht werden und ob

der betriebs- und volkswirtschaft-

liche Preis dafür in Form von

Marktanteilsverlusten und Verlus-

ten an Wettbewerbsfähigkeit nicht

zu hoch ist. Gute Regierungsarbeit

sollte in Rechnung stellen, dass die

anspruchsvollen gesellschaftlichen

Ziele moderner Volkswirtschaften

nur mit einer gesunden Wirt-

schaft zu verwirklichen sind. Das

gilt selbstverständlich auch und

gerade für das Agribusiness. Auch

für das deutsche Agribusiness und

die deutsche Agrarpolitik sollte in

diesem Zusammenhang die Lissa-

bon-Strategie der EU-Kommission

gelten, wonach alle Gemeinschafts-

politiken auf ihren Beitrag für

Wachstum und Beschäftigung hin

überprüft werden sollen, um so

die EU bis 2010 zum dynamischs-

ten wissensbasierten Wirtschafts-

raum der Welt zu machen. Unter

diesen Voraussetzungen kann das

deutsche Agribusiness durchaus

positiv in die Zukunft blicken

und stolz auf das bisher Erreichte

sein. Gute Regierungsarbeit, weite-

re strukturelle Anpassungen und

die verstärkte Zusammenarbeit

in der Nahrungskette bis hin zu

den großen Discountern sind die

Schlüssel für eine verbraucherorien-

tierte Ausrichtung des deutschen

Agribusiness und somit für eine

dauerhafte Wettbewerbsfähigkeit

der Branche.

Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei 955.000 Produzierendes Ernährungsgewerbe 531.000 einschl. HandwerkLebensmittelgroß- und Einzelhandel 1.720.000Gastgewerbe 1.100.000Vorleistungsindustrie 50.000Dienstleister (geschätzt) 150.000Agribusiness insgesamt 4.506.000

Beschäftigungszahlen im deutschen Agribusiness

Tab. 2: Beschäftigung im Agribusiness 2002 / Employment in Agribusiness 2002

Gute Regierungsarbeit sollte in Rechnung

stellen, dass die anspruchsvollen

gesellschaftlichen Ziele moderner

Volkswirtschaften nur mit einer gesunden

Wirtschaft zu verwirklichen sind.


Technik und Anwendung



AusgangslageDas Steinsalzbergwerk Borth liegt

in Rheinberg am linken Nieder-

rhein. Hier wurde 1906 mit dem

Abteufen der Schächte begonnen

und von 1926 bis heute wurden aus

dem unteren Werra-Salz rund 150

Mio. t Steinsalz abgebaut. In Borth

werden mit ca. 280 Mitarbeitern im

Jahr 1,5 Mio. t Steinsalz gefördert.

(Abb. 1)

Durch das Joint Venture zwi-

schen der K+S Aktiengesellschaft

und der Solvay S.A. wurde das Werk

Borth im Jahr 2002 Bestandteil der

neu gegründeten esco – european

salt company.

Ein internes Benchmarking

unter Berücksichtigung der lager-

stättenbedingten Unterschiede

der einzelnen Werke ergab Ratio-

nalisierungspotenziale für den

Standort Borth; so lagen der Gru-

beneffekt unter Tage ca. 20 % unter

und die Kosten ca. 30 % über dem

esco-Durchschnitt.

Im Rahmen des technischen

und wirtschaftlichen Integrations-

prozesses und nach den positiven

Erfahrungen anderer Projekte bei

der K+S wurden Anfang 2003

bereichsübergreifende, temporäre

Bearbeitungsteams gegründet und

in eine Projektorganisation mit

Lenkungsausschuss und Projekt-

leitung eingebunden. Ziel der „Mit-

telfrist-Entwicklung Werk Borth“

war es, in gemeinsamer Diskus-

sion Rationalisierungspotenziale

zu erkennen und schrittweise zu

erschließen. Als Ergebnis dieser

Teamarbeit wurden die größten

Potenziale bei den Bereichen „Infra-

struktur“, „Abbauförderung“ und

„Abbauverfahren“ aufgezeigt. Die

Einführung des dabei ent wickelten

neuen Multi-Transportsystem-

Borth (MTB) und die geplante

Umstellung des Abbauverfahrens

werden im Folgenden vorgestellt

und näher erläutert.

TransportDiese Betriebsmittel müssen in der

Grube hauptsächlich transportiert

werden:

• Sprengstoff

• Diesel

• Firstanker

• Wasser (Fahrbahnbau).

Eingesetzt wurden dazu:

• 3 Gabelstapler

• 1 Tankwagen (Diesel)

• 1 Wasserfahrzeug

• 1 Unimog.

Neben hohen Betriebs- und Instand-

haltungskosten fielen wegen dieses

großen Fahrzeugbedarfs auch hohe

Personalkosten an. Ein Vergleich

mit anderen Werken wie z.B. Sieg-

mundshall und Zielitz der K+S KALI

GmbH und den dort vorrangig ein-

gesetzten Trägerfahrzeugen führte

zur Entwicklung des MTB. (Abb. 2)

Das System basiert auf dem Ein-

satz eines Träger-Fahrzeuges mit

angebautem Kran und mehreren

Wechselaufbauten für die unter-

schiedlichen Einsatzfälle. Für den

Grubenbetrieb Borth bedeutet das

im Einzelnen:

• 1 Diesel-Container

• 1 Wasser-Container

• 2 Schüttgut-Paletten

• 4 Plattformen mit Rungen für

Anker und sonstiges Material.

Durch die Einführung dieses Sys-

tems konnten auch die für den

Transport erforderlichen Mann-

schichten reduziert werden. Die

Wirtschaftlichkeitsrechnung er -

gab bei einer Investitionssumme

von ca. 0,3 Mio. eine Rendite von

16,5 %.

AbbauverfahrenWährend der Diskussionen in

den einzelnen Teams wurde sehr

schnell deutlich, dass das größte

Optimierungspotenzial für den

Grubenbetrieb im Bereich der

Abbauförderung bzw. des Abbau-

verfahrens liegt. Um das bisher

angewandte Abbauverfahren besser

zu verstehen, folgt nun eine kurze

Erläuterung des bis zur Umstellung

praktizierten Kammer-Pfeiler-Ver-

Abb. 1: Das Steinsalzbergwerk Borth / The rock salt mine Borth

Aktuelle Entwicklungen im Steinsalzbergwerk Borth

Im Steinsalzbergwerk Borth in Rheinberg am linken

Niederrhein wird seit 1926 aus dem unteren Werra-Salz

Steinsalz abgebaut. Durch das Joint Venture zwischen der

K+S Aktiengesellschaft und der Solvay S.A. wurde das

Werk Borth im Jahr 2002 Bestandteil der neugegründeten

esco – european salt company. Ein internes Benchmarking

mit den anderen Steinsalzbergwerken der esco ergab,

dass das Werk Borth – auch unter Berücksichtigung

der lagerstättenbedingten Nachteile – insbesondere in

den Bereichen Leistung und Kosten ungünstige Werte

aufwies. In Anlehnung an positive Erfahrungen anderer

Projekte bei K+S wurden temporäre Bearbeitungsteams

in einer Projektorganisation mit Lenkungsausschuss und

Projektleitung mit der Ursachenforschung beauftragt.

Als Ergebnis dieser Teamarbeit wurden die größten Ratio-

nalisierungspotentiale bei den Bereichen „Infrastruktur“,

„Abbauförderung“ und „Abbauverfahren“ aufgezeigt.

Mit der Einführung des neuen Multitransportsystems-

Borth und der geplanten Umstellung des Abbauverfah-

rens, werden die Auswirkungen auf den Grubenbetrieb

vorgestellt und erläutert.

Dipl.-Ing. Gerd Kübler,

esco, Borth





gend- und Liegendstrecke. Dabei

liegt die Bandanlage mit dem

vorgeschalteten Brecher in der

Liegendstrecke, das in der Hang-

endstrecke anfallende Haufwerk

wird über ein Förderrollloch direkt

auf den Brecher gekippt. Nach

Erreichen des Blockendes wird aus

dem Bereich der Basisstrecke die

Hangendstrecke des ersten Stros-

senpaares über das letzte Rollloch

abgefördert. Ist die Hangendstrecke

mit den seitlichen Begleitstrecken

durchschlägig, kann das erste Stros-

senpaar in Verhieb gehen.

Dazu wird der Walzenbrecher

auf das vorletzte Rollloch versetzt

und im Bereich der Strosse ein

Schlitz erstellt. Parallel zu dem

dann beginnenden Strossenabbau

kann über das gleiche Rollloch die

Auffahrung der Hangendstrecke

des nächsten Strossenpaares erfol-

gen. Das Prinzip wird anschließend

im Rückbau zur Bandstrecke hin

mehrmals wiederholt.

Die dabei erschlossenen Blöcke

haben eine Länge von 500 und eine

Breite von 400 m. Die maximale

Abbauhöhe in den einzelnen Kam-

mern liegt bei 20 m.

Notwendig für die Umstellung

des Abbauverfahrens waren die

Anschaffung und Installation von

• 2 Walzenbrechern

• 1 Sprenglochbohrwagen

• 2 Fahrladern mit je 20 Tonnen

Schaufelinhalt (die beiden Fahr-

lader sind Neuentwicklungen

der GHH Fahrzeugtechnik in

Oberhausen).

Folgende Effekte konnten mit die-

sem Umbau erzielt werden:

‡ Senkung der Instandhaltungs-

kosten (Wegfall von insgesamt

20 Maschinen und Anlagen)

‡ Erhöhung der Vorortleistung

um 50% bei gleichzeitiger Redu-

zierung der Personalkosten.

Weitere, nicht direkt quantifizier-

bare Vorteile durch die Umstellung

sind:

• Verkürzung der Standzeit der

Strossenfirsten von 2 auf 1 Jahr

und ein dadurch bedingter gerin-

gerer Aufwand für das Nachan-

kern

• Erhöhung der Firstsicherheit, die

zu einer Minimierung der mög-

lichen Verluste an aufgeschlosse-

nen Vorräten führt

• Verbesserung des Ausnutzungs-

grades der Lagerstätte.

Bei einer gesamten Investitions-

summe von 2,1 Mio. ergab die

Wirtschaftlichkeitsrechnung eine

Rendite von 17,3 %. Das Projekt

„Umstellen des Abbauverfahrens

Borth“ (UAB) wurde Ende 2003

genehmigt und die notwendigen

Mittel zur Verfügung gestellt.

Mit den ersten Auffahrungen

für die Umstellung des Abbauver-

fahrens wurde im Oktober 2003

begonnen. Zu diesem Zeitpunkt

waren drei mögliche Abbaublöcke

bereits erkundet und Strecken

vorgerichtet. Eine Verzögerung

des Zeitplanes der Umstellung des

Abbauverfahrens hätte zu einer

Zerschneidung der Blöcke geführt

und damit die Effekte auf Jahre

verschoben.

Die weitere Planung sah deshalb

vor, zwei der drei Blöcke mit jeweils

zwei Strossen zu Beginn der Win-

ter-Kampagne im November 2004

mit umgestelltem Verfahren im

Verhieb zu haben. Spätestens zu

diesem Zeitpunkt sollten dann

auch alle neuen Maschinen und

Fahrzeuge im Einsatz sein.

Ausblick Die Einführung der Projektteams

und die gute Zusammenarbeit aller

Beteiligten haben sich bewährt.

Alle beschriebenen Maßnahmen

wurden trotz der erhöhten Som-

merförderung im vorgegeben Zeit-

plan umgesetzt und erfolgreich

abgeschlossen. Die Optimierung

der Transport-Prozesse sowie die

Umstellung des Abbauverfahrens

führten bereits zu einer erheb-

lichen Leistungserhöhung im Gru-

benbetrieb. Die parallel dazu erziel-

te Kostenreduzierung soll auch der

Zukunftssicherung des Standortes

Borth dienen.

Abb. 4: Neues Abbauverfahren / New system of mining

fahrens. (Abb. 3) Der Abbaublock

wurde dabei durch eine Mittel- und

eine Wetterstrecke vorgerichtet.

Dazwischen wurden dann Kam-

mern mit einer Länge von ca. 600

m, einer Breite von 20 m und einer

maximalen Höhe von 20 m erstellt.

Dazu wurde, ausgehend von der

Mittelstrecke, die oberste Ebene

im Hangenden entweder schnei-

dend mit dem Marietta-Miner oder

konventionell in Bohr- und Spreng-

arbeit aufgefahren.

Das Auffahren ging über die

gesamte Breite der zukünftigen

Kammer, die notwendige Höhe

wurde durch die Fahrzeughöhe

bestimmt. Anschließend wurde von

der Mittelstrecke aus eine Rampe in

Bohr- und Sprengarbeit in das Lie-

gende, das heißt auf die Sohle der

zukünftigen Strosse gefahren. Beim

Erreichen der Strossenhöhe von ca.

15 m wurde mit dem eigentlichen

Strossenabbau begonnen. Dazu

wurde eine Bagger-Truck-Kombi-

nation genutzt: Ein Elektrobagger

stand vor dem gesprengten Hauf-

werk und belud die Wechselmulden

(30–40 t Inhalt). Diese wurden dann

von Kiruna-Trucks aufgenommen

und zu einer Zentralkippstelle bis

zu einer maximalen Entfernung

von 600–800 m zum Entladen auf

die Bandanlage transportiert. Diese

Zentralkippstelle musste zwar mit

erheblichem Aufwand zu Beginn

des jeweiligen Blockabbaus errich-

tet werden, aber da sie bis zum Aus-

salzen des Abbaubereiches nicht

mehr umgesetzt wurde, war ihre

Nutzungsdauer sehr hoch. Dieses

ursprünglich eigentlich optimal

auf die Verhältnisse des Bergwerkes

Borth abgestimmte Abbauverfah-

ren wies aus heutiger Sicht – analog

der Betrachtung der Transportlogis-

tik – folgende Nachteile auf:

• hoher Fahrzeugbedarf mit ent-

sprechend hohem Instandhal-

tungsaufwand,

• hohe Personalkosten bei einer

geringen Schichtleistung und

• lange Verweilzeiten in den Abbau-

kammern.

Nach intensiver Diskussion war

schnell klar, dass diese Nachteile

systembedingt waren. Deshalb fiel

die mögliche Ertüchtigung des vor-

handenen Maschinenparks durch

Neuanschaffungen aus, da die wirt-

schaftlichen Effekte nicht ausrei-

chend hoch gewesen wären. Nach

Befahrungen auf Schwesterwerken

und Überprüfung verschiedener

Abbauverfahren wurde als Lösung

eine modifizierte Version des im

Schwesterbergwerk Bernburg ange-

wandten Prinzips gewählt, und

zwar die Einführung der

‡ durchgehend mobilen Gewin-

nungskette mit leistungsfähi-

gen Fahrladern und

‡ die Rolllochförderung über Lie-

gendstrecke mit leicht umsetz-

baren Kippstellen.

Dabei wird der zukünftige Abbau-

block ausgehend von einer Ban-

dachse durch drei Strecken auf-

geschlossen. Die Auffahrung der

Basisstrecke erfolgt in der Mitte

des Blockes parallel mit einer Han-

Abb. 2: Multitransport-System-Borth / Multi-transport-system-Borth

Abb. 3: „Altes“ Abbauverfahren / „Old“ mining method


Forschung und Entwicklung



Einleitung Evaporite haben sich seit dem Kamb-

rium zu nahezu allen erdgeschicht-

lichen Zeiten weltweit aus Ozeanen

durch Verdunstung des Wassers

gebildet. Wichtige Steinsalzlager

finden sich in Deutschland in den

Evaporitfolgen des Zechsteins und

des Mittleren Muschelkalks. Im

Salinar des Zechsteins sind neben

Steinsalz zahlreiche Kalisalzflöze

eingelagert, im Salinar des Mittle-

ren Muschelkalks tritt nur Steinsalz

auf. Kalisalzminerale sind nicht

einmal in Spuren enthalten (FISCH-

BECK et al. 2003).

Im Folgenden wird die beson-

dere Verteilung des Spurenele-

ments Brom im Halit des Mittleren

Muschelkalks mit der normalen

Verteilung im Halit der Staßfurt-

Folge des Zechsteinsalinars vergli-

chen und diskutiert.

Der Arbeit von ZIEGLER (1990)

wurde Abb. 1 entnommen. Dar-

gestellt ist das Gebiet, in dem

möglicherweise primär Steinsalz

im Mittleren Muschelkalk abge-

lagert wurde. Es ist noch nicht

eindeutig geklärt, ob das Steinsalz

zusammenhängend in dem gesam-

ten Verbreitungsgebiet abgelagert

wurde oder nur in einzelnen

voneinander isolierten Teilbecken

innerhalb des Verbreitungsgebie-

tes. Mit Sicherheit ist das Steinsalz

nach seiner Bildung in weiten

Bereichen der Subrosion zum Opfer

gefallen. Nach Angaben von BES-

TEL (1929), HAUBER (1993) und

RÖHLING (2000) wurden innerhalb

des gesamten Salzablagerungsrau-

mes durch Kernbohrungen oder

Grubenaufschlüsse nachgewiesene

Steinsalzvorkommen dargestellt.

Alle diese Salzvorkommen des

Mittleren Muschelkalks liegen in

einer schmalen, rheinisch strei-

chenden Großzone, die sich von

der Nordschweiz bis in das Gebiet

der unteren Elbe erstreckt und

sich in Norddeutschland zu einem

WNW---ESE streichenden Haupt-

becken erweitert. Nach den Unter-

suchungen von RÖHLING (2000) lag

das Zentrum des norddeutschen

Salzablagerungsbeckens im Bereich

der Emsmündung und reichte bis

ins nördliche Weser-Ems-Gebiet.

Im Osten endete die Salzablage-

rung etwa zwischen Berlin und

Rüdersdorf .

Abb. 1: Steinsalzverbreitung im Mittleren Muschelkalk / The present-day and

possible original distribution of Middle Muschelkalk salt


Bromidgehalte im Halit des Muschelkalksalinars und der Staßfurt-Folge im Vergleich


Bedeutende Steinsalzlager finden sich in Deutschland in den

Evaporitfolgen des Zechsteins und des Mittleren Muschelkalks.

Wenn ein Halitgestein einmal oder mehrmals umkristallisiert,

entsteht wieder ein Halitgestein. Mineralogisch unterscheiden

sich die einzelnen Halitgenerationen nicht voneinander. Es gibt

jedoch einen geochemischen Indikator zur Unterscheidung der

Halitgenerationen, nämlich das in chloridischen Salzmineralen

in Spuren auftretende Element Brom. Die Bromidgehalte im

Halit und ihre räumliche Verteilung innerhalb der Salzlager-

stätte des Mittleren Muschelkalks werden den entsprechenden

Werten und ihrer Verteilung im Halit der Staßfurt-Folge des

Zechsteins 2 gegenübergestellt. Es ergibt sich ein markanter

Unterschied bezüglich der Bromverteilung in den Steinsalz-

schichten dieser beiden Salinare. Die Bromverteilung in den

Steinsalzschichten der Staßfurt-Folge des Zechstein 2 zeigt

den kontinuierlich ansteigenden Verlauf einer primären, pro-

gressiven Eindunstungsphase, die nach ihrer Ablagerung nur

in sehr geringem Umfang durch die Einwirkung von Lösungen

verändert wurde. Demgegenüber ergibt sich aus der Bromver-

teilung in den Steinsalzschichten des Mittleren Muschelkalks,

dass diese Halitgesteine nach ihrer Ablagerung mehrfach

durch Lösungen umgewandelt und möglicherweise auch

umgelagert wurden. Es handelt sich nicht um einen progres-

siven Eindunstungszyklus. Im Halit des Mittleren Muschelkalks

findet man eine diskontinuierliche, unregelmäßige, sekundäre

Bromverteilung.

Dr. Reinhard Fischbeck

Dipl.-Geologe, Hannover

Dr. Wolfgang Werner

Leiter des Referats Rohstoff-

geologische Landes-

aufnahme im Landesamt

für Geologie, Rohstoffe

und Bergbau Baden-

Württemberg, Freiburg

Dr. Otto Bornemann, Leiter

des Referats Salzgeologie

in der Bundesanstalt für

Geowissenschaften und

Rohstoffe, Hannover





den Bromidgehalt im Halit der ein-

zelnen Mineralregionen folgende

vom Liegenden zum Hangenden

ansteigende Werte:

Carnallit-Region 280–480 g Br/g NaCl

Kieserit-Region 230–280 g Br/g NaCl

Polyhalit-Region 170–230 g Br/g NaCl

Anhydrit-Region 60–170 g Br/g NaCl

Diese Werte gelten aber nicht nur

für das Steinsalz der Staßfurt-Folge,

sondern für jede durch kontinu-

ierliche Eindunstung abgelagerte

Halitgesteinsfolge. Im Salinar des

Mittleren Muschelkalks sind nur

noch die Schichten der Anhydrit-

Region erhalten bzw. es ist sehr

wahrscheinlich, dass primär das

Eindunstungsstadium der Anhyd-

rit-Region in allen Steinsalzschich-

ten nicht überschritten wurde.

Wenn in den Steinsalzschichten des

Muschelkalksalinars noch Reste der

primären Sedimentation vorhan-

den sein sollten, dann müssten die

Bromidgehalte im Halit der einzel-

nen Steinsalzschichten zwischen

60 und 170 g Br/g NaCl liegen und

es müsste sich jeweils ein leicht

ansteigender Trend vom Liegenden

zum Hangenden andeuten.

Tab.1: Lithostratigraphische Gliederung der Evaporitfolge des Mittleren Muschel-

kalks im Raum Heilbronn, Normalprofil nach BRUNNER et al. (1986); WILD

(1958, 1973) / Lithostratigraphic succession of the Middle Muschelkalk evaporites in

the Heilbronn area after BRUNNER et al. (1986), WILD (1958, 1973)

Stratigraphie Mächtigkeit Lithologie

Obere Anhydritregion 40 m toniger, dolomitischer Anhydrit

Übergangsregion 9 m–10 m Steinsalz/Anhydrit

Oberes Salz 12 m–15 m Steinsalz mit Vertikalstreifung

Bändersalz 7 m–10 m

Oberes Bändersalz 0,8 m Steinsalz

Oberer Zwischenanhydrit 0,8 m Anhydrit

Mittleres Bändersalz 5,0 m Steinsalz

Unterer Zwischenanhydrit 0,4 m Anhydrit

Unteres Bändersalz 1,5 m Steinsalz

Unteres Salz 15 m Steinsalz mit Vertikalstreifung

Grundanhydrit 2 m bankiger Anhydrit

Untere Dolomite 1,5 m–3,0 m anhydritischer Dolomitstein

Basisschichten 4,5 m Kalkstein/Dolomitstein

Abb. 5: Bromidgehalt im Halit des Mittleren Muschelkalks (im Raum Heilbronn) / Bromine content of halite, Middle Muschel-

kalk, Heilbronn area

Die Brommethode Wenn ein Halitgestein einmal

oder mehrmals umkristallisiert,

entsteht wieder ein Halitgestein.

Mineralogisch unterscheiden sich

die einzelnen Halitgenerationen

nicht voneinander. Es gibt jedoch

einen geochemischen Indikator

zur Unterscheidung der Halitge-

nerationen, nämlich das in chlori-

dischen Salzmineralen in Spuren

auftretende Element Brom. Auf die

Bedeutung des Broms als geoche-

mischen Indikator zur Charakteri-

sierung mariner Salzablagerungen

machte als erster BOEKE (1908)

aufmerksam.

Das Spurenelement Brom bildet

in den Salzlagerstätten kein eigenes

Mineral. Bei der Kristallisation der

Minerale wird Brom nach bestimm-

ten Gesetzmäßigkeiten anstelle von

Chlor isomorph in Halit und andere

chloridische Minerale eingebaut.

Die Menge des aufgenommenen

Broms, die von Mineral zu Mineral

verschieden ist, erfolgt gemäß fol-

gendem mineralspezifischen Ver-

teilungskoeffizienten:

Dieser Koeffizient ist für Halit

immer < 1, deshalb reichert sich

das Brom mit fortschreitender Ver-

dunstung in der Restlösung an. Der

Bromidgehalt des Halits ist ein Maß

für das erreichte Eindunstungs-

stadium. In einer kontinuierlich

abgelagerten, zunehmend höher-

salinaren, mit einem Kalisalzlager

endenden Halitgesteinsfolge (einer

progressiven Ablagerungsphase)

nehmen die Bromidgehalte im

Halit von den älteren zu den jün-

geren Schichten zu. Der theoretisch

zu erwartende Wert in einem ersten

aus dem Meerwasser auskristal-

lisierenden Halit sollte bei 75 g

Br/g NaCl liegen. Dieser Wert ergibt

sich aus dem Bromidgehalt des

Meerwassers bei der beginnenden

Halitabscheidung und dem dann

gültigen Bromverteilungskoeffizi-

enten. Entsprechend wurden welt-

weit in zahlreichen Salinaren in

dem ersten Halit unmittelbar über

dem basalen Anhydrit Werte von

60 bis 75 g Br/g NaCl angetroffen

(HERRMANN 2000).

Ebenso beobachtete man die-

se Werte in einigen rezenten

Meerwassersalinen und bei Labor-

experimenten (BRAITSCH 1962;

HERRMANN et al. 1973). Allerdings

berichten BRAITSCH (1962) und

HOLSER (1966) auch von Werten

zwischen 40 und 60 g Br/g NaCl,

die sie in basalen primären Haliten

angetroffen haben.

Nach dem heutigen Stand der

Wissenschaft gilt Folgendes: Werte

über 60 g Br/g NaCl sind eindeutig

primär, Werte zwischen 40 und 60

g Br/g NaCl können primär oder

sekundär sein, Werte unter 40 g

Br/g NaCl sind eindeutig sekundär.

Da bei Werten zwischen 40 und

60 g Br/g NaCl der Bromidgehalt

keine eindeutige Entscheidung für

eine primäre oder sekundäre Bil-

dung des Halits erlaubt, muss hier

die petrographische Ausbildung des

Halits als weiteres Entscheidungs-

kriterium herangezogen werden.

Die Phase der Halitablagerung

der Staßfurt-Folge des Zechstein-

salinars ist ein klassisches Beispiel

für eine progressive, halitische

Eindunstungsphase vom anhydri-

tischen Steinsalz bis zum carnalli-

tischen Kalisalzflöz Staßfurt. Hier

sind die primären Bromidgehalte

im Halit noch weitgehend erhalten.

Nach KÜHN (1955) ergeben sich für

Abb. 2: Vertikale Streifung (Palisaden-

struktur) im Unteren Salz / “Palisade

structure” seen as vertical banding in

the Lower Salt

Abb. 3: Polygonstruktur im Unteren

Salz / Polygonal structure in the Lower

Salt

Abb 4: Grenzbereich Unteres Salz /

Bändersalz / Contact between the Lower

Salt and the overlying Bändersalz (ban-

ded salt)

b = Masse % Br(Kristall)

Masse % Br(Lösung)





über hundert Bromwerte aus dem

Unteren Salz, dem Bändersalz und

dem Oberen Salz der Gruben von

Kochendorf und Heilbronn vor

und interpretierte diese Werte.

UTRY (1988) untersuchte in einer

Diplomarbeit systematisch die

horizontale und die vertikale Bro-

midverteilung in allen aufgeschlos-

senen lithofaziellen Einheiten des

Salzbergwerks Stetten. Ganz selten

findet man in der Literatur Wer-

te aus Bereichen außerhalb von

Baden-Württemberg, wie z.B. bei

RÖHLING (2000) aus der Bohrung

Remlingen 7, die im norddeutschen

Becken liegt. Die Werte dieser

10 Proben bewegen sich zwischen

11 und 125 g Br/g NaCl.

Alle bis heute vorliegenden

Bromidgehalte des Halits aus dem

Muschelkalksalinar in Baden-

Württemberg liegen zwischen 3

und 73 g Br/g NaCl. Über 90 % aller

Werte liegen zwischen 10 und 50 g

Br/g NaCl. Sämtliche Bromidgehalte

des Halits liegen unter dem theore-

tisch zu erwartenden Bromidgehalt

von 75 g Br/g NaCl des ersten

Steinsalzes, das sich aus einduns-

tendem Meerwasser abscheidet. Das

gesamte Salinar muss also ein- oder

mehrmals durch Lösungsmetamor-

phose umgewandelt worden sein.

Die einzelnen stratigraphischen

Einheiten besitzen, wie dargelegt

wird, unterschiedliche Bromidge-

halte im Halit, daher muss auch die

Zahl der Lösungsmetamorphosen

unterschiedlich gewesen sein. Der

Befund, dass in den einzelnen strati-

graphischen Einheiten unterschied-

liche petrographische Strukturen

auftreten, stützt diese Annahme.

Die im Folgenden diskutierten

Bromidgehalte wurden der Arbeit

von KÜHN (1964) entnommen. Sie

erfahren aber eine neue Deutung.

Diese Werte wurden ausgewählt,

da es sich bei ihnen um über 70

Einzelwerte handelt, die sich über

ein komplettes Profil aus dem

Raum Heilbronn vom Unteren

Salz über das Bändersalz bis in

das Obere Salz erstrecken. In Abb.

5 sind diese Werte aus der Arbeit

von KÜHN (1964) dargestellt. Im

Unteren Salz pendeln die Werte

zwischen 2 und 59 g Br/g NaCl.

Es ist weder ein ansteigender noch

ein fallender Trend vom Liegenden

zum Hangenden erkennbar. Die

regellose Bromidverteilung inner-

halb des Unteren Salzes zeigt des-

sen vollständige und gleichmäßige

Umwandlung durch Lösungen an.

Dies wird auch durch den petro-

graphischen Befund gestützt. Im

Unteren Salz ist keinerlei sedimen-

täre Struktur mehr vorhanden. Es

besitzt eine vertikale Streifung bzw.

Palisadenstruktur. Nur lokal treten

Reliktschollen eines geschichteten

Steinsalzes auf.

Das geschichtete Bändersalz liegt

konkordant mit scharfer Grenze

über dem Unteren Salz. Aufgrund

der unterschiedlichen Strukturen

müssen unterschiedliche Bildungs-

bedingungen geherrscht haben.

Die Salzlösung, aus der sich das

unterste Bändersalz abschied, muss-

te bezüglich ihres Bromidgehaltes

der Lösung, aus der sich der oberste

Bereich des Unteren Salzes gebildet

hat, sehr ähnlich gewesen sein.

Sowohl oberhalb als auch unterhalb

der Grenze Unteres Salz / Bänder-

salz treten im Halit Werte um 40

g Br/g NaCl auf.

Die Bromidgehalte im Halit des

Bändersalzes liegen alle deutlich

unter dem Wert von 75 g Br/g NaCl

eines ersten sich aus dem Meerwas-

Tab. 2: Mineralgehalte und Gehalte der Spurenelemente der untersuchten Proben

/ Mineralogical composition and trace-element contents of the analysed evaporite

samples

Probe Halit Anhydrit Wasser Br Rb Sr Ca K Mg unlöslicher [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [%] [%] Rest [%]

1. Vertikalprofil HeilbronnH1/2000 99,20 0,03 0,55 23 1 3 91 140 44H2/2000 99,85 0,02 0,5 26 <1 2 68 117 29H3/2000 100,0 - 0,34 32 2 2 100 131 51H4/2000 100,0 0,02 0,10 19 2 <1 54 115 17H5/2000 99,90 0,04 0,24 19 1 2 132 121 34H6/2000 99,73 0,04 0,28 20 1 2 109 133 39H7/2000 99,45 0,08 0,30 28 <1 2 233 115 103H8/2000 99,90 0,02 0,15 19 1 3 70 117 25H9/2000 99,88 0,02 0,12 20 1 1 54 12 22

1. Horizontalprofil HeilbronnH10/2000 99,11 0,07 0,52 23 2 3 218 132 101H11/2000 100,0 0,06 0,53 25 2 2 181 125 50H12/2000 99,83 0,02 0,13 30 1 3 61 118 20H13/2000 96,58 0,09 2,74 22 5 6 267 138 143H14/2000 98,18 0,13 1,36 29 3 2 390 136 194H15/2000 99,66 0,07 0,29 30 2 <1 197 117 107H16/2000 99,73 0,03 0,22 25 1 <1 104 100 62

2. Vertikalprofil HeilbronnH17/2000 98,02 0,12 1,37 24 3 2 346 124 196H18/2000 98,90 0,09 0,80 22 3 2 253 112 123H19/2000 98,77 0,13 1,12 27 3 3 386 120 193H20/2000 97,90 0,13 1,18 21 3 3 391 108 190

Petrographische Ausbildung der Steinsalzschichten im Mittleren Muschelkalk (Region Heilbronn) Das Steinsalzlager des Mittleren

Muschelkalks besteht in der Region

Heilbronn aus drei bzw. vier litho-

logischen Einheiten (Tab. 1). Über

dem Grundanhydrit, dem in der

Regel statistisch verteilt 0,5 bis

4 m hohe Anhydritkuppen („Pilze“)

aufsitzen, beginnen die Steinsalz-

schichten, die sich in ein Unteres

Salz und ein Oberes Salz mit

einem zwischengeschalteten Bän-

dersalzpaket gliedern lassen. Lokal

wurde über dem Oberen Salz

ein 4. steinsalzhaltiger Bereich, die

Übergangszone nach WILD (1973),

angetroffen.

Das Untere Salz ist fast aus-

schließlich grobkristallin ausge-

bildet und durchschnittlich 15 m

mächtig. Besonders charakteristisch

ist die streifenartige Anordnung

der anhydritischen und tonigen

Verunreinigungen. Eine Struktur,

die im Stoßanschnitt als vertikale

Streifung erscheint, bestimmt das

ganze Untere Salz (Abb. 2). Die Brei-

te dieser dunklen Steifen schwankt

zwischen wenigen Millimetern und

mehreren Zentimetern. Räumlich

gesehen handelt es sich um eine

säulige, palisadenartige Anordnung

der Einlagerungen, so dass an den

Firsten ein polygonartiges Netz

mit 10 bis 30 cm Maschenweite

erscheint (Abb. 3). Diese verti-

kale Palisadenstruktur ist durch

mehrphasige Umkristallisation aus

einem primär durch Anhydrit-

und Tonlagen horizontal geschich-

teten Steinsalz hervorgegangen.

SCHACHL (1954) prägte dafür den

Ausdruck Hydrometamorphose.

Stellenweise findet man noch

Reliktschollen aus geschichtetem

Steinsalz, dem Basissalz nach

SCHACHL (1954). Die Genese der

Palisadenstruktur im Steinsalz

des Mittleren Muschelkalks ist

noch nicht endgültig geklärt; wir

führen sie aber auf eine frühe post-

sedimentäre Umkristallisation des

Steinsalzes zurück.

Das Bändersalz liegt konkordant

über dem Unteren Salz (Abb. 4). Es

besteht aus einer durchschnittlich

8 m mächtigen Wechsellagerung

von relativ reinen Steinsalzlagen

mit tonig-dolomitischen Anhydrit-

lagen. Die Mächtigkeiten der ein-

zelnen Lagen schwanken zwischen

3 und 15 cm. Durch ein 40 cm und

ein 80 cm dickes Anhydritmittel

wird das Bändersalz in Unteres,

Mittleres und Oberes Bändersalz

gegliedert. Im Bändersalz domi-

niert die horizontale Schichtung,

nur stellenweise tritt eine Poly-

gonstruktur auf.

Das Obere Salz ist durchschnitt-

lich 12 m mächtig. In seiner petro-

graphischen und mineralogischen

Ausbildung gleicht es dem Unte-

ren Salz. Wie dieses ist es nicht

geschichtet, sondern durch die

Palisadenstruktur im Anschnitt

vertikalgestreift.

Die Übergangszone nach WILD

(1973) tritt nur lokal auf. Sie besteht

aus einer etwa 9 m mächtigen

Wechsellagerung von geschichte-

tem Steinsalz und Anhydritlagen.

Die Bromidgehalte im Halit der Stein-salzschichten des Mittleren Muschel-kalks im Raum Heilbronn Die ersten Bromidgehalte aus den

unterschiedlichen Halitgesteinen

wurden von SCHACHL (1954) ver-

öffentlicht. Es waren insgesamt

12 Werte. KÜHN (1964) stellte

Abb. 6: Lage der Probenpunkte im Unteren Salz des Bergwerks Heilbronn / Sampling points in the Lower Salt in the

Heilbronn mine





schen 96,5 % und 100 %. Die Halit-

und Anhydritgehalte wurden aus

analysierten Na- bzw. Ca-Gehalten

berechnet (Tab. 2). In keiner Pro-

be ist ein weiteres chloridisches

Mineral enthalten. Daher kann

der analysierte Bromidgehalt der

Gesamtprobe dem Bromidgehalt

bezogen auf 100 % Halit gleichge-

setzt werden.

Die Bromidgehalte dieser drei

Probeserien liegen zwischen 19

und 32 g Br/g NaCl. Sie liegen

weit unter dem Wert von 75 g Br/g

NaCl, dem theoretisch niedrigsten

Wert eines Salzes der Primärab-

scheidung. Das Salz muß intensi-

ve, mehrphasige Auflösungs- und

Abscheidungsprozesse erfahren

haben. Die Bromidgehalte liegen

aber andererseits deutlich über 10

g Br/g NaCl. Dies zeigt, dass es sich

nicht um Salz handeln kann, das

von Süßwasser aufgelöst wurde und

sich dann aus dieser Lösung wieder

abschied. Die Bromidgehalte zeigen

weder in den beiden Vertikalprofi-

len noch in dem Horizontalprofil

die Andeutung von einem Trend.

Die obigen Prozesse müssen auf

den Salzkörper so umfassend ein-

gewirkt haben, dass sich eine

regelose Bromidverteilung über

das ganzen Untere Salz ausbildete.

Mit diesen Untersuchungen konnte

die neue Deutung der Werte aus der

Arbeit von KÜHN (1964) bestätigt

werden.

Bromidgehalte im Halit der Stein-salzschichten der Staßfurt-Folge Zechstein 2 im Raum GorlebenDas Bromstandardprofil der Stein-

salzschichten der Staßfurt-Folge

(Zechstein 2) aus dem Bereich Gor-

leben (Abb. 7) wurde leicht verän-

dert der Arbeit von BORNEMANN

et. al. (2001) entnommen. Es ergab

sich aus über 150 Einzelwerten der

untertägigen Erkundungsbohrung

02YEQ01 RB 119 aus dem Salzstock

Gorleben (MENGEL et al. 1999;

HERRMANN 2000).

Auf der Abszisse (Abb. 7) wurden

die bankrechten Mächtigkeiten dar-

gestellt, wobei Schichtwiederho-

lungen durch Faltung ausgeblendet

wurden. Auf der Ordinate wurden

die Bromidgehalte bezogen auf

reinen Halit aufgetragen.

Die Darstellung der Bromidge-

halte im Steinsalz der Staßfurt-Fol-

ge im Raum Gorleben erstreckt sich

vom Knäuelsalz bis zum Kalisalzflöz

Staßfurt. Aus der untersten Schicht

des Steinsalzes der Staßfurt-Folge,

Abb. 8: Bromidgehalt im Halit des Mittleren Muschelkalks im Vergleich zum Bromidgehalt im Halit der Staßfurt-Folge /

Bromine content of halite in the Middle Muschelkalk compared with that in the Stassfurt formation

ser abscheidenden Halits. Sie liegen

aber mit Werten zwischen 28 und

73 g Br/g NaCl deutlich über den

Werten des Unteren und des Oberen

Salzes. Zwar sind viele Bromidge-

halte sekundär durch Remobilisa-

tion erniedrigt, aber trotzdem ist

noch ein gewisser primärer Verlauf

durch einen Anstieg von Werten

um 40 g Br/g NaCl auf Werte um

60 g Br/g NaCl vom Liegenden bis

zum Unteren Zwischenanhydrit

zu erkennen. Über dem Oberen

Zwischenanhydrit bis zur Hang-

endgrenze des Bändersalzes treten

noch höhere Werte, um 70 g Br/g

NaCl, auf. Im Einklang mit diesen

geochemischen Befunden steht die

petrographische Beobachtung, dass

die primäre Schichtung noch weit-

gehend erhalten ist. Die Schichtung

wurde nur stellenweise durch die

Einwirkung von Lösungen zerstört.

So treten nur unmittelbar über der

Grenze zum Unteren Salz Palisaden-

bzw. Polygonstrukturen auf.

Aus dem Oberen Salz, das in Heil-

bronn nur an wenigen Stellen auf-

geschlossen ist, gibt KÜHN (1964)

drei Werte an. Diese Bromidgehalte

liegen mit Werten um 30 g Br/g

NaCl etwa wieder auf dem Niveau

des Unteren Salzes. Da im Oberen

Salz die gleiche Palisadenstruktur

wie im Unteren Salz auftritt, sind

die Bromidgehalte wahrscheinlich

ebenso regellos verteilt wie im

Unteren Salz.

Neue eigene Untersuchungen:

Zur Brombestimmung im Halit

wurde von uns im Jahre 2000 das

Untere Salz in dem Bergwerk Heil-

bronn beprobt. Aus dem Bereich der

Palisadenstruktur wurden im Berg-

werk Heilbronn in einer Kombina-

tion von zwei Vertikalprofilen und

einem Horizontalprofil 20 Proben

am Oststoß von Abbaukammer 109

N im Abbaufeld NW5 (NW5/109N)

entnommen. Die Lage der Profile

zueinander ergibt sich aus Abb. 6.

Um sicherzustellen, dass in eine

Probe nicht Material aus zwei

benachbarten Palisaden oder Mate-

rial aus einer Palisade und einem

Kristallsalzbrocken gelangte, wur-

den für jede Probe mit einem

Bohrer von 1 cm Durchmesser ca.

5 g Bohrmehl aus dem Stoß heraus-

gebohrt. Durch dieses Verfahren

wurde ausgeschlossen, dass in einer

Probe genetisch unterschiedlicher

Halit auftrat. Der analysierte Bro-

midgehalt des Halits lässt sich

dadurch besser interpretieren. Der

Halitgehalt aller Proben liegt zwi-

Abb. 7: Bromidgehalte in Halit der Staßfurt-Folge, Zechstein 2 (im Raum Gorleben) / Bromine content of halite in the Stassfurt

formation, Zechstein 2, in the Gorleben area





und der damit verbundenen Ver-

änderung seiner Bromidgehalte

gekommen ist. Denkbar ist, dass

es durch besondere paläogeogra-

phische Gegebenheiten in Verbin-

dung mit außergewöhnlichen kli-

matischen Bedingungen bewirkt

wurde.

DankDie Probenahme ermöglichte uns

die Südwestdeutsche Salzwerke

AG (Heilbronn), die uns auch die

Veröffentlichung der Daten gestat-

tete. Die exakten Analysen für die

Daten in Tab. 2 wurden von den Mit-

arbeitern der Referate B4.13, B4.16

und B4.21 der BGR ( Bundesanstalt

für Geowissenschaften und Roh-

stoffe, Hannover) ausgeführt. Frau

S. Fleig, Frau S. Rose und Herr Dr.

M. Schramm, alle BGR, gestalteten

die Abbildungen. Allen sei für ihre

Unterstützung herzlich gedankt.

BibliographieBESTEL, G. (1929): Das Steinsalz im

Germanischen Mittleren Muschel-

kalk. – Jb. preuß. geol. Landesanst.,

50: 263–321, 3 Abb.; Berlin.

BOEKE, H. E. (1908): Über das Krystal-

lisationsschema der Chloride, Bro-

mide, Jodide von Natrium, Kalium

und Magnesium, sowie über das

Vorkommen des Broms und das

Fehlen von Jod in den Kalisalzla-

gerstätten. – Z. Krystallographie,

45: 346–391; Leipzig.

BORNEMANN, O., BÄUERLE, G., BEHLAU, J. & MINGERZAHN, G. (2001): Projekt untertägige Erkundung

Gorleben. Geologische Bearbeitung

der Erkundungssohle (Geologie,

Mineralogie, Geochemie) – 1. Geo-

logischer Ergebnisbericht EB1. –

BGR-Bericht (unveröff.), Archiv-Nr.

0120767: 11 S., 22 Abb., 5 Tab., 22

Anl.; Hannover.

BRAITSCH, O. (1962): Entstehung

und Stoffbestand der Salzlagerstät-

ten. – 232 S., 47 Abb., 36 Tab.; Berlin–

Göttingen–Heidelberg (Springer).

BRUNNER, H. (1986): mit Beiträgen von ADAM, K.D., MÜLLER, S., SIMON, T. & WILD, H.: Erläuterungen zu Blatt

6821 Heilbronn. – Geol. Kt. Baden-

Württ. 1:50 000:292 S., 6 Abb.,

8 Tab., 1 Taf., 4 Beil.; Stuttgart.

FISCHBECK, R., WERNER, W. & BORNE-MANN, O. (2003): Die Zusammenset-

zung der Salzgesteine des Muschel-

kalks in Südwestdeutschland. – In:

HANSCH, W. & SIMON, T. (Hrsg.):

museo 20/2003: 76–93, 9 Abb., 6

Tab., Heilbronn.

HAUBER, L. (1993): Der Mittlere

Muschelkalk am Hochrhein. – N. Jb.

Geol. Paläont., Abh., 189: 147–170, 9

Abb.; Stuttgart.

HERRMANN, A. G. (2000): Br-Profil

für das Staßfurt-Steinsalz des Salz-

stocks Gorleben. – Glückauf, 138:

449–459, 1 Abb., 6 Tab.; Essen.

HERRMANN, A. G., KNAKE, D., SCHNEI-

DER, J. & PETERS, H. (1973): Geochemist-

ry of modern seawater and brines

from salt pans: main components

and bromine distribution. – Contr.

Mineral. and Petrol., 40: 1–24;

Berlin–Heidelberg–New York.

HOLSER, W. T. (1966): Bromide Geo-

chemistry of Salt Rocks. – 2nd Sym-

posium on Salt, Vol. 1: 248–275, 20

Abb., 2 Tab.; Cleveland/Ohio.

KÜHN, R. (1955): Mineralogische

Fragen der in Kalisalzlagerstätten

vorkommenden Salze. – Kalium-

Symposium 1955 : 51–105, 13 Abb.,

6 Fig., 3 Tab.; Bern.

KÜHN, R. (1964): Salzmineralien

(Geochemie) bezüglich der Salz-

lagerstätten von Württemberg/

Hohenzollern und Südbaden. – Vor-

tragsmanuskript Kaliforschungs-

Institut e. V. Hannover, Bibl.-Nr.

2848: 16 S., 11 Abb., 2 Tab.; Han-

nover. [Vortrag Kolloquium der

Deutschen Geol. Gesellschaft, Hei-

delberg 18.1.1964].

MENGEL, K., SIEMANN, M. & ADEL,B. (1999): Absolute Br-Gehalte im Halit

eines Profils über das Staßfurt-Stein-

salz (Na2) des Salzstocks Gorleben.-

Bundesamt für Strahlenschutz,

Salzgitter, Abschlussbericht: 21 S.,

2 Tab., 1 Anh.; Salzgitter.

RÖHLING, S. (2000): Der Mittlere

Muschelkalk in Bohrungen Nord-

deutschlands: Fazies, Geochemie,

Zyklo- und Sequenzstratigraphie.

– Diss. Univ. Halle (unveröff.), 199

S., 60 Abb., 16 Tab., 36 Taf., 12 Anl.;

Halle.

SCHACHL, E. (1954): Das Muschel-

kalksalz in Südwestdeutschland.

– Neues Jb. Geol. u. Paläontol., Abh.,

98: 309–394, 41 Abb., 1 Tab., 6 Taf.;

Stuttgart.

UTRY, E. (1988): Die geochemische

Verteilung von Brom und Stron-

tium in den salinaren Sedimenten

des Mittleren Muschelkalks. Unter-

suchungen im Salzbergwerk Stet-

ten. – Dipl.-Arbeit Univ. Heidelberg

(unveröff.), 113 S., 8 Abb., 11 Tab., 2

Taf.; Heidelberg.

WILD, H. (1958): Gliederung der Stein-

salzregion des Mittleren Muschel-

kalks im nördlichen Württemberg,

ihre ursprüngliche und heutige

Mächtigkeit. – Jh. Geol-Landesamt

Baden-Württemberg, 3: 165–180, 3

Abb.; Freiburg i. Br.

WILD, H. (1973): Neue Erkenntnisse

über Genese und Lagerung des

Salzes im Mittleren Muschelkalk

in Süddeutschland. – Jber. Mitt.

oberrhein. geol. Ver., NF 55: 95–132,

4 Abb.; Stuttgart.

ZIEGLER, P. A. (1990): Geological Atlas

of Western and Central Europe.

– 239 S., 56 Karten, Shell Internati-

onal Petroleum Maatschappij B. V.,

2nd ed.; Den Haag.

dem Basissalz, welches zwischen

Knäuelsalz und dem Basalanhyd-

rit liegt, standen keine Werte zur

Verfügung.

Fast alle Datenpunkte liegen mit

Werten über 60 g Br/g NaCl im

eindeutig primären Bereich. Nur

in wenigen Proben treten Bromid-

gehalte zwischen 40 und 60 g Br/g

NaCl aus dem Grenzbereich primär/

sekundär auf. Berücksichtigt man

die Petrographie der beprobten

Schichten, so sind auch diese Werte

als primär einzustufen. Die Bromid-

gehalte im Halit zeigen den primä-

ren vom Liegenden zum Hangenden

ansteigenden Verlauf einer stetig

fortschreitenden progressiven Ein-

dunstungsphase des Meerwassers.

Es beginnt in der Anhydrit-Region

mit dem langsamen, plateauartigen

Anstieg, in der Polyhalit-Region

versteilt sich der Anstieg und wird

mit Annäherung an das Kalisalzflöz

Staßfurt immer steiler.

Vergleich der Bromidprofile und Zusammenfassung Die Bromidgehalte im Halit vom

Liegenden zum Hangenden der

Steinsalzschichten des Mittleren

Muschelkalks für den Raum Heil-

bronn einerseits und die Bromidge-

halte im Halit vom Liegenden zum

Hangenden der Steinsalzschichten

der Staßfurt-Folge (Zechstein 2) für

den Raum Gorleben andererseits

sind einander gegenübergestellt

(Abb. 8). Es wurden die gleichen

Datensätze und die gleiche Darstel-

lungsweise wie für die obigen Ein-

zelprofile verwendet. Die Trendlini-

en ergeben sich in beiden Bereichen

aus dem gleitenden Durchschnitt

über jeweils 9 Datenpunkte. Diese

Trendlinien sollen nur den Unter-

schied der Bromidverteilung im

Halit der beiden Salinare augen-

fälliger machen. Sie erlauben keine

weitere Deutung.

Im Halit des Mittleren Muschel-

kalks liegen im Unteren Salz die

meisten Werte unter 40 g Br/g

NaCl im eindeutig sekundären

Bereich. Berücksichtig man, dass

keine primäre Schichtung, son-

dern nur die Palisadenstruktur

vorhanden ist, dann sind die Werte

zwischen 40 und 60 g Br/g NaCl

auch als sekundär verändert ein-

zustufen. Im Halit des Unteren

Salzes sind die Werte ohne Trend

statistisch verteilt. Im Bändersalz

steigen die Werte vom Liegenden

mit sekundären Werten um 40

g Br/g NaCl bis zum Hangenden

mit primären Werten um 70 g

Br/g NaCl an. Es handelt sich um

einen leicht sekundär beeinfluss-

ten primären Bromgehaltsverlauf

mit einem Anstieg vom Liegenden

zum Hangenden entsprechend der

fortschreitenden Eindunstung.

Im Einklang mit diesem geoche-

mischen Befund steht auch die

petrographische Beobachtung, dass

bei diesen Schichten die primä-

re Schichtung noch weitgehend

erhalten geblieben ist. Die wenigen

Werte aus dem Oberen Salz liegen

im sekundären Bereich unter 40 g

Br/g NaCl und zeigen keinen Trend

bezüglich ihrer Verteilung vom

Liegenden zum Hangenden.

Im Halit der Staßfurt-Folge (Zech-

stein 2) liegen fast alle Datenpunkte

mit Werten über 60 g Br/g NaCl im

primären Bereich. Nur die Werte

weniger Proben liegen zwischen

40 und 60 g Br/g NaCl. Berück-

sichtigt man die Petrographie der

beprobten Schichten, dann sind

diese Werte aus dem Grenzbereich

primär/sekundär ebenfalls als pri-

mär einzustufen. Der gleitende

Durchschnitt der Bromidgehalte im

Halit zeigt deutlich den primären,

vom Liegenden zum Hangenden

ansteigenden Verlauf einer stetig

fortschreitenden progressiven Ein-

dunstungsphase des Meerwassers.

Es beginnt mit dem langsamen,

aber stetigen Anstieg der Werte

in den liegenden Steinsalzschich-

ten der Anhydrit-Region, in der

Polyhalit-Region versteilt sich der

Anstieg und mit Annäherung an

das Kalisalzflöz steigen die Werte

immer schneller an.

Der markante Unterschied der

Bromidverteilung im Halit der

Steinsalzschichten des Mittleren

Muschelkalks zu derjenigen im

Halit der Staßfurt-Folge zeigt, dass

das Steinsalzlager des Mittleren

Muschelkalks eine Sonderstellung

bezüglich seiner Entstehung und

der darauf folgenden Umwand-

lungen einnimmt. Es handelt sich

nicht um einen progressiven Ein-

dunstungszyklus. Im Halit des

Mittleren Muschelkalks findet man

eine diskontinuierliche, unregel-

mäßige, sekundäre Bromidvertei-

lung. Im Gegensatz dazu zeigt die

Bromidverteilung im Halit der

Staßfurt-Folge des Zechsteins 2 den

kontinuierlich ansteigenden Ver-

lauf einer primären, progressiven

Eindunstungsphase.

Diese Ausführungen sollten

zeigen, dass durch eine verstärk-

te, systematische Anwendung der

Brommethode in Kombination mit

einer exakten Erfassung aller petro-

graphischen Erscheinungen auch

die Frage nach der Entstehung der

Palisadenstruktur in den Steinsalz-

schichten des Mittleren Muschel-

kalks gelöst werden könnte. Unge-

klärt ist, warum es im gesamten

Salinar des Mittleren Muschelkalks

Südwestdeutschlands zur postsedi-

mentären Umlagerung des Halits





1. Einführung AusgangssituationIn den Technischen Regeln für

Gefahrstoffe (TRGS900) sind folgen-

de Maximale Arbeitsplatzkonzen-

trationen (MAK-Werte) festgelegt (s.

Tabelle 1): Die Schichtmittelwerte

von Stickstoffdioxid und Ammo-

niak sind auf alle Fälle einzuhalten.

Die Konzentration lokal reizender

und geruchsintensiver Stoffe soll

zu keinem Zeitpunkt höher sein

als die Grenzwertkonzentration

(Überschreitungsfaktor =1=). Die

Schichtmittelwerte von Kohlen-

monoxid und Kohlendioxid dürfen

in keinem 15-Minuten-Zeitraum

die 2fache bzw. 4fache Grenzwert-

konzentration überschreiten. Die

Dauer der erhöhten Exposition

darf in einer Schicht insgesamt 1

Stunde nicht übersteigen. [1] Der

Senkung der Schadstoffmengen in

den Sprengschwaden sind bei der

weiteren Verwendung von geprill-

ten Ammoniumnitrat-Sprengstof-

fen enge Grenzen gesetzt. Im Gru-

benbetrieb des Kaliwerkes Neuhof-

Ellers ist deshalb im August 2002

eine Versuchsserie mit Emulsi-

onssprengstoffen unter folgender

Zielstellung gestartet worden:

Aufgaben und Zielstellung• Verbesserung der Wirtschaft-

lichkeit des Prozesses Bohren

und Sprengen, insbesondere

durch geringeren Bohraufwand

infolge der Möglichkeit, größere

Bohrlochabstände und Vorgaben

wählen zu können, aber auch

durch ggf. geringere spezifische

Kosten für Sprengstoffe und Zünd-

mittel.

• Reduzierung der Komponente

Stickstoffdioxid (NO2) in den

Sprengschwaden, verbunden mit

kürzeren Auswetterzeiten nach

dem Sprengen und der Möglich-

keit zu kürzeren Schichtüber-

gangszeiten.

VersuchsserienIm Juni 2002 ist eine Serie von

„Kleintechnischen Versuchen“ (KTV)

in unserem Grubenbetrieb Neuhof-

Ellers gestartet worden. Industrie-

partner dieser KTV sind

• ORICA Germany GmbH mit dem

Emulsionssprengstoff NOBELIT

2000,

• Sprengstoffwerk Gnaschwitz

GmbH mit EMULEX B und

• WESTSPRENG GmbH mit EMUL-

GIT RPT.

Im Anschluss an diese KTV-Serie ist

im April 2004 ein Großtechnischer

Versuch (GTV) im Grubenbetrieb

Neuhof-Ellers begonnen worden.

2. Emulsionssprengstoff GrundsätzlichesDie bei K+S eingesetzten Emulsi-

onssprengstoffe entstehen nach

der Mischung der Sprengstoff-

vorprodukte, Emulsionsmatrix

mit Reaktanten, im Bohrloch.

Die Sprengstoffvorprodukte sind

Gefahrstoffe, deren Handhabung

dem Chemikalienrecht unterliegen

und nicht dem Sprengstoffrecht. Da

der Sprengstoff erst im Bohrloch

Abb. 1: Emulsionsmatrix Tropfengröße 0,5 µm–10 µm / Droplet size 0,5 µm–10 µm

of bulk emulsion matrix Bild ORICA

Tab. 1: Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) aus TRGS900 / Threshold value

concentration according to TRGS900

Ergebnisse von Versuchen mit Emulsionssprengstoffen in Bergwerken der K+S Gruppe

Das Thema der Erprobung von Emulsionssprengstoffen in den Grubenbetrieben der K+S wurde mit folgenden Zielstellungen auf-genommen: 1. Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Prozesses Bohren und Sprengen. 2. Reduzierung der Komponente Stickstoff-dioxid (NO2) in den Sprengschwaden. Im Grubenbetrieb des Kali-werkes Neuhof-Ellers ist deshalb im August 2002 eine Versuchsserie gestartet worden, mit der zunächst die technische Machbarkeit der Anwendung von pumpfähigen Emulsionssprengstoffen unter-sucht werden sollte. Dabei wurden mehrere Verfahrenstechniken unterschiedlicher Systemanbieter getestet. Die Ergebnisse dieser „Kleintechnischen Versuche“ (KTV) initiierten anschließend einen „Großtechnischen Versuch“ (GTV) im Grubenbetrieb Neuhof-Ellers. Dazu wurde ein ANFO-Sprengstoffladefahrzeug zu einem Mischla-defahrzeug umgebaut und die dafür erforderliche Logistik bereitge-stellt. Die Versuche zeigten bisher, dass ein wirtschaftlicher Einsatz im Vergleich zu ANFO-Sprengstoffen noch nicht erreicht werden konnte. Die Zielstellung der nunmehr noch in eingeschränktem Maße fortgesetzten Versuche dient vor allem dem Eruieren weite-rer wirtschaftlicher Potenziale und der groben Abschätzung, auf welchem Wege diese erschlossen und umgesetzt werden können und welcher wirtschaftlicher Effekt damit zu erreichen ist. Der Arti-kel beschreibt die Entwicklung dieser Versuche bis zum heutigen Stand. Dabei werden einführend Aufbau und Funktion der Emul-sionssprengstoffe sowie die Verfahrenstechnik des Verpumpens erläutert. Darauf folgend werden die Auswertung und Beurteilung der „Kleintechnischen Versuche“ und die darauf basierende Ent-scheidung für die Durchführung eines „Großtechnischen Versuchs“ beschrieben. Neben den verfahrenstechnischen werden auch die genehmigungsrechtlichen Aspekte der Logistikkette von der Anlie-ferung der Sprengstoffvorprodukte bis hin zu ihrer Verwendung im Mischladefahrzeug herausgestellt.

Dr. Christoph Ganzer, Grubenwirtschafts-ingenieur Werk Werra, K+S KALI GmbH





dung 3 zeigt zwei unterschiedliche

Dichteverläufe. Das Gassing (Dichte-

reduzierung durch Volumenzunah-

me) startet direkt nach dem Ver-

pumpen. Dabei ist das Verhältnis

der verpumpten Ladesäulenlänge

zur Restbohrlochlänge von der

angestrebten Zieldichte abhängig.

Die Kurve a zeigt eine stark degres-

sive Dichtereduzierung. Hier ist die

Sensibilisierung nach ca. 30 min

abgeschlossen und die Zieldichte

im Bohrloch erreicht (asymptoti-

scher Verlauf auf eine Zieldichte

von 0,8 g/cm3). Der Verlauf der

Kurve b zeigt eine langsame Reak-

tion des Gassings und ein spätes

Erreichen der Zieldichte. An Hand

der Gassingverläufe lassen sich die

für das Quellen des Sprengstoffs

notwendige Restbohrlochlänge

und die dafür notwendigen Men-

gen der Sprengstoffvorprodukte

bestimmen.

FunktionsweiseDie eingeschlossenen Gasblasen

haben im Vergleich zur festen

Masse eine wesentlich höhere Kom-

pressibilität und eine viel geringere

Dichte. Durch die eintreffende

Druckwelle werden die Blasen

zusammengepresst (adiabatische

Kompression) und dabei stark auf-

geheizt (s. Abb. 4 – Phase 1).

Zusätzlich wird die Blase in Folge

ihrer wesentlich geringeren Masse

durch die Stoßwelle in Vorwärts-

richtung getrieben und erhält

so eine relative Bewegung zur

Stoffmatrix. Wenn die Blase hoch

genug beschleunigt wird, kann sie

die Stoßfront überholen und in das

Niederdruckgebiet vordringen, wo

sie dann schlagartig expandiert

und ihre Energie freisetzt (Phase

2), den s.g. Hot-Spot-Effekt.

3. Pump- und MischtechnikDie bei K+S eingesetzten Pumpen

waren ausschließlich Mischlade-

systeme, die sich je nach Hersteller

unterscheiden.

WESTSPRENG GmbH – Die WEST-

SPRENG GmbH betreibt ihre

Mischladegeräte mit Exenterschne-

ckenpumpen für die Förderung

der Emulsionsmatrix und mit Kol-

benpumpen für die Dosierung

der Reaktanten Essigsäure und

Natriumnitrit. Die Emulsionsmat-

rix wird mittels einer Förderschne-

cke dem Produktpumpensystem

zugeführt. Nach einer evt. pH-Wert-

Anpassung und der Zuführung des

Reagenz 1 (Essigsäure) wird die

Emulsionsmatrix durch Zugabe

eines Reagenz 2, das aus einem Was-

ser/Natriumnitrit-Gemisch besteht,

am Schlauchende mittels eines spe-

ziellen Mischers beim Ausgang aus

dem Ladeschlauch zu Sprengstoff

gemischt (Abb. 5).

Das Reagenz 2 hat zudem die

Aufgabe, innerhalb des Ladeschlau-

ches einen Gleitfilm für die Emul-

sionsmatrix herzustellen, um den

Pumpendruck der speziellen För-

derpumpe zu begrenzen. Sowohl

die Matrix als auch das Reagenz 2

(Natriumnitrit-Lösung) ist so aus-

gewogen hergestellt, dass eine sehr

geringe Affinität der beiden Medien

über den Ringraum sichergestellt

ist. Hierdurch ist gewährleistet,

dass der Sensibilisierungsprozess

der Matrix erst nach Durchgang

durch den speziellen Mischer am

Abb. 4: Funktionsprinzip Emulsionssprengstoff / Function of bulk emulsion

explosive Grafik ORICA

entsteht, ist der Umgang mit den

Sprengstoffvorprodukten in der

gesamten Logistikkette bis zur

Verwendung explosivstofffrei.

Aufbau der EmulsionssprengstoffeDie Emulsionsmatrix ist ein Zwei-

Phasengemisch aus einer wässrigen

Phase und einer Öl-Phase, die fertig

gemischt vom Hersteller angeliefert

wird. Die wässrige Phase ist eine

Ammoniumnitrat-Schmelze mit

Additiven und Wasser. Die Öl-Phase

besteht aus Mineralöl und einem

Emulgator. Um aus diesen beiden

Phasen eine Wasser-In-Öl-Emulsion

herzustellen, muss die hochkon-

zentrierte Nitratlösung mit Mine-

ralöl emulgiert werden. Dabei wird

die Salzlösung in feinstverteilte

Tröpfchen – Größenordnung etwa

10–6 m Durchmesser – zerlegt und

von einem noch feineren Ölfilm

von etwa 10–8 m Dicke umhüllt.

Diese feine Emulsionsmatrix ist

die wesentliche Voraussetzung für

die besonderen Eigenschaften der

Emulsionssprengstoffe (s. Abb. 1).

Ein qualitativ guter Emulsions-

sprengstoff zeichnet sich durch

eine sehr ausgewogene Sauerstoff-

bilanz aus (besonders für unter-

tägige Anwendung erforderlich),

die unter anderem für die gerin-

gen toxischen Bestandteile in den

Sprengschwaden verantwortlich

ist. Die Emulsionsmatrix ist nicht

detonationsfähig.

Trotz des extrem innigen Kon-

taktes zwischen Brennstoff (Öl) und

Sauerstoff (Nitratlösungströpfchen)

ist eine Sensibilisierung durch

in der Emulsionsmatrix feinstver-

teilte Gasbläschen als Reaktions-

zentren zur Ein- und Weiterlei-

tung einer detonativen Umsetzung

erforderlich. Die Geschwindigkeit

der Sensibilisierung wird durch

den pH-Wert der Emulsionsmatrix

beeinflusst.

Durch Zugabe von Essigsäure

(Reaktant) kann am Mischladege-

rät diese Eigenschaft verändert

werden. Erst durch die Zugabe

dichte-regulierender Substanzen

werden Emulsionssprengstoffe

detonationsfähig. Durch die Zuga-

be von Natriumnitrit als weite-

res Reaktant wird die Dichte des

Sprengstoffs reduziert (s. Abb. 2).

Die Menge Natriumnitrit bestimmt

hierbei das Maß der Dichtereduzie-

rung. Der Emulsionssprengstoff

für die untertägige Anwendung

bei K+S wird ausschließlich durch

chemisch gebildete Gasbläschen

sensibilisiert (Chemical Gassing).

GassingverhaltenDas Gassingverhalten lässt sich

auch in der Anwendung charak-

terisieren. Durch Messen der Gas-

singfront im Bohrloch lassen sich

Dichteverläufe darstellen. Die Abbil-

Abb. 2 : Gegasste Emulsionsmatrix Gasblasengröße 10 µm–200 µm / Gas bubble

size 10 µm–200 µm of bulk emulsion explosive after chemical gassing Bild links ORICA

Abb. 3: Gassingverhalten von Emulsionssprengstoff / Gasssing behavior of bulk

emulsion explosive





schlauch einsetzt. Die so bereits vor

dem Ladeschlauch hergestellte sen-

sibilisierte Emulsionsmatrix wird

mit Hilfe eines Ladeschlauches in

die vorbereiteten Bohrlöcher ver-

pumpt. Mit dieser Sensibilisierung

ist eine Dichtereduzierung des

Emulsionssprengstoffes EMULLEX

B auf 1,05–1,20 g/cm3 verbunden.

Zur Reduzierung des Druckes wäh-

rend des Pumpvorganges erfolgt vor

Eintritt der sensibiliserten Emulsi-

onsmatrix in den Ladeschlauch

die Zudosierung eines Wasserfilms

zwischen Schlauchwandung und

sensibilisierter Emulsionsmatrix.

Somit wird es möglich, in einem

Druckbereich von 3 bis 6 bar zu

arbeiten. [6]

ORICA Germany GmbH – Die Firma

ORICA Germany GmbH betreibt

ihre MiniPump- und MaxiPump-

Mischladegeräte ausschließlich mit

Kolbenpumpen. Die beiden o.g.

Typen unterscheiden sich durch

ihre Förderraten. Die Matrix- und

die Reaktantenpumpe im Mischla-

degerät sind mechanisch mit-

einander zwangsgekoppelt. D.h.,

mit jedem Hub der Matrixpumpe

wird über die Reaktantenpumpe

Natriumnitritlösung in den Lade-

schlauch verpumpt.

Die Dosierung des Natriumnit-

rits wird durch die Länge des Hebel-

arms (mechanische Zwangskopp-

lung) und somit über den Hubweg

fest eingestellt. Die Zuführung der

Natriumnitritmenge kann somit

nicht pumpenseitig gesteuert wer-

den. Dies kann nur durch Vorhal-

tung unterschiedlicher Konzen-

trationen gewährleistet werden.

Auf die Zuführung einer pH-Wert

regelnden Lösung (Essigsäure) wird

dabei verzichtet. Der pH-Wert ist

bereits herstellerseitig in der Matrix

eingestellt.

Die Gassing-Komponente Na tri-

um nitrit wird dem Wasser für die

Ringdüse (Gleitfilm) zudosiert. Der

dabei erzeugt Gleitfilm reduziert

den erforderlichen Pumpdruck

über die gesamte Ladeschlauchlän-

ge bis zum statischen Mischer am

Ende des Schlauches. Dort wird das

Gassingmittel Natriumnitrit mit

der Emulsionsmatrix homogen

vermischt. Der Emulsionsspreng-

stoff NOBELIT 2000 wird so erst

im Bohrloch hergestellt, da der

eigentliche Gassingprozess (Sen-

sibilisierung) erst im Bohrloch

gestartet wird. [5]

Die Abbildung 7 zeigt das Misch-

ladegerät MiniPump auf einem

Pritschenfahrzeug im untertägigen

Einsatz bei K+S.

4. Kleintechnische Versuche (KTV) VersuchshistorieAlle im Grubenbetrieb eingesetz-

ten Emulsionssprengstoffe haben

zuvor mindestens einen Vorver-

such im Sprengversuchstunnel

der Sprengstofffirma MSW CHE-

Abb. 6: SWG-Tunnel 01 Wechselcontainer-System / SWG-Tunnel 01 Container

exchange system

Abb. 7: ORICA MiniPump auf K+S-Pritschenfahrzeug DB L310 / ORICA MiniPump

on K+S-pick-up truck DB L310

Schlauchende garantiert ist. Erst

danach kann Sprengstoff entste-

hen. Insofern ist auch (in einem

gewissen Rahmen) eine Unterbre-

chung des Ladevorgangs möglich,

ohne die Pumpeinrichtung durch-

spülen zu müssen. Diese beweist

sich in der Praxis als erheblicher

Vorteil.

Die Konzentration des Natrium-

nitrits im Reagenz 2 spielt bezüglich

des Wassergehaltes im Endprodukt

(EMULGIT RP-T) eine besondere

Rolle. Standardmäßig wird daher

eine Konzentration von < 25 %

Natriumnitrit verwendet.

Das Reagenz 1 (Essigsäure

50–80 %) dient der PH-Wert-Ein-

stellung. In der Praxis sind nur ganz

geringe Mengen erforderlich, unter

Umständen kann sogar zukünftig

bei Bergbauanwendungen auf die-

ses Reagenz verzichtet werden. Die

Emulsionsmatrix wird werksseitig

mit einer relativ hohen Viskosität

hergestellt, die beim Mischlade-

vorgang am Schlauchende durch

eine spezielle Mischtechnik in

einem statischen Mischer noch-

mals deutlich erhöht wird. Durch

die spezielle Mischtechnik des

Tunnel-01-Mischladesystems ist

der Emulsionssprengstoff EMUL-

GIT RPT sehr homogen gemischt,

so dass er in einem bestimmten

Dichtespektrum sogar sprengkap-

selempfindlich ist. Die in der Praxis

zu verwirklichende Dichteband-

breite kann mit ca. 0,8 bis 1,15

g/cm3 angegeben werden. [4]

Sprengstoffwerk Gnaschwitz GmbH

– Die Sprengstoffwerk Gnaschwitz

GmbH betreibt ihre Mischladege-

räte ebenfalls mit Exenterschne-

ckenpumpen für die Förderung

der Emulsionsmatrix und mit Kol-

benpumpen für die Dosierung der

Reaktanten Essigsäure und Nat-

riumnitrit. Die Emulsionsmatrix

wird in einem 1-m3-Tankcontainer

angeliefert. Dieser Container dient

gleichzeitig als Vorratsbehälter

auf dem Mischladegerät und ist so

befestigt, dass er nach der Entlee-

rung gegen einen gefüllten Con-

tainer ausgetauscht werden kann

(s. Abb. 6).

Durch eine Schneckenpumpe

wird die Emulsionsmatrix in einen

kontinuierlichen Mischer geför-

dert. Zusätzlich besteht die Mög-

lichkeit der pH-Wert-Einstellung

der Matrix durch Zudosierung von

verdünnter Säure mit Hilfe einer

manuell regelbaren Dosierpumpe,

die vor Eintritt der Matrix in die

Schneckenpumpe zudosiert wird.

Dieses System besteht aus Vorrats-

behälter und Dosierpumpe.

Vor dem Eintritt in den Mischer

erfolgt die Zudosierung des „Gas-

sing-Mittels“. Die Dosiereinheit

des „Gassing-Mittels“ besteht aus

dem Vorratsbehälter, der Dosier-

pumpe und einem Ovalradzähler

zur Messung und Dosierung. Der

Mischer bewirkt eine innige Durch-

mischung der Matrix mit dem Gas-

sing-Mittel, so dass die Gasbildung

bereits vor dem Eintritt in den Lade-Tab. 2: Ergebnisse der Sprengungen im Stahlrohr / Steel-pipe blasting results

Abb. 5: Prinzip Pumptechnik der Firma WESTSPRENG / Pumping system of

WESTSPRENG Bild Westspreng





lenleiter eingeführt, die mit einem

Kurzzeitmessgerät verbunden sind

(Abb. 8–2).

Nach der Zündung durchläuft

die Detonation die Ladesäule und

der mit der Detonationsfront ein-

hergehende Lichtblitz löst über die

Lichtwellenleiter das Meßsystem

aus. Aus Zeit und Messstrecken-

länge lassen sich die Detonations-

geschwindigkeiten abschnittweise

berechnen.

VersuchsdurchführungDie bei den Sprengungen entste-

henden Schwaden werden mit

einem Lüfter über ein Rohr aus

dem Tunnel abgezogen. Mittels

einer Probensonde wird Gasanaly-

satoren kontinuierlich Probengas

zugeführt und so der Gehalt an

Stickoxiden und Kohlenmonoxid

bestimmt. Aus den Parametern Gas-

konzentration, Sprengstoffmenge,

Wettermenge und Messzeit werden

die Gasmengen in l/kg Sprengstoff

errechnet (s.u.). Aufgrund der ver-

schiedenen Einflussparameter wie

Qualitätsschwankungen des Stahl-

rohres, Lufttemperatur und rel.

Luftfeuchte muss bei dem gesamten

Messsystem erfahrungsgemäß mit

einem Fehler von +/- 15 % gerechnet

werden. Eine Übersicht über die

bei diesen Untersuchungen erhal-

tenen Ergebnisse enthält Tabelle

2. Hier sind die Resultate mehre-

rer Sprengungen mit Emulsions-

sprengstoffen und Ergebnisse von

Sprengungen mit ANDEX 2000

gegenübergestellt.

Ergebnisse der Sprengungen im StahlrohrOhne zunächst die unterschied-

lichen Sprengstoffdichten zu

berücksichtigen, ergibt sich, dass

die Schwaden der Emulsionsspreng-

stoffe gegenüber den Sprengschwa-

den von ANDEX Sprengstoffen

wesentlich geringere Gehalte an

Stickstoffmonoxid und Kohlenmo-

noxid aufweisen und der Gehalt an

Stickstoffdioxid dabei nahezu null

(Tab. 2) ist. Aufgrund mangelhafter

Messtechnik ist die Aussage über

den Ammoniakgehalt zwar unzu-

verlässig, aber zweifelsfrei ist die

Konzentration von Ammoniak in

den Sprengschwaden beim NOBE-

LIT 2000 auffällig. Die Detonations-

geschwindigkeiten (VOD) der getes-

teten Emulsionssprengstoffe liegen

alle höher als bei ANDEX 2000 und

der Brisanzwert gemessen an der

Rohrfragmentierung (Splitteran-

zahl) ist teilweise knapp vierfach

größer (Abb. 8–3). Werden die aus

dem Gassingprozess herrührenden

unterschiedlichen Sprengstoffdich-

ten in die Betrachtung mit einbezo-

gen, zeigen sich die aus bekannten

physikalischen Abhängigkeiten zu

erwartenden Einflüsse (Zunahme

von VOD und Rohrfragmentierung

bei steigender Dichte) nur wenig

ausgeprägt. Da die Sprengergeb-

nisse insgesamt positiv ausgefallen

sind, sollten diese Untersuchungs-

resultate jeweils durch Messungen

unter Tage vervollständigt werden,

um eine abschließende Begutach-

tung durchführen zu können.

4.2. In-situ-VersucheAufgaben- und ZielstellungDie Kleintechnischen Versuche

sind unter Tage im Grubenbetrieb

Neuhof-Ellers der K+S KALI GmbH

unter folgender Aufgaben- und Ziel-

stellung durchgeführt worden:

• Übertragbarkeit der Sprengergeb-

nisse aus dem Sprengtunnel bei der

MSW nach unter Tage.

• Anpassung der Sprengschemata

(Grenzvorgaben) an die Spreng-

wirkung der Emulsionsspreng-

stoffe und/oder

• Anpassung der Sprengstoffdichte

(Grenzdichte) an die Sprengwir-

kung der Emulsionssprengstoffe

unter gleichen Vorgaben.

• Messung der Sprengschwaden

und Vergleich der Gasanalysen

der Sprengschwaden von Emulsi-

onssprengstoffen mit denen von

ANDEX 2000 aus den Referenz-

sprengungen.

GenehmigungsverfahrenVor dem Start eines jeden KTV

musste allerdings zunächst das

bergbehördliche Betriebsplanver-

fahren in Form eines Sonderbe-

Abb. 10: Entwicklung EMS-Sollbohr- und Sprengschema / Developing drillpattern

for bulk emulsion explosive usea

MIE GMBH, Gesellschaft der K+S-

Gruppe, durchlaufen. Gestartet

wurde im Juni 2002 mit der ORICA

Germany GmbH mi t dem Emul-

sionssprengstoff NOBELIT 2000.

Weitere Testversuche sind mit der

Sprengstoffwerk Gnaschwitz GmbH

mit EMULEX B und mit der WEST-

SPRENG GmbH mit EMULGIT RPT

durchgeführt worden. Auf Grund

der Änderung genehmigungsrecht-

licher Rahmenbedingungen in 2003

(Stoffzulassung für Natriumnitrit-

konzentration ≥5% NaNO2) sind mit

den beiden ersten Systemanbietern

Wieder holungsversuche im Gru-

benbetrieb Neuhof-Ellers durchge-

führt worden.

4.1. VorversucheAufgaben- und ZielstellungBei den Vorversuchen bei der

MSW sollten die Eigenschaften

des Emulsionssprengstoffes hin-

sichtlich Schwadenentwicklung,

Detona tionsgeschwindigkeit und

Arbeitsleistung beurteilt werden.

Zum Vergleich dienen bekannte

Werte von ANDEX 2000.

VersuchsaufbauDerartige Vergleichssprengungen

können unter Verwendung von

Stahlrohren im Sprengversuchs-

tunnel der MSW durchgeführt

werden. Bei solchen Versuchen

erhaltene Ergebnisse entsprechen

in den Absolutwerten zwar nicht

untertägigen „In-situ“-Resultaten,

zeigen aber sehr zuverlässig Trend-

werte auf.

Hauptursache für die Abwei-

chungen zwischen Test und Reali-

tät ist die Ladesäulenlänge und das

damit verbundene Missverhältnis

zwischen der Detonationsanlauf-

strecke (ca. 15–20 cm) und der

gesamten Detonationsstrecke (60

cm Stahlrohr bzw. 6 m Bohrloch).

Weiterhin ist der Unterschied zwi-

schen dem Einschluss im Stahlrohr

und in verschiedenen Gesteinsar-

ten (Salzarten) von Einfluss.

Für die Testdurchführung wer-

den die zu prüfenden Sprengstof-

fe in ein einseitig geschlossenes

Stahlrohr (70x17,5 mm, Nutzlän-

ge 60 cm) gefüllt (Abb. 8–1). Das

gefüllte Rohr wird in der Tunnel-

mitte freihängend platziert und

die Sprengladung aus dem Tiefsten

gezündet. Zur Erfassung der Deto-

nationsgeschwindigkeit sind über

Bohrungen in der Stahlrohrwan-

dung in vorgegebenen Abständen

in die Sprengstoffprobe Lichtwel-

Abb. 8: Sprengversuchstunnel der MSW

CHEMIE GMBH / Test tunnel for explosi-

ves at MSW CHEMIE GMBH

Abb. 9: Grenzwinkel-Versuche / Rock fragmentation test-critical angle





mentierfeld die Grenzvorgabe des

NOBELIT 2000 bestimmt worden. In

diesem Feldesteil konnte auf Grund

der wettertechnischen Anbindung

und der nachgewiesenen CO2-Frei-

heit während der Schicht gesprengt

werden, ansonsten nur zum Schich-

tende. Dieser Umstand erlaubte

eine schrittweise und sehr schnelle

Entwicklung eines emulsionsspezi-

fischen Sollbohr- und Sprengsche-

mas. Zunächst wurde dabei die

Grenzvorgabe des NOBELIT 2000

ermittelt (s. Abb. 9). Bei 130 cm

war die Grenzvorgabe erreicht.

Auf Grund der Bohrgenauigkeit

bei 7 m tiefen Sprengbohrlöchern

im Salzgestein ist die betriebliche

Vorgabe auf 110 cm festgesetzt wor-

den. Weitere Versuchssprengungen

ergaben, dass ein Rauteneinbruch

in der Kanone vorteilhafter ist als

ein Kasteneinbruch (s. Abb. 10). So

ist sehr schnell ein Sollbohr- und

Sprengschema für einen Strecken-

vortrieb für den Einsatz von NOBE-

LIT 2000 entwickelt worden.

Standard-Sprengverfahren – Die

Abbildung 11 zeigt das Standard-

Sprengverfahren im room-and-

pillar-Abbau in den Bergwerken

der K+S-Gruppe unter Einsatz von

ANFO-Sprengstoff. Die Spreng-

bohrlöcher der voreilenden Kano-

ne werden um einen Großbohr-

locheinbruch von 3 x 280 mm (in

Ausnahmen auch 6 x 280 mm)

Durchmesser gebohrt.

Die durch diese Kanone freige-

legte Fläche ermöglicht ein leichtes

Abklappen der nacheilenden Stoß-

gänge (rechtes und linkes Abklap-

pen). Alle Sprengbohrlöcher der

Kanone und der beiden Abklappen

werden aus dem Bohrlochtiefs-

ten ohne Verstärkerladung und

in einem Zündgang abgetan. Die

angestrebte Bohrlochlänge beträgt

7 m, der Bohrlochdurchmesser 34

bzw. 35 mm.

Die aus diesen Versuchen gewon-

nenen Erkenntnisse hatten Bestand

für alle anderen nachfolgenden

„Kleintechnischen Versuche“.

Abbaufeld – Im Abbaufeld konn-

ten dann auf der Basis der im

Ex perimentierfeld gewonnenen

Spreng parameter Abschläge mit

Emulsionssprengstoff in Vergleichs-

längen zum ANDEX 2000 gesprengt

werden. Die Gasanalyse der Spreng-

schwaden sollten einen Vergleich

zwischen den beiden eingesetzten

Sprengstoffarten ermöglichen.

Der Ergebnisvergleich sollte

eine Bewertung der Machbarkeit

zur Einführung des pumpfähi-

gen Emulsionssprengstoffes in den

Grubenbetrieben der K+S Gruppe

ermöglichen. Für jede Versuchsse-

rie wurde ein Abbaufeld mit meh-

reren Strecken ausschließlich für

die Emulsionsversuche vorbereitet.

Ziel war es, in einem 1 bis 2-wöchi-

gen Versuchzeitraum nach jeder

Frühschicht 2 bis 3 Abschläge zu

sprengen. Dabei sollte grundsätz-

lich immer ein Abschlag in der Gas-

messstrecke gesprengt werden.

Während der gesamten Versuchs-

reihen wurden ein EMS-Sollsche-

ma abgebohrt und die geladenen

Abb. 13: EMS-Sollbohrschema in der Kanone / Bulk emulsion explosives-pattern

for drifts

Abb. 12: ANDEX-Sollbohrschema in der Kanone / ANFO-drillpattern for drifts

triebsplanes bzw. von Ergänzungen

bestritten werden. Die Sprengstoff-

vorprodukte Emul sionsmatrix,

Natriumnitrit lö sung und Essig-

säure sind Gefahrstoffe und unter-

liegen dem Chemikalienrecht und

nicht dem Sprengstoffrecht. Der

Gefahrstoffumgang für Natrium-

nitrit-Lösung (Gehalt ≥5% NaNO2)

ist nach §4 GesBergV verboten.

Diese Verordnung lässt keine Aus-

nahme zu. So ist der Umgang mit

dieser Natriumnitrit-Lösung für

die Versuche mit NOBELIT 2000

und EMULLEX B vor Mai 2003

auf eine Konzentration < 5 %

beschränkt gewesen. Die Reduzie-

rung der Sprengschwaden ist im

Wesentlichen abhängig von der

Sprengstoffmenge und dem Grad

der Umsetzung des Sprengstoffs.

Die Sprengstoffmenge kann unter

Ausnutzung des Gassingverhaltens

reduziert werden. Das Maß der

Dichtereduzierung und damit auch

das Maß der Volumenzunahme ist

abhängig von der Menge Natrium-

nitrit in der Lösung. Eine vollstän-

dige Umsetzung des Sprengstoffs

wird mit einem effektiven Hot-Spot-

Effekt erreicht. Dazu ist auch eine

Natriumnitritkonzentration ≥ 5 %

NaNO2 erforderlich.

Durch eine Ausnahmeregelung

nach §44 GefStoffV der hessischen

Bergbehörde war die Durchfüh-

rung der Versuche ab Juni 2003

mit EMULGIR RPT mit einer Natri-

umnitrit-Lösung mit einem Gehalt

≥ 5 % NaNO2 befristet möglich. Die

Bergbehörde begründete die Aus-

nahme von der Kennzeichnungs-

pflicht des o.g. Gefahrstoffes nach

§23 Abs. 1 der GefStoffV folgen-

dermaßen: Die GefStoffV gilt im

Grundsatz sowohl über als auch

unter Tage. Die Schutzmaßnahmen

sind nach §19 bs. 1 GefStoffV in

ihrer Reihenfolge so festzulegen,

dass gefährliche Gase erst gar

nicht entstehen können. Beim

Einsatz von Emulsionssprengstof-

fen werden weniger sehr giftige

und giftige Gase freigesetzt. Die

Reduzierung der Sprengschwaden

entspricht daher den Grundsätzen

des Gefahrstoffrechts, wie sie in

den §§ 16 und 19 GefStoffV festge-

legt sind. Die zuständige Behörde

kann jedoch gemäß §44 Abs. 1 Nr.1

GefStoffV eine Ausnahme von der

Kennzeichnung zulassen, wenn

der Arbeitgeber eine andere eben-

so wirksame Schutzmaßnahme

trifft. Diese Maßnahme besteht

aus einer Kennzeichnung nach

§19 Abs. 1 ABBergV, die einerseits

einer Verwechslung der flüssigen

Gefahrstoffe mit ungefährlichen

Stoffen vorbeugt, andererseits aber

kein Umgangsverbot auslöst, da

die Kennzeichnung nicht nach §23

GefStoffV erfolgt. [7]

Auf Grund dieser neuen Geneh-

migungsvoraussetzung wurden

neue Versuchsreihen mit den Emul-

sionssprengstoffen NOBELIT 2000

und EMULLEX B im Grubenbetrieb

Neuhof-Ellers durchgeführt.

Versuchsaufbau und -durchführungExperimentierfeld – Da anfänglich

noch keine Erfahrungen mit Emul-

sionssprengstoff zur Sprengbarkeit

im Salzgestein vorlagen, ist zunächst

mit dem ersten Systemanbieter

ORICA Germany GmbH im Experi-

Abb. 11: Sprengverfahren im room-and-pillar-Abbauverfahren / Blasting technique in room and pillar mining methode





Schlauchsystem zusammengeführt

wurden. Am Ende dieses Schlau-

ches zieht eine Pumpe mit einer

Förderleistung von 30 l/min die

Sprengschwaden ab. Die wesentlich

schwächere Pumpe des Gasanalyse-

gerätes TESTO zieht aus dem Haupt-

strom einen Teilstrom ab. Dieses

Gasentnahmeverfahren vermin-

dert in diesem Fall die Laufzeit des

Gasstromes im Schlauchsystem von

56 Sekunden auf 2 Sekunden. [2]

Zur Bestimmung der gasförmigen

Schwadenzusammensetzung wird

ein Mehrkomponenten-Gasmessge-

rät der Fa. TESTO eingesetzt.

Die Gaskonzentrationen für die

Komponenten CO – NO – NO2

werden mittels elektrochemischer

Zellen bestimmt und im integrier-

ten Datenspeicher zur späteren

Analyse im 1-Sekunden-Takt zwi-

schengespeichert. Unter Einbezie-

hung der Sprengstoff- und Wetter-

mengen können die spezifischen

Vergleichskenndaten für die getes-

teten Sprengstoffarten ermittelt

werden.

Die Konzentrationsmessung der

Schwadenbestandteile Stickstoff-

dioxid, Stickstoffmonoxid und

Kohlenmonoxid sowie die Regist-

rierung der eingesetzten Spreng-

stoffmengen und die Erfassung

der Wettermengen ermöglichen

die Berechnung der Gaskompo-

nenten in den Sprengschwaden

spezifisch in l/kg Sprengstoff. Bei-

spielhaft sind in der Tabelle 3 die

Mengenberechnungen der Spreng-

schwadenmessungen von EMULGIT

RP-T und ANDEX 2000 aufgeführt.

Über den Quotienten in Formel 1

werden die spez. Mengen der

Gaskomponenten (s. Tab. 4) berech-

net. [3]

Ergebnisse der kleintechnischen VersucheIn der Betrachtung aller KTVs kön-

nen zusammenfassend folgende

Ergebnisse festgehalten werden:

Sprengschwaden – Der Einsatz

von Emulsionssprengstoffen zeig-

Tab. 4: Spezifische Gaskomponenten /

Specific gas components

Tab. 3: Berechnung der Gaskomponenten / Calculation of gas components

Tab. 5: Ergebnis Schwadenmessungen K+S-Werk NE / Blast fumes components in the draft

Sprengbohrlöcher in der gleichen

Zündreihenfolge abgetan. Als Bohr-

wagen kamen computergestützte

Bohrwagen der SMAG Typ BW50

zum Einsatz. Die Kanone wurde mit

26 Bohrlöchern inklusiv der optio-

nalen Helfer (2 x 2 Bohrlöcher) und

einem Rauteneinbruch gebohrt.

Die seitlichen Schleppen (Abklap-

pen) der Kanonen wurden mit einer

Vorgabe von 110 cm gangweise mit

je 3 Sprengbohrlöchern abgebohrt.

Die Abbildungen 12 und 13 zeigen

die Bohrschemata der Kanonen

für ANDEX 2000 Sprengstoff und

Emulsionssprengstoff im Vergleich.

Die Abschläge wurden grundsätz-

lich mit U-Sprengzünder mit einer

Verzögerungszeit von 250 ms und

mit Verstärkerladung initiiert. In

der Wettermessstrecke wurden

die Abschläge ausschließlich mit

NOBELIT 310 als Verstärkerladung

gesprengt. Ansonsten wurde zur

Initiierung des Emulsionsspreng-

stoffes ein PRIMER der Spreng-

stoffwerke Gnaschwitz GmbH

verwendet.

Streckenaufmaß – Zur Beurtei-

lung der Sprengung wurden jeder

Arbeitsabschnitt (Kanone und/oder

Abklappen) messtechnisch hin-

sichtlich Breite und Höhe sowie

alle Bohrlochlängen und Spreng-

lochpfeifen (nicht gesprengte Bohr-

lochlängen) sowie Sprengstoffver-

brauch erfasst.

Gassingverhalten – Des Weite-

ren sind die Sprengstoffenddichte

im Bohrloch bestimmt und das

Gassingverhalten aufgezeichnet

worden. Hierfür sind die Ladesäu-

len der Mittellöcher ausgewählter

Arbeitsabschnitte zeitabhängig

gemessen und in einem standardi-

sierten Formblatt erfasst worden.

VOD – Teilweise ist von den

Sprengstoffherstellern die Deto-

nationsgeschwindigkeit gemessen

worden.

Firstsicherheit – Zur Beurteilung

der Firstsicherheit sind in regelmä-

ßigen Abständen Fühlhakenlöcher

zur Beobachtung der Rissbildung in

die Firste gebohrt worden.

Sprengschwadenmessungen – Die

wettertechnischen Messungen in

den Strecken hatten zum Ziel,

vergleichende Angaben zur Zusam-

mensetzung der Schwaden des

Sprengstoffes zu machen. Durch

Aufschüttung zusätzlicher Wet-

terwälle wurde sichergestellt, dass

die Sprengschwaden über diesen

Messort abgeleitet wurden. Dazu

wurde immer ein Querort zwischen

zwei Vortriebsstrecken als Messort

vorbereitet. Der Messstellenplan

in Abbildung 14 zeigt die grund-

sätzliche Anordnung der Gasent-

nahmesonden in den Querorten.

Zwei in unterschiedlicher Höhe

angebrachte Spannseile dienten

der Aufnahme der gleich langen

Gasentnahmeschläuche Nr. 1 bis

4, die im Knotenpunkt K auf ein

Abb. 14: Messstellenplan zur Bestimmung der Schwadenzusammensetzung der Wetter / Setup for measuring blast fumes

components in the draft Bild TU-Lindecke – 2003

Formel1: Berechnung der spezifischen Gaskomponenten/ Calculation of specific

gas components





Durchführung eines GTV ausge-

wählt worden.

Es ist entschieden worden, in

Zusammenarbeit mit dem Indus-

triepartner eins von sechs beste-

henden Sprengstoffladefahrzeugen

zum pneumatischen Einbringen

von ANFO-Sprengstoffen im Gru-

benbetrieb Neuhof-Ellers zu einem

Mischladefahrzeug (MLF) von Emul-

sionssprengstoff umzurüsten. Dazu

sollte auch die Logistik zur Versor-

gung dieses MLF mit Sprengstoff-

vorprodukten technisch ausgelegt

werden. Da die wirtschaftliche

Vergleichsbasis des KTV hinter-

fragt worden ist, ist entschieden

worden zu klären, inwieweit die

bestehenden Sprengverfahren mit

ANFO Sprengstoffen am wirtschaft-

lichen Optimum betrieben werden.

Darum sollten zeitgleich mit den

Emulsionsversuchen in Neuhof-

Ellers Versuche zur Bestimmung

einer neuen Null-Linie für den

ANFO-Sprengstoff ANDEX 2000

durchgeführt werden.

5. Großtechnischer Versuch (GTV)Aufgaben- und ZielstellungDer „Großtechnische Versuch“ ist

unter Tage im Grubenbetrieb Neu-

hof-Ellers der K+S KALI GmbH unter

folgender Aufgaben- und Zielstel-

lung durchgeführt worden:

• Betriebstauglichkeit des Emul-

sionssprengstoffes, der Einbring-

technik sowie der Logistik nach-

weisen.

• Statistisch abgesicherte Daten

für Bohr- und Ladeleistung sowie

Abschlagwirkungsgrad ermit-

teln.

• Wirtschaftlichkeit in Neuhof-

Ellers über eine Wirtschaftlich-

keitsrechnung nachweisen.

• Zwischenbericht als Entschei-

dungsbasis für den Start von

weiteren „Kleintechnischen

Versuchen“ auf ausgewählten

Standorten der K+S.

VersuchskonzeptGrundsätzliches – Grundsätzlich

sollte das Mischladefahrzeug im

Normalschichtbetrieb, mindestens

2-schichtig, eingesetzt werden. Die

Anzahl der Sprengungen sollte

maximal 3 Orte pro Schicht umfas-

sen. Als Ort wird dabei die Kanone

mit den beiden seitlichen Abklap-

pen verstanden (s. Abb. 11). Das MLF

sollte dabei analog zum pneuma-

tischen ANFO im Einmannbetrieb

bedient werden.

Auf Grund der höheren Spreng-

energie des Emulsionssprengstoffes

sollte ebenfalls grundsätzlich die

First- und Stoßsicherheit bewertet

werden.

Nach Umbau des Sprengstoffla-

defahrzeuges zu einem Mischlade-

fahrzeug ist das MLF am 14.04.2004

in Betrieb genommen worden und

der GTV in seinen Versuchsphasen

gestartet.

Einführungsphase – In der Einfüh-

rungsphase sollten vornehmlich

die Personalschulung zur Befä-

higung der Sprengberechtigten

vorgenommen, die Maschinen- und

Logistiktauglichkeit geprüft, eine

Leistungskonstanz erreicht sowie

die Datenerhebung und Auswer-

tung verifiziert werden.

Optimierungsphase – In der

anschließenden Optimierungspha-

se sollte die Sprengtechnik durch

Variation von Vorgaben, Bohrloch-

durchmesser und Sprengstoffdich-

te optimiert werden. Über die Veri-

fizierung des Grenzwinkels sollte

weiteres Potenzial hinsichtlich Vor-

gabenerhöhung geprüft werden.

Die Variation der Sprengstoffdichte

in einem Abschlag ermöglicht

das Laden von Sprengbohrlöchern

in der Firste mit EMULGIT RPT

geringerer Dichte als in Spreng-

bohrlöchern im Einbruchsbereich

(firstschonendes Sprengen). Somit

könnte eine Steuerung der Spreng-

energie von Bohrloch zu Bohrloch

möglich werden.

Leistungsphase – In der Leis-

tungsphase sollte eine Leistungs-

te eine signifikante Reduzierung

der Sprengschwadenbestandteile.

Die Anteile der Stickoxide (NO)

konnte um bis zu 60 %, die Anteile

der Stickstoffdioxide (NO2) um bis

zu 80 % und die Anteile an Koh-

lenmonoxid (CO) um bis zu 70 %

der Sprengschwadenanteile von

ANDEX 2000 reduziert werden.

Diese Reduzierung setzt jedoch vor-

aus, dass der Emulsionsmatrix eine

Natriumnitrit-Lösung mit einem

NaNO2-Gehalt > 5 % zugesetzt wird

(s. Tabelle 5).

Sprengtechnik – Die sprengtech-

nischen Ergebnisse sind in Tabelle

6 zusammengefasst. Diese Ergeb-

nisse geben das Ist-Resultat der

Versuche wieder. Die Resultate sind

untereinander nicht vergleichbar.

Da über die verschiedenen Ver-

suchsserien die Abbaubedingun-

gen, wie Streckenhöhe, -breite und

Abschlaglänge, betriebstechnisch

nicht konstant gehalten werden

konnten, sind die Ergebnisse zur

Vergleichbarkeit mit ANFO Spreng-

stoff auf geometrisch einheitliche

Abschläge normiert worden (s.

Tabelle 7). Durch die Reduzie-

rung des Bohraufwandes um bis zu

25 % pro Abschlag und einer Dichte

unter 1,00 g/cm3 ergibt sich auch

eine Verringerung des spezifischen

Sprengstoffverbrauchs.

Firstkontrolle – Die Kontrolle der

Fühlhakenlöcher ergab keine dem

Emulsionssprengstoff zuordenbare

Firstbeeinträchtigung.

Technische Machbarkeit – Das

Handling der Sprengstoffvorpro-

dukte über die gesamte Logis-

tikkette vom Umschlag über die

Verwendung im Mischladegerät

bis hin zur Entwicklung als Emul-

sionssprengstoff im Bohrloch zeigt,

dass eine Einführung von pumpfä-

higem Emulsionssprengstoff tech-

nisch machbar ist.

Wirtschaftlichkeit – Die beiden

Kenngrößen Bohraufwand und

spezifischer Sprengstoffverbrauch

sind wesentliche Eingangsgrößen

einer Wirtschaftlichkeitsabschät-

zung, die eine positive Prognose

eines wirtschaftlichen Großeinsat-

zes von Emulsionssprengstoff zeigt.

Aber ist dieses wirtschaftliche

Ergebnis auch großmaßstäblich

erreichbar?

ProjektentscheidungAuf Grund des positiven Versuchs-

ergebnisses entschloss sich K+S für

die Durchführung eines „Groß-

technischen Versuches“ (GTV) im

Grubenbetrieb Neuhof-Ellers.

Der GTV bekam den Status

eines strategischen Projektes bei

K+S. Die Aufgaben sind in 5 Pro-

jektteams in den Fachrichtungen

Matrixherstellung/Logistik ü.T.,

Sprengstoff ladetechnik/Logistik

u.T., Sprengstoffanwendung, Wirt-

schaftlichkeit/Controlling und

Einkauf/Beschaffung bearbeitet

worden. Die Projektleitung koordi-

nierte die Aufgaben und sorgte für

die Umsetzung der Ziele. Die Ent-

scheidungsebene wurde mit einem

Lenkungsausschuss besetzt. Die

Wahl des Industriepartners ist auf

Grundlage einer Bewertungsmatrix

vorgenommen worden. Dazu sind

die Ergebnisse der fünf „Kleintech-

nischen Versuche“ zur objektiven

Vergleichbarkeit in einer Ergebnis-

matrix zusammengefasst worden.

Bewertet worden sind:

1) Sprengschwaden

2) Sprengtechnik

3) Emulsionssprengstoff

4) Maschinentechnik

In Konsequenz des Gesamtergeb-

nisses ist die Firma WESTSPRENG

GmbH als Industriepartner für die

Abb. 16: Logistik der Sprengstoffvorprodukte / Logistic of bulk explosive

pre-products

Abb. 15: Umbau Sprengstoffladefahrzeug zu einem Mischladefahrzeug /

Reconstruction of a ANFO loading truck to a mixing-loading truck





Beantragung des Sonderbetriebs-

planes musste zudem die nach §7

SprengG erforderliche Erlaubnis

für das Unternehmen um das

Herstellen von Sprengstoff erwei-

tert werden. Ebenso musste nach

§20 SprengG die Fachkunde der

Befähigungsscheininhaber um das

Herstellen von Sprengstoff erwei-

tert werden. Das Herstellen von

Sprengstoff ist auf das Mischladen

von Sprengstoff beschränkt. Nach

BBergG mussten auch die Sprengbe-

rechtigten die Fachkunde zum Her-

stellen nachweisen. Über einen ent-

sprechenden Fachkundelehrgang

und praktische Nachweisschichten

konnte diese Befähigung im Einzel-

nen nachgewiesen werden.

MischladefahrzeugFür den Betrieb eines Mischlade-

fahrzeuges wurde ein ANFO Spreng-

stoffladefahrzeug Typ SFZ BTZ 1700

NE (DIETLAS) aus dem Betrieb

genommen und unter Tage in der

KFZ-Werkstatt durch die Firma

WESTSPRENG zu einem Mischlade-

fahrzeug umgebaut. Dazu wurden

zuvor die maschinentechnischen

Komponenten für das pneumatische

Einbringen von ANFO-Sprengstoff

abgerüstet. Dies waren insbesonde-

re die ANFO-Sprengstoffbehälter

(2 x 750 L) und der Kompressor.

Die Größe des Matrixbehälters

ist am Schichtbedarf ausgelegt.

Die Größe der Reaktantenbehäl-

ter ist auf eine möglichst geringe

Umschlagfrequenz (Gefahrstoff-

umgang) ausgelegt. Die Kapazität

des Natriumnitritbehälters ist auf

über eine Woche ausgelegt, die

Menge Essigsäure reicht für meh-

rere Monate (s. Abb. 15 – oben). Der

gewonnene Raum wurde durch den

Matrixtank (950 L), den Wassertank

(200 L), Hydraulikaggregat und

das Reaktantenmodul genutzt. Das

Reaktantenmodul ist mit den Vor-

ratsbehältern für Essigsäure und

Natriumnitrit lösung (je 90 L) sowie

deren Kolbenpumpen bestückt. Die

Matrixpumpe ist geschützt unter-

halb des Matrixtanks angebracht.

Die Prozesssteuerung (SIEMENS

S7) ist gut zugänglich an der Rück-

seite des MLF befestigt (s. Abb. 15

– unten).

Der neue sprengtechnische Anla-

genteil des Fahrzeuges ist durch die

BAM abgenommen worden.

Die durch den Eingriff in das

Fahrzeug erloschene CE-Konfor-

mität ist durch eine Gesamtkon-

formität für das Fahrzeug durch

den Standort Neuhof-Ellers erklärt

worden. Diese Gesamtkonformität

ist auf der Grundlage einer neuen

Bremsberechnung der Firma DIET-

LAS und der Herstellererklärung

der Firma WESTSPRENG zu den

eingebauten Aggregaten erklärt

worden.

LogistikDie Sprengstoffvorprodukte Emul-

sionsmatrix, Natriumnitritlösung

und Essigsäure werden per LKW in

1-m3-Klein-Containern (KC) angelie-

fert. Die Transportgebinde sind im

Ergebnis einer Gefährdungsanalyse

als Edelstahl-Container ausgelegt

worden. Dabei wird grundsätzlich

in der gesamten Logistikkette (u.T.

und ü.T.) Essigsäure getrennt von

der Natriumnitrit-Lösung trans-

portiert und umgeschlagen Die

Abbildung 16 zeigt schematisch das

Logistikkonzept. Die Klein-Contai-

ner (KC) werden per Gabelstapler

vom LKW umgeschlagen und per

Schachtförderung nach unter Tage

transportiert (Abb. 17). Im Füllort

werden die KCs ebenfalls mit Gabel-

stapler umgeschlagen und in einen

schachtnahen Raum zur Lagerung

oder zum weiteren Umschlag trans-

portiert.

Zur Befüllung des Mischlade-

fahrzeuges ist jeweils ein KC für

Essigsäure und Natriumnitritlö-

sung in einem Schwerlastregal

untergebracht. Das Schwerlastregal

ist zweistöckig. Dies ermöglicht

ein gravimetrisches Umfüllen der

Reaktanten ohne Pumpbetrieb in

das MLF und die Aufnahme von

jeweils einer Auffangwanne unter

den KCs, die im Falle einer Havarie

jeweils den Gesamtcontainerinhalt

auffangen können (s. Abb. 18). Die

KC werden mit Schlauchleitungen

über verwechslungssichere und

tropffreie Schnellkupplungen mit

den Vorratstanks des MLF verbun-

den. Bei der Essigsäure wird zudem

eine Gaspendelleitung angeschlos-

sen (s. Abb. 19). Die Emulsionsmat-

rix wird aus den KCs gravimetrisch

in Transport-Container (TC) umge-

füllt. Die leeren KCs werden bei

der nächsten Anlieferung wieder

nach ü.T. verbracht. Die TC haben

Tab. 6: Sprengtechnische Versuchsergebnisse / Results of test blasts

ermittlung unter konstanten

Betriebsbedingungen stattfinden.

Leistungsaufschreibungen sowie

Zeitaufnahmen sollten hierbei den

1-Mann-Betrieb begleiten.

Verifizierungsphase – In einer

Verifizierungsphase sollte die Leis-

tung unter Betriebsbedingungen in

carnallitischem Salzgestein nach-

gewiesen werden. Alle anderen

Versuchsphasen sollten im kiese-

ritischem Hartsalz durchgeführt

werden.

Validierungsphase – Eine optio-

nale Validierungsphase wurde für

den Fall einer Umrüstung des MLF

mit einer neuen Steuerung vorge-

sehen. In diesem Fall wäre eine

Validierung der bereits erzielten

Ergebnisse mit der neuen Steue-

rung nachzuweisen.

GenehmigungsverfahrenMit dem Start eines „Großtechni-

schen Versuches“ änderte sich auch

der Maßstab der Versuche. Hinsicht-

lich des Gefahrstoffumganges war

ein Umgang mit Kleinstmengen

nicht mehr aufrechtzuerhalten.

So erfolgte vor Aufnahme des

GTV im Rahmen des Betriebs-

planverfahrens auch die Beantra-

gung des Gefahrstoffumgangs mit

Natriumnitrit-Lösung (Gehalt ≥

5 % NaNO2), mit Essigsäure (50 %–

80 %) und Emul sionsmatrix bei der

hessischen Bergbehörde.

Die Gefahrstoffe Emulsionsma-

trix und Essigsäure (50 % – 80 %)

sind für den untertägigen Umgang

nach §4 Abs. 1 Nr. 2 GesBergV auf

der Grundlage der Begutachtung

durch das Hygieneinstitut in NRW

von der Bezirksregierung Arnsberg

als zuständige Behörde längerfris-

tig zugelassen worden.

Der Umgang mit Natrium nitrit-

Lösung (Gehalt ≥ 5 % NaNO2) unter

Tage ist durch die Erteilung einer

Ausnahmeregelung von den Vor-

schriften der GefStoffV zugelassen

worden. Der Rahmen der Ausnah-

meregelung ist länderübergrei-

fend und einheitlich durch die

Länderbergbehörden abgestimmt

worden. So sind die Auflagen in

den Nebenbestimmungen für den

Umgang mit dem Gefahrstoff für

alle Gruben der K+S-Gruppe inhalt-

lich gleich. Antrag/Erteilung einer

Ausnahme von der Kennzeichnung

ist immer an ein Betriebsplan-

verfahren/Betriebsplanzulassung

gekoppelt, in dem der Umgang mit

den Gefahrstoffen darzulegen/zu

genehmigen ist. Hervorzuheben ist

hier die zeitnahe, länderübergrei-

fende und einheitliche Regelung

der Behörden, mit der ein neues

Sprengverfahren für den deutschen

Kali- und Steinsalzbergbau unter

Tage ermöglicht wurde. Vor der

Abb. 18: Befüllung des Mischladefahrzeugs mit Reaktanten / Filling of mixing-

loading truck with bulk explosive pre-productsa

Abb. 17: Umschlag der Kleincontainer (KC) / supply of small scale containers





GIT RPT und bestätigt die Messun-

gen des KTV.

Auswetterung – Auffällig ist

zudem der Trend zu deutlich kür-

zeren Auswetterzeiten. Inwieweit

dieser Effekt zu einer schnelleren

Revierfreigabe und damit zur Erhö-

hung der Produktivzeit führen

könnte, wird z.Z. untersucht.

Firstkontrolle – Über Fühlhaken-

bohrlöcher in der First werden in

regelmäßigen Abständen durch

manuelles Abtasten der Bohrloch-

wandung evt. Klüfte in der Firs-

te festgestellt und protokolliert.

Evtl. Veränderung der Spaltwei ten

werden so registriert. Die Auswer-

tung der Ergebnisse ergab keine dem

Emulsionssprengstoff zu orden bare

Beeinflussung der Firste.

Ergonomie – Der bis zum Ende

(statischer Mischer) mit Emulsi-

onsmatrix gefüllte Ladeschlauch

stellt durch sein Gewicht eine

höhere ergonomische Belastung

für den Bediener des Mischlade-

fahrzeugs dar. Insbesondere beim

Laden höherer Firstlöcher oder

beim Bühnenbetrieb treten diese

Belastungen auf. Von Vorteil und

für den MLF-Bediener entlastend

erweist sich das selbstständige

He rausgleiten des Ladeschlauches

aus dem Bohrloch beim Laden.

Haufwerksstückigkeit – Im Ver-

gleich zum mit ANDEX 2000

gesprengten Haufwerk zeigt sich

das mit EMULGIT RPT gesprengte

Haufwerk grobstückiger. Das Hauf-

werk ist ladefähig. Die gemessene

Stromaufnahme des Brechers lässt

keine Rückschlüsse auf die Stückig-

keit des Brechgutes zu.

Bohrlochfüllungsgrad – Auf Grund

der kontinuierlichen Förderung

der sensibilisierten Emulsionsmat-

rix aus dem Ladeschlauch und des

selbstständigen Herausgleitens des

Ladeschlauches ist ein 100prozen-

tiger Füllungsgrad im Bohrloch

gewährleistet. Versuche in durch-

sichtigen Plexiglasrohren (Versu-

che zur Bohrlochsimulation) haben

dies eindrucksvoll gezeigt. Auf

Grund der Konsistenz von Emulsi-

onssprengstoffen überbrückt die

Ladesäule auch in gewissen Maßen

klüftige Bereiche ohne abzubre-

chen. So erwies sich der Einsatz des

Emulsionssprengstoffes EMULGIT

RPT in Lagerstättenbereichen mit

Gasschnitten als vorteilhaft gegen-

über ANDEX 2000.

ANDEX-Optimierung – Die Projekt-

entscheidung, einen „Großtechni-

schen Versuch“ im Grubenbetrieb

Neuhof-Ellers durchzuführen,

war wie bereits o.g. mit Unter-

suchungen zur neuen ANDEX-

2000-Nulllinie verbunden. Parallel

zum GTV wurde das bestehende

Sprengverfahren unter Anwen-

dung des ANDEX-2000-Sprengstoffs

optimiert. Dabei wurde versucht,

das wirtschaftliche Optimum zwi-

schen Abschlagwirkungsgrad und

Bohraufwand zu finden und als

neue ANDEX-2000-Nulllinie fest-

zuhalten. Der Bohraufwand wird

durch die Anzahl der Bohrlöcher

in einem Abschlag maßgeblich

bestimmt. Die Gesamtanzahl der

Sprengbohrlöcher ergibt sich aus

dem Bohrschema in der Kanone und

aus der Anzahl der Gänge (3 an der

Bauhöhe ausgerichtete übereinan-

derliegende Sprengbohrlöcher) in

den Abklappen. Die Tabelle 9 zeigt

einen Vergleich dieser Ergebnisse

aus der neuen Nulllinie mit denen

aus den Emulsionsversuchen.

Wirtschaftlichkeit – Auf Grund

der differenzierten Bohrleistung

der beiden eingesetzten Bohr-

wagentypen im Grubenbetrieb

Neuhof-Ellers musste beim wirt-

schaftlichen Vergleich der beiden

Sprengstoffsysteme zwischen den

SMAG-Bohrwagen BW45 und BW50

unterschieden werden. Des Wei-

teren führte der Einsatz der Ver-

stärkerladung PRIMER der Spreng-

stoffwerke Gnaschwitz GmbH zur

Reduzierung des Bohraufwandes

beim Einsatz von ANDEX 2000. Auf

Grund der geringen Versuchsan-

Abb. 21: Umpumpen der Emulsionsmatrix in das Mischladefahrzeug (MLF) /

Pumping bulk emulsion matrix into the mixing-loading truck

eine Kapazität von jeweils 1,9 m3.

Zwei TC sind auf einer Stahlpalette

montiert, die mit einem Müller-

Mittelthal-System zur Umfüllsta-

tion nach vor Ort transportiert

werden (s. Abb. 20). Zur Versorgung

eines MLF sind drei dieser Systeme

für den Großtechnischen Versuch

angeschafft worden. Die Trans-

portcontainer sind von vornherein

für einen möglichen Großeinsatz

ausgelegt. Dabei können später die

TC ausgehängt und ü.T. aus einem

Großgebinde befüllt werden.

Am Umfüllplatz unmittelbar

in Kippstellennähe vor Ort wird

das MLF nach jeder Schicht mit

Emul sionsmatrix befüllt. Das

Um pumpen wird mit einer mobi-

len Schneckenpumpe bewerkstel-

ligt (s. Abb. 21).

Ergebnisse des GTVEmulsionsmatrix – Im Versuchs-

zeitraum vom 14.04.2004 bis zum

15.11.2004 wurden 7 verschiedene

Emulsionsmatrizes eingesetzt. Die

Historie der im Versuchszeitraum

(s.o.) verwendeten Emulsionsmat-

rizes zeigt die herstellerseitige

Anpassung der Matrix auf die Ein-

satzbedingungen vor Ort im Kali-

bergbau. Mit der letzten Charge,

die sich im Rahmen der Zulassung

des EMULGIT RPT zu den Rezeptu-

ren der vorherigen Charge leicht

unterscheidet, ist eine anwendba-

re Matrix gefunden worden, auf

deren Basis eine Optimierung der

sprengtechnischen Parameter vor-

genommen wird.

Sprengtechnik – Im o.g. Versuchs-

zeitraum sind fast 1000 Arbeiten

(Kanonen mit 26 Bohrlöchern und

Abklappen) versuchstechnisch

begleitet worden (s. Tab. 8). Die

Merkmale und Ergebnisse sind

in einer Datenbank geführt. Auf

Grund der Vielzahl der spreng-

technischen Parameter jeder ein-

zelnen Sprengung lassen sich die

einzelnen Sprengungen nur bei

annähernd gleichen Rahmenbe-

dingungen sinnvoll untereinander

vergleichen. Die Strecken lagen in

einem operativen Kippstellenbe-

reich und waren keine ausgesuch-

ten Versuchsstrecken wie bei den

„Kleintechnischen Versuchen“. So

konnten nur Abschläge möglichst

gleicher Bauhöhe miteinander ver-

glichen werden. Solche und weitere

Selektionskriterien führten zur

Reduktion der Anzahl vergleich-

barer und somit laut Tabelle 8

auswertbarer Abschläge. Die Selek-

tionskriterien sind nachvollziehbar

und beliebig modifizierbar, sodass

Datenbankabfragen hinsichtlich

verschiedener Aufgabenstellungen

durchführbar sind.

Sprengschwaden – Die Belastung

der Wetterströme im Kippstel-

lenbereich des „Großtechnischen

Versuches“ wurden eingangs-

(Frisch wetter) und ausgangssei-

tig (Abwetter) jeweils mit einem

Mehrkomponenten-Gasmessgerät

MULTI WARN II der Firma DRÄGER

gemessen. Der Vergleich der Spreng-

schwaden von ANDEX 2000 mit

EMULGIT RPT zeigt eine deutliche

Reduktion der Sprengschwaden-

belastung beim Einsatz von EMUL-

Abb. 20: Transport der Emulsionsmatrix in Transportcontainern (TC) auf Mül-

ler-Mittelthal-Paletten / Transport of bulk emulsion matrix in containers (TC) with

Müller-Mittelthal transportation system

Abb. 19: Anschlüsse der Befüllleitungen am Mischladefahrzeug / Hose conections

of the mixing-loading truck





erbringen. Die Optimierung der

Sprengschemata hinsichtlich Redu-

zierung von Sprengbohrlöchern ist

noch nicht abgeschlossen. Mit der

Dichtereduzierung können mit neu

entwickelten Bohrschemata weite-

re Bohrlocheinsparungen erzielt

werden. Die Verbesserung der Lade-

ergonomie erhöht die Arbeitsleis-

tung des MLF-Bedieners.

Der Einsatz von EMULGIT RPT

zeigt im Trend kürzere Auswetter-

zeiten. Dieses Ergebnis erschließt

die Möglichkeit einer schnelleren

Ortfreigabe. Es wird z.Z geprüft,

inwieweit dieser vorerst hypothe-

tische Zeitgewinn wirtschaftlich

umsetzbar ist.

6. Weiteres VorgehenDer Lenkungsausschuss hat auf

Empfehlung der Projektleitung

eine eingeschränkte Fortführung

des GTV im Grubenbetrieb des

Werkes Neuhof-Ellers beschlossen.

Auf Grund der erkannten und für

umsetzbar beurteilten Potenziale

in der Anwendung des EMULGIT

RPT im Kali- und Steinsalzbergbau

soll das System im Grubenbetrieb

Neuhof-Ellers zur Betriebsreife ent-

wickelt werden. Das Projekt ist an

den Standort Neuhof-Ellers überge-

ben worden.

Der übergeordnete Lenkungsaus-

schuss und die Projektteams sind

aufgelöst worden. Die Projektver-

antwortung und die Projektleitung

ist an den Standort übergeben

worden.

In Zusammenarbeit mit der Fir-

ma WESTSPRENG wird der Stand-

ort Neuhof-Ellers sich in 2005 bei

der Entwicklung der Betriebsreife

des Gesamtsystems auf folgende

Ziele konzentrieren:

• Dichtereduzierung < 1,00 g/cm3

• Gassingzeit < 1h

• Sprengen ohne Verstärker-

ladung

Parallel dazu wird zur ergono-

mischen Entlastung des MLF-Bedie-

ners ein Manipulator zur Führung

des Ladeschlauches entwickelt.

Gemeinsam mit dem Hersteller

und Produzenten Westspreng

GmbH hat K+S im Prozess der

untertägigen Erprobung und selek-

tiven Anwendung im Rahmen des

GTV viel dazugelernt. Der Ein-

satz von Emulsionssprengstoff im

Kali- und Steinsalzbergbau wird

grundsätzlich technisch für mög-

lich erachtet. Es sind jedoch noch

eine Reihe von Aufgaben zu lösen,

bevor im Vergleich zum ANFO

ein wirtschaftlich konkurrenzfä-

higes Produkt in unseren Werken

zum Einsatz kommen kann. Die

eingeschränkte Fortsetzung der

Versuche in Neuhof-Ellers dient in

diesem Zusammenhang dem Ziel,

den dabei zu beschreitenden Weg

zeitlich besser bestimmen, die

technische Realisierbarkeit in den

Einzelschritten besser einschätzen

sowie die Wirtschaftlichkeit des

Gesamtsystems besser zu hinterfra-

gen und präzisieren zu können.

Quellen[1] TECHNISCHEN REGELN FÜR GEFAHRSTOFFE TRGS 900 – Grenz-

werte in der Luft am Arbeitsplatz

– Luftgrenzwerte Ausgabe Oktober

2000 (BArbBl. 10/2000 S. 34–63;

eingearbeitete Änderungen: 4/2001

S. 56; 9/2001 S. 86; 3/2002 S. 71;

10/2002 S. 76)

[2] LINDECKE, B.; Beschreibung Mess-

aufbau Testo, unveröffentlicht, Kas-

sel 2002.

[3] VOGES, K.; Beschreibung Spreng-

schwadenmessungen, unveröffent-

licht, Kassel 2002.

[4] SCHMÜCKER, G.; Beschreibung

Mischladegerät Tunnel 01 der

WESTRSPRENG GmbH, aus „Test-

bericht zum Einsatz von EMUL-

GIT RPT“; unveröffentlicht, Kassel

2003.

[5] HAMMELMANN, F.; Beschrei-

bung Mischladegerät MiniPump

der ORICA GERMANY GmbH, aus

„Testbericht zum Einsatz von NOBE-

LIT 2000“;unveröffentlicht, Kassel

2002.

[6] GÖDER, R.; Beschreibung Misch-

ladegerät EMOUNT 01 der SPRENG-

STOFFWERK GNASCHWITZ GmbH,

aus „Testbericht zum Einsatz von

EMULLEX B“; unveröffentlicht,

Kassel 2002.

[7] REGIERUNGSPRÄSIDIUM KASSEL,

Staatliches Umweltamt Bad Hers-

feld; Ausnahme von den Bestim-

mungen des §17 Abs1 GefStoffV,

Ausnahmen von der Kennzeich-

nungspflicht; unveröffentlicht,

6. Juni 2003.

Tab. 9: Bohrlochanzahl und Vorgaben im Vergleich / Comparision of amount of

boreholes and spacing per drift

zahl EMULGIT RPT mit Verstärker-

ladung zu initiieren, konnten im

beschriebenen Versuchszeitraum

die Effekte des PRIMERS noch nicht

dem Sprengen ohne Verstärkerla-

dung („Nacktsprengen“) gegenüber-

gestellt werden. Eine signifikante

Reduzierung des Bohraufwandes

durch den Einsatz von Emulsions-

sprengstoff EMULGIT RPT ergibt

sich nur beim Sprengen ohne

Verstärkerladung und unterstell-

tem unverändertem Abschlagwir-

kungsgrad.

Die Ergebnisse des „Großtechni-

schen Versuches“ lassen zur Zeit

noch keine Umstellung auf ein

Emulsionssprengstoff-System im

Grubenbetrieb Neuhof-Ellers zu.

Z.Z. ist das EMS-System nicht wirt-

schaftlich einsetzbar.

Fazit des GTVAls negatives Fazit des GTV kann

festgehalten werden:

• Das Gesamtsystem ist noch nicht

betriebsreif.

• Die Dichtevariation in einem

Abschlag ist noch nicht stabil

möglich.

• Die Dichtereduzierung unter 1,00

g/cm3 ist nicht gezeigt worden.

• Die Gassingzeit < 1 Stunde ist

deutlich größer als spezifiziert

(30 min).

• Das Sprengen ohne Verstärkerla-

dung ist nicht stabil möglich.

• Das Ladeverfahren verursacht

eine höhere ergonomische

Belastung für den Bediener des

Mischladefahrzeuges.

Als positives Fazit des GTV kann

festgehalten werden:

• Die Sprengschwaden und die

Haufwerksausgasung beim Laden

sind unauffällig.

• Die Auswetterzeiten nach dem

Sprengen mit EMULGIT RPT sind

tendenziell geringer als beim

Sprengen mit ANDEX 2000.

• Die Maschinenverfügbarkeit des

Mischladefahrzeuges ist sehr

hoch.

• Der Emulsionssprengstoff ist

während der Versuchsphase

vom Hersteller weiterentwickelt

worden.

• Der Gefahrstoff Essigsäure ist

substituiert worden. D.h. keine

Zufuhr von Essigsäure auf dem

MLF in den Mischprozess.

• Die Großtechnische Fremdpro-

duktion der Emulsionsmatrix bei

WESTSPRENG läuft stabil.

• Es ist ein viskositätsbedingtes

Nachemulgieren der Emulsions-

matrix festgestellt und behoben

worden.

• Das Gassingverhalten im Bohr-

loch ist sehr homogen.

• Die Firstkontrolle ergab keinen

signifikanten Unterschied in der

Anwendung von ANDEX 2000 zu

EMULGIT RPT.

Potenzial – Aus dem Fazit lässt

sich ein wirtschaftliches Potenzial

ableiten. Durch die Herstellung

des Sprengstoffs vor Ort werden

Sprengstofflagerung und Trans-

port erheblich reduziert. Es brau-

chen dadurch keine aufwendig

verschließbaren Räume (Spreng-

stofflager und Sprengmittelab-

stellräume) mehr hergestellt wer-

den. Die Betankung des MLF in

Kippstellennähe verkürzt Rüstzei-

ten und erhöht gleichzeitig die

Einsatzzeit des MLF.

Ein hydraulisch förderndes Sys-

tem ist einfacher zu automatisieren

als ein pneumatisch förderndes und

bietet zukünftig mehr Ansätze zur

Verbesserung der Ladeergonomie.

Mit den Messungen zur Erstel-

lung einer Zeitstudie sind zeitin-

tensive Arbeitsschritte detektiert

worden. Eine Leistungssteigerung

beim Betrieb des MLF ist möglich.

Der Einsatz unterschiedlicher

Matrizes hat auch das Potenzi-

al in der Sprengstoffherstellung

gezeigt. Mit der Dichtereduzie-

rung des Emulsionssprengstoffs

im Bohrloch von 1,14 g/cm3 bei

der letzten Charge auf 0,95 g/cm3

bis 1,05 g/cm3 würde nicht nur der

spezifische Sprengstoffverbrauch

reduziert werden, sondern würde

auch das firstschonende Sprengen

ohne Wechsel der Sprengmittel

einen wirtschaftlichen Vorteil

Tab. 7: Normierte Vergleichsabschläge / Standardized blast results

Tab. 8: Versuchsanzahl bis 15.11.2004 /

Amount of testblast selected

Kali und Steinsalz1/05 - vks-kalisalz.de · 8 Kali und Steinsalz Heft 1/2005 Wirtschaft Kali und...

Documents

Transcript of Kali und Steinsalz1/05 - vks-kalisalz.de · 8 Kali und Steinsalz Heft 1/2005 Wirtschaft Kali und...