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Erarbeitung inhaltlicher Aspekte für ein
Rahmenkonzept zu Bergbaunachfolgen des
ehemaligen Steinkohlenreviers Lugau-
Oelsnitz/Erzgeb. (Teilprojekt 2.3.1.2)
Extrakt
Auftraggeber:
Stadtverwaltung Oelsnitz/Erzgeb.
Rathausplatz 1
09376 Oelsnitz/Erzgeb.
Auftragnehmer:
DMT-Leipzig
Zweigniederlassung der DMT GmbH & Co. KG
Geschwister-Scholl-Straße 21
04205 Leipzig
Bearbeitungszeitraum:
2017/2018

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Im Revier Lugau-Oelsnitz/Erzgeb. wurde zwischen 1844 und 1971 ca. 142 Mio. t
Steinkohle abgebaut. Nach anfangs übertägiger Gewinnung der Kohle im
Ausbissbereich wurden nach und nach ca. 100 Schächte abgeteuft und 25 Halden
für das nicht nutzbare Bergematerial angelegt. Bedingt durch das Einfallen der
Lagerstätte erreichten die Schächte bis zu 1.195 m Teufe, die Halden umfassen
bis zu 26 ha Aufstandsfläche.
Ein 127 Jahre andauernder Bergbau hinterlässt naturgemäß Spuren - sichtbare
und nicht sichtbare. Es wurde deshalb ein Konzept erarbeitet, in dem die bereits
bekannten und die noch zu erwartenden Bergbaunachfolgen zusammengestellt
und hinsichtlich der auftretenden Gefährdungen bzw. Risiken für die
Nachnutzung der Tagesoberfläche bewertet wurden.
Neben diesen offenkundig negativen Erscheinungen wurde außerdem
untersucht, inwieweit sich Chancen ergeben können, die Bergbaunachfolgen
gewinnbringend zu nutzen. Im Ergebnis stehen begründete Maßnahmen, wie
mit den verschiedenen Bergbaunachfolgen umzugehen ist, um Gefährdungen
der öffentlichen Sicherheit und Ordnung dauerhaft zu verhindern.
Ziel des Projektes war die Erstellung eines Rahmenkonzeptes, in dem die
Bergbaunachfolgen benannt, Kontrollen und Überwachungszyklen (Monitoring)
der Haldensickerwässer und der Haldenbewegungen, des Flutungs- und
Hebungsprozesses etc. zusammengestellt sowie geeignete Sanierungs- und
Abwehrmaßnahmen in Form eines konkreten Zeit- und Maßnahmeplanes
beschrieben und festgelegt sind.
Bereits während des aktiven Bergbaus wurden die Auswirkungen des
untertägigen Abbaus auf die Schutzgüter der Umgebung regelmäßig gemessen
und dokumentiert. Drei Jahre nach Einstellung des Bergbaus wurden die
Tagesöffnungen
(Schächte)
in
einer
bergschadenkundlichen
Analyse
dokumentiert und ihre bis dahin erfolgte Verwahrung beschrieben und
bewertet. Zahlreiche Unterlagen zu den Bergbaunachfolgen und ihren
Auswirkungen wurden insbesondere seit 1990 erstellt und standen zur
Verfügung. Insgesamt wurden 198 Quellen (Berichte, Studien, Karten, Material
zu
Workshops,
Gutachten,
Bachelor-
und
Masterarbeiten,
Internetveröffentlichungen usw.) recherchiert.

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Das Rahmenkonzept zu Bergbaunachfolgen ist als Metastudie angelegt, in der
die Erkenntnisse und Hinweise der recherchierten Unterlagen gebündelt und
gemeinsam bewertet werden.
Am Ende der Auswertung stehen Maßnahmenempfehlungen, die in einem
detaillierten Zeit- und Maßnahmenplan für die Jahre 2019 bis 2033 konkret
benannt und gemäß den Bergbaunachfolgen für folgende Themen bzw. Bereiche
aufgeschlüsselt werden:
Flutung des Grubengebäudes bis zu übertägigen Grubenwasseraustritten
Wechselwirkungen zwischen Grubenwasser und Grundwasser
Beeinflussung des Oberflächenwassers
Auswirkungen der Halden
Schächte mit und ohne Verwahrung
Deformationen der Tagesoberfläche
Grubengasaustritte
Städtebauliche Aspekte

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Die bergbaulichen Hinterlassenschaften wurden zur besseren Übersicht in
mehreren topographischen Karten 1:25.000 dargestellt - separat für Halden und
Betriebsflächen
(Abb.
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sowie
Schächte,
Strecken,
Bahnlinien
und
Grubengasaustritte.
Eine
wesentliche
Bergbaunachfolge
ist
der
(Wieder-)
Anstieg
des
Grubenwassers, der sich auch maßgeblich auf Schächte, Halden, Grundwasser,
Geländedeformationen usw. auswirkt. In bislang zwei Grubenwassermessstellen
wird der sehr langsam verlaufende Anstieg (ca. 3 cm/Tag) regelmäßig gemessen.
Zum Grubenwasseranstieg liegt ein detailliertes hydraulisches Modell vor, das
anhand der Messwerte regelmäßig kalibriert wird. Demnach wird der Anstieg die
Geländehöhe der tiefsten Tallagen (ca. 320 m NHN) etwa 2032 erreichen.
(Abb. 3).
Abbildung 1: Verbreitung von Halden (grün) und Betriebsflächen (violett) im
Arbeitsgebiet Lugau - Oelsnitz/Erzgeb. (rot umrandet)

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Abbildung 2: Modellierung und Messwerte des Grubenwasseranstieges
Mit ansteigendem Wasserspiegel sind Vernässungen an der Tagesoberfläche
möglich, was zur zusätzlichen Belastung bereits bestehender Polderanlagen
führen kann bzw. neue Anlagen notwendig erscheinen lässt. Ebenso kann es zu
lokalen oder diffusen Wasseraustritten und/oder Zusickerungen in die quartären
Bachsedimente kommen. Das austretende (mineralisierte) Wasser ist zu
behandeln.
Bei oberflächennahem Grubenwasserspiegel kann über Schächte, Störungen
oder Erdrisse eine qualitative Beeinträchtigung der oberflächennahen
Grundwasser-horizonte erfolgen. Auch ohne Trinkwassernutzung wäre diese
Verschlechterung nach EU-WRRL nicht zulässig. Zur Herstellung einer Datenbasis
wird die Verdichtung des Messstellennetzes (Grundwasser) mit anschließendem
Monitoring durch Beprobungen, Analysen und wissenschaftliche Auswertung
sowohl des Grundwassers als auch des Grubenwassers empfohlen.

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Es wird vorgeschlagen, durch eine bis in das offene Grubengebäude reichende
Entnahmebohrung an geeigneter Stelle den Grubenwasseranstieg bei 300 m
NHN anzuhalten und das zuströmende Wasser (durchschnittlich etwa 35 m³/h
ab 2032) aktiv abzupumpen und on site zu reinigen.
An den Bergehalden wurde festgestellt, dass Niederschläge zur Herauslösung
von Sulfaten und Schwermetallen führen und eine Versauerung von
Oberflächen-
und
ggf.
Grundwasser
erfolgt.
Da
gemäß
europäischer
Wasserrahmenrichtlinie
(EU-WRRL)
ein
Verschlechterungsverbot
der
Gewässergüte
besteht
(einschließlich
des
Grundwassers),
sind
Abwehrmaßnahmen geboten, z.B. durch Verdichtung des Bewuchses sowie die
gezielte Beeinflussung der Redoxbedingungen durch sauerstoffzehrende
Nährstoffe. Die Haldenbrände werden dahingehend bewertet, dass ein Löschen
der Brände erfahrungsgemäß nicht mit vertretbarem Aufwand möglich ist. Die
empfohlenen Maßnahmen erschweren jedoch den Luftzutritt und damit die
Selbstentzündung.
Die rechnerische Haldenstandsicherheit ist grundsätzlich nicht auf dem
geforderten Niveau der aktuellen Normung (Eurocode 7), muss aber dennoch in
ihrer vorliegenden Form erhalten werden. Maßnahmen hierzu sind eine
Bewuchsverdichtung und -verjüngung, lastfreie Böschungsoberkanten, der
Verzicht auf zusätzliche Versteilungen von Böschungen und regelmäßige
Kontrollen.
Nur ein Teil der Schächte ist vollumfänglich verfüllt, häufig wurden nur Bühnen
eingebaut
und
die
obersten
Meter
der
Schachtröhre
verfüllt.
Verspriegelungszonen in den Füllsäulen führen darunter zu ungewollten
Hohlräumen und verringern die Stabilität.
Im Zuge des Grubenwasseranstieges verändern sich die Bedingungen für die
Standsicherheit der Schächte und Füllsäulen, da sich die „Eintauchtiefe“
verändert (Abb. 4). Dadurch können bislang stabile Füllsäulen absacken und
Gefährdungen von Personen und Sachwerten an der Tagesoberfläche entstehen.
Vor dem Hintergrund des Grubenwasseranstieges wurden die Schächte, ihre
Ausbauten und Füllsäulen neu bewertet und kategorisiert.

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Bislang sind 13 Schächte dauerstandsicher verwahrt. Gemäß Neubewertung
2017 werden 5 Schächte in die Risikoklasse II (hohes Risiko) eingestuft und ihre
Verwahrung sollte umgehend erfolgen. Mit Ausnahme der verwahrten Schächte
sind alle anderen regelmäßig zu kontrollieren. Wo die vorgeschriebene
Abdeckplatte für die Schachtröhre fehlt, ist diese kurzfristig einzubauen.
Durch den Steinkohlenabbau kam es im Revier zu Absenkungen der
Tagesoberfläche um mehrere Meter und lokal bis zu 17 Meter (Bereich
Waldesruh). Mit Einstellung der Gewinnung klangen die Senkungen schnell ab.
Im Bereich von Senkungsdifferenzen entstanden Zerrungen, die zu Erdrissen
führten.
Im Zuge des Grubenwasseranstieges treten nun geringe Hebungen (2,5
mm/Jahr) auf, die sich schädlich auf Freigefälleleitungen und Gebäude
auswirken können. Es wird empfohlen, die regelmäßigen Nivellements
fortzusetzen, das Messnetz lokal zu verdichten und die Messungen
wissenschaftlich-bergschadenkundlich auswerten zu lassen.
Abbildung 3: Höhenlage ausgewählter Schachtfüllsäulen und des Grubenwasserspiegels
2017 (grün) und 2032 (rot)

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Die Erstellung einer Hebungsprognose wird empfohlen, um rechtzeitig auf
erwartbare Veränderungen der Tagesoberfläche reagieren zu können.
Im östlichen Teil des Reviers streichen die kohleführenden, oberkarbonischen
Schichten an der Tagesoberfläche aus (Abb. 5). In diesem Bereich begann der
Tiefbau auf Steinkohle mit Hilfe zahlreicher Schächte geringer Teufe. Und genau
hier wurden Grubengasaustritte festgestellt, zunächst bei Routinemessungen
des Gasversorgers, später verifiziert durch mehrere Langzeitmessungen in zwei
Gebäudekellern und weitere Kurzzeitmessungen. Während die Konzentrationen
von Methan (CH4) relativ gering blieben, konnten in den Gebäudekellern
erhöhte CO2 - und verringerte Sauerstoffkonzentrationen nachgewiesen
werden. Eine deutliche Abhängigkeit der Ausgasungen vom barometrischen
Luftdruck ist feststellbar: die CO
2
- Konzentration steigt bei sinkendem Luftdruck
sofort an, während sich die CHJens
4
- Konzentration erst mit 2 Tagen
Verzögerung messbar erhöht. Es wird erwartet, dass sich der Zustrom von
Grubengasen
mit
steigendem
Grubenwasserspiegel
erhöht
(Verdrängungseffekt).
Empfohlene Maßnahmen zur Sanierung sind die Errichtung von Absaugbrunnen
für das Grubengas sowie eine Versuchsabsaugung, begleitet durch ein
Monitoring in Gebäuden, im Kanalnetz und im Untergrund.
Abbildung 4: Schächte , Schadstellen und Grubengasaustritte (gelb) in Neuoelsnitz im
Osten des Reviers; braun hinterlegt: Ausstrich des Oberkarbons an der Tagesoberfläche

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Neben den bisher aufgezeigten Risiken und negativen Begleiterscheinungen der
Bergbaunachfolgen sind am Ende auch die Chancen und Möglichkeiten
dargestellt, die die Bergbaufolgelandschaft bietet.
Grundsätzlich möglich ist eine geothermische Nutzung des Grubenwassers, das
voraussichtlich eine relativ konstante Temperatur besitzt. Um hohe Pumpkosten
zu vermeiden, ist eine solche Nutzung allerdings erst bei vollständig geflutetem
Revier sinnvoll. Höhere Temperaturen hingegen liegen bereits heute in der
brennenden Deutschlandschachthalde vor - sie könnten durch oberflächennahe
und mobile Wärmekollektoren auf einfache Weise genutzt werden. Verlagert
sich der Haldenbrand, können die Kollektoren nachgeführt werden. Tiefe
Bohrungen wären nicht erforderlich, die Wärme könnte zu Heizzwecken genutzt
werden und die Eingriffe in die Halde blieben auf geringe Tiefen (ca. 2 m)
beschränkt.
Das Grubenwasser selbst weist eine hohe Salzfracht auf - das eröffnet
grundsätzlich die Möglichkeiten einer balneologischen Verwendung, in geringer
Menge ggf. auch als mineralreiche Trinkquelle.
Zusammenfassung:
Im Steinkohlerevier Lugau-Oelsnitz/Erzgeb. wurden zwischen 1844 und 1971 ca.
142 Mio. t Steinkohle abgebaut, es verblieb ein Resthohlraum von 47 Mio. m³.
Seit 1974 wird die Grube geflutet, wobei die Flutung sehr langsam erfolgt und
etwa 2032 abgeschlossen sein wird. Die Flutung und die anderen
Bergbaunachfolgen wirken sich mannigfaltig aus:
Gruben-
und
Grundwasser:
etwa
im
Jahre
2032
wird
der
Flutungswasserstand
die
tiefsten
Tallagen
erreichen,
ohne
Gegenmaßnahmen
drohen
Vernässungen
und
unkontrollierte
Grubenwasseraustritte.
Auch
qualitative
Beeinträchtigungen
der
oberflächennahen Grundwasserhorizonte und der Vorfluter sind möglich.
Eine Entlastungsbohrung zur Steuerung des Wasserstandes ist vorgesehen.
Haldenablaugung: durch Oxidation des Sulfidschwefels kommt es zur
Freisetzung von Eisen, Sulfat und Schwermetallen in die Vorfluter.
Vorfluter: sie werden durch Haldensickerwässer und Flutungswasser der
Grube beeinträchtigt.

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Schächte: deren Füllsäulen bilden Wegsamkeiten für das Grubenwasser,
auch
die
Standsicherheit
der
Füllsäulen,
Ausbauten
und
Streckenabdämmungen wird durch die Flutung negativ beeinträchtigt.
Geländedeformationen: durch das ansteigende Grubenwasser erfolgen
momentan Hebungen bis zu 2,5 mm/Jahr. Mit zunehmendem Anstieg des
Flutungsspiegels wird erwartet, dass sich die Hebungstendenz verstärkt und
es dadurch zu Schäden an Gebäuden und der technischen Infrastruktur
kommen kann.
Haldenstandsicherheit: die gemäß der aktuellen Normung geforderten
Standsicherheitsreserven sind nicht vorhanden, technische Maßnahmen
indes nicht praktikabel. Es wird eine Überwachung der Halden empfohlen.
Grubengasaustritte: im östlichen Teil des Reviers wurden Ausgasungen von
CO
2
, CH
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und verringerte Konzentrationen von O
2
festgestellt. Analysen
belegen die Genese als Grubengas. Mit zunehmender Flutung kann durch
Verdrängung eine Verstärkung der Grubengasaustritte eintreten, was mit
einer entsprechenden Gefährdungslage einhergeht.
Auf der Grundlage dieser herausgearbeiteten inhaltlichen Aspekte zu den
Bergbaufolgen wurde ein Maßnahmeplan (Rahmenkonzept) aufgestellt, in dem
die Langzeitwirkungen des ehemaligen Bergbaus benannt, Kontrollen und
Überwachungszyklen
(Monitoring)
der
Haldensickerwässer,
der
Haldenbewegungen, des Flutungs- und Hebungsprozesses etc. sowie geeignete
Sanierungs-
und
Abwehrmaßnahmen
(Entlastungsbohrungen,
Schachtverwahrungen etc.) beschrieben und festgelegt wurden.
Dieser Maßnahmeplan muss zwischen den zuständigen staatlichen Behörden
abgestimmt werden, um eine langfristige Finanzierung und damit die andernorts
(Uranbergbau, Kupferschieferbergbau, Kalibergbau, Braunkohlenabbau etc.) im
Einigungsvertrag organisierte, zielorientierte und konsequent fachkundige
Behandlung
der
Bergbaufolgen
im
ehemaligen
Lugau-Oelsnitzer
Steinkohlenrevier zu erreichen und der betroffenen Region perspektivisch die
notwendige Sicherheit und die Grundlagen zur weiteren wirtschaftlichen und
touristischen Entwicklung zu geben.