Selektive Abraumgewinnung und -verkippung
Verfahrensbeschreibung
Eine wesentliche hydraulische Maßnahme zur Minimierung der Kippenversauerung besteht in der Anlage eines oberen Grundwasserleiters in der Kippe, in dem qualitativ gutes Grundwasser bereitgestellt werden kann. Dies kann erreicht werden durch selektive Abraumgewinnung und -verkippung in Form einer:
- mineralogisch/chemischen Trennung des Abraums:
Verkippung pyritarmer und karbonathaltiger Sedimente in die oberen Kippscheiben - Verkippung der pyritreichen Sedimente in die unteren Kippscheiben
- hydraulische Trennung des Abraums: Schaffung eines Durchlässigkeitssprungs von etwa 10-5 m/s zwischen oberem Kippenabschnitt (gut durchlässig) und tieferem Kippenbereich (schlecht durchlässig)
Einsatzbereich
Braunkohlentagebau
Behandlungsziel
Minimierung der Kippenversauerung
Verfahrensart
Bergbau
Umwelteinflüsse
Massenbewegungen, Festlegung des späteren Grundwasserströmungsregimes
Überwachung
Überwachung der Stoffströme, Überwachung der sedimentologischen Eigenschaften der anstehenden (abzubaggernden) Sedimente insbes. hinsichtlich der Parameter Pyritgehalt und Körnung
Nachsorge
Monitoring Grund- und Oberflächenwasser
Relevante Prozesse
- keine Pyritoxidation + AMD-Bildung innerhalb der pyritfreien Abraumschicht → qualitativ gutes Grundwasser im Nutzungsbereich von Trinkwasserförderanlagen bzw. im Zustrom zu Tagebaurestseen
- Neutralisation potentiell versauernd wirkender Abraummaterialien durch Karbonat
- hydraulische Durchlässigkeit der GWL bestimmt Strömungsgeschwindigkeit, Grundwasservolumen und Strömungsregime
Anwendungsstand
Stand der Technik
Zeitaufwand
über 10 Jahre
Rechtliche Anforderungen
Arbeitsschutz
- TRGS 524 „Schutzmaßnahmen bei Tätigkeiten in kontaminierten Bereichen“
- DGUV-Regel 101-004 „Kontaminierter Bereiche“ (bisher: BGR 128)
- Gefahrstoffverordnung GefStoffV
- Materialienband „Leitfaden zum Arbeitsschutz bei der Altlastenbehandlung“ des Freistaates Sachsen
- DIN-Vorschriften der VOB Teil C in der aktuellen Fassung
Genehmigungsfähigkeit
prinzipiell gegeben
Erforderliche Genehmigungen
| Gesetz | Notwendig |
|---|---|
| Abfallrecht | u. U. |
| Baurecht | Ja |
| Immissionsschutzrecht | u. U. |
| Wasserrecht | Ja |
| Sonstige | u. U. |
Bewertung
Eignungsgrad für Schadstoffe
gut
- Sulfate
- Schwermetalle
bedingt
- Arsen
- Blei
- Cadmium
- Cobalt
- Kupfer
- Nickel
- Quecksilber
- Zink
- Zinn
ungeeignet
- Aliphatische, aromat. KW
- MKW (Diesel, Schmieröle)
- Leichtflüchtige KW (BTEX)
- PCB
- PAK (< 4 Ringe)
- PAK (> 4 Ringe)
- LHKW
- Dioxine, Furane
- Phenole und Alkohole
- Pestizide
- Cyanide (komplex)
- Phosphate
- Fluoride
- Schwebstoffe mit adsorbierten Schadstoffen
- Chrom
- MTBE
- PAK
- Saures Wasser
- basisches Wasser
- Schwefelwasserstoff
- Ammoniak
Umweltauswirkung
| hoch | mittel | gering | ohne | |
|---|---|---|---|---|
| Transportaufkommen | X | |||
| Bodenbelastung | X | |||
| Grundwasserbelastung | X | |||
| Luftbelastung | X | |||
| Lärmbelastung | X | |||
| Schmutzbelastung | X | |||
| Abfallaufkommen | X | |||
| Flächenbedarf | X |
Anforderungen
- genügend pyritfreier Abraum muss zur Verfügung stehen
- laufendes Sedimentmonitoring
- laufendes Stoffstrommanagement
Anforderungen an Umwelt
- Flächenbedarf für Zwischenlagerung
- pyritfreier bzw. karbonathaltiger Abraum muss zur Verfügung stehen
- rollige bzw. bindige Sedimente müssen zur Verfügung stehen
Beispiele in Sachsen
- Abraumkippe des Tagebau Garzweiler: - mineralogisch/chemischen Trennung: die oberen vierzig bis fünfzig Meter des über der Kohle anstehenden Sediments sind nahezu pyritfrei; wird diese Abraumschicht auf der Kippe zu einem Großteil wieder in den obersten Bereich eingebaut, kommt das pyrithaltige versauerte Abraummaterial zwangsläufig in die tieferen Kippenabschnitte - hydraulische Trennung: Einbau eines relativ großen Anteils an quartären Kiesen im oberen Kippenabschnitt, kf = 7 x10-5 m/s
- LEAG: Vorschnittbagger arbeiten der Abraumförderbrücke voraus und gewinnen die oberen Bodenschichten. Das Bodenmaterial wird mithilfe von Bandanlagen einmal um den Tagebau herum transportiert und auf der Kippenseite als oberste Schicht aufgetragen.
Leistungsfähigkeit unter sächsischen Bedingungen
- mglw. Einsatz in den Braunkohlentagebaue des Lausitzer und Mitteldeutschen Reviers z.B. im Anstrombereich zu Restseen
Vorteile
- Grundwasser im oberen Kippenbereich für Trinkwassergewinnung nutzbar
- kein Zustrom saurer Grundwässer in die Vorflut
- optimierte Behandlung der nun abgegrenzten Kippenabschnitte mit hoher Versauerung und Mineralisation (z.B. künstliche Kippenpufferung)
Nachteile
- erheblicher planerischer und logistischer Aufwand
- hohes Erkundungs- und Monitoringaufkommen für genaue Kentnisse über die abzubauen und verkippten Schichten
- ggf. Separierung und Zwischenlagerung des Abraums
Investitionskosten
- Kosten für Planung
- ggf. Grundstückskauf und Genehmigung
Kosten für laufenden Betrieb
- zusätzlich Kosten für Sedimentanalysen
- zusätzlich Kosten für den Transport und ggf. Zwischenlagerung des entsprechenden Abraums
Kosten für Chemikalien
- keine
Datenstand
01.01.2000
Literatur
- Boehm, B., Schwarzenberg, T. 2000: Kippenmaßnahmen zur Verbesserung der Grundwasserqualität im Rheinischen Braunkohlenrevier. In Häfner, F., Schmidt, J., Merkel B., Pohl, A. (Hrsg.) Wasserwirtschaftliche Sanierung von Bergbaukippen, Halden und Deponien. Freiberger Forschungsforum Vorträge und Posterbeitrage zum 51. Berg- und Hüttenmännischen Tag 2000. S. 26-42. Freiberg