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Untertagebau

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Datei:Salzbergwerk Altaussee Stollen 20220924a.jpg
Stollen im Salzbergwerk Altaussee

Als Untertagebau,<ref name="Quelle 11" /> im Bergbau auch Untertagebergbau,<ref name="Quelle 13" /> bezeichnet man die Herstellung unterirdischer Hohlräume unter Tage, also im anstehenden Gebirge.<ref name="Quelle 11" /> Im Untertagebau werden Rohstoffe gewonnen, die in tiefer liegenden Lagerstätten vorkommen.<ref name="Quelle 20" /> Dies sind Rohstoffe wie Steinkohle, Salz und Kalisalz, Erze, Festgestein und Tone.<ref name="Quelle 12" />

Geschichte

Der Untertagebau und die Entwicklung des modernen Menschen sind stark miteinander verknüpft.<ref name="Quelle 21" /> So gab es bereits in der Steinzeit den Untertagebau.<ref name="Quelle 14" /> Archäologische Funde aus dem Jahr 1984 datieren das Feuersteinbergwerk von Abensberg-Arnhofen auf 5500 v. Chr. Aus etwa 8 Meter tiefen Schächten wurde Feuerstein in bergmännischer Arbeit gewonnen.<ref name="Quelle 1" /> Gearbeitet wurde mit primitiven Werkzeugen, die die steinzeitlichen Bergleute zuvor aus Hirschgeweih gefertigt hatten.<ref name="Quelle 14" /> Wenn ein Schacht abgebaut war, wurde einige Meter weiter ein neuer geteuft und der alte mit dem Abraum des neuen verfüllt.<ref name="Quelle 1" /> Dieses Verfahren stellt den Übergang vom Tagebau zum Untertagebau dar.<ref name="Quelle 15" /> Der Stollenbau ist etwa 3000 Jahre alt, mittels Feuersetzen wurde zu der damaligen Zeit Erz abgebaut. Unter Kaiser Claudius wurde vor etwa 2000 Jahren ein Stollen zur Entwässerung des Fuciner Sees getrieben. Die ersten Tiefbaugruben stammen aus dem 16. Jahrhundert. So erreichten die Gruben der Fugger in der Nähe von Kitzbühel eine Teufe von 880 Metern.<ref name="Quelle 2" />

Erschließung der Lagerstätte

Beim Untertagebau liegen die Unterschiede in der Ausrichtung der Lagerstätte.<ref name="Quelle 10" /> Für die Erschließung der Lagerstätte mittels Untertagebau gibt es zwei Möglichkeiten, den Stollenbau (auch Stollenbergbau) und die Erschließung über Schächte.<ref name="Quelle 4" /> Entscheidend für die Art der Erschließung sind hauptsächlich die Teufe und die Gestalt der Erdoberfläche.<ref name="Quelle 3" />

Ein Stollenbau wird in hügeligem Gelände oder im Gebirge angelegt.<ref name="Quelle 4" /> Hierzu werden waagerechte, leicht ansteigende Stollen in den Berg aufgefahren, von denen aus die Lagerstätte ausgebeutet wird.<ref name="Quelle 11" /> Der Stollenbau ist nicht für Lagerstätten geeignet, die sich unterhalb der Talsohle befinden.<ref name="Quelle 4" /> Vereinzelt wird auch durch Stollentiefbau planmäßiger Abbau unterhalb der Stollensohle betrieben, hierbei muss das Fördergut mittels Bandanlagen und das Grubenwasser mittels Pumpen gehoben werden.<ref name="Quelle 5" />

Bei der Erschließung der Lagerstätte über Schächte werden zunächst seigere oder schräge Schächte bis in die Lagerstätte oder in ihre Nähe geteuft.<ref name="Quelle 10" /> Anschließend wird die Lagerstätte mit Hauptstrecken und Querschlägen ausgerichtet, danach werden die Abbaureviere vorgerichtet.<ref name="Quelle 6" /> Den so ausgeführten Untertagebetrieb bezeichnet der Bergmann als Tiefbau.<ref name="Quelle 10" /> Schließlich werden mit einem geeigneten Abbauverfahren die Bodenschätze abgebaut und zur weiteren Verarbeitung zu Tage gefördert.<ref name="Quelle 4" /> Die Abbauverfahren richten sich nach dem Bodenschatz (Rohstoff), der Lagerstätte (flözartig, gangartig oder massig) und der Standfestigkeit<ref group="ANM" name="Anm. KlBBL." /> des Gebirges.<ref name="Quelle 20" /> Dementsprechend kommen spezielle Abbauverfahren zur Anwendung, zum Beispiel Kammerbau, Strebbau, Weitungsbau oder Teilsohlenbruchbau.<ref name="Quelle 6" />

Unterschiedliche Teufe

Je nach Teufe wird beim Untertagebau unterschieden zwischen dem Tagesnahen Bergbau, dem Oberflächennahen Bergbau und dem Tiefen Bergbau.<ref name="Quelle 7" /> Über die genaue Grenze, bis zu welcher Teufe welcher Untertagebereich gilt,<ref group="ANM" name="Anm. Gschw." /> gibt es in den jeweiligen fachlichen Quellen unterschiedliche Sichtweisen.<ref name="Quelle 17" /> Je geringer die Teufe, in der bergmännische Aktivitäten stattfinden bzw. stattgefunden haben, ist, desto größer ist die Gefahr für Tagesbrüche.<ref name="Quelle 14" />

Als Tagesnaher Bergbau werden Grubenbaue bezeichnet, deren Deckschicht weniger als 30 Meter<ref group="ANM" name="Anm. Juza." /> beträgt.<ref name="Quelle 17" /> Aufgrund der hier bestehenden geringen Felsüberlagerung bildet sich nach Ende des Abbaus kein stabiler Zustand aus.<ref name="Quelle 18" /> Diese Hohlräume sind dann auf Dauer nicht standsicher.<ref name="Quelle 19" /> Zwar bleiben die bergmännisch erstellten Hohlräume zunächst bestehen, in den Randbereichen der Hohlräume bilden sich allerdings allmählich Verbruchszonen oder Auflockerungen.<ref name="Quelle 18" /> Beim tagesnahen Bergbau wurden die Lagerstätten meist über tonnlägige Schächte erschlossen. Zur Bewetterung wurden ähnlich wie beim Stollenbau meistens kleine Schächte, sogenannte Lichtlöcher, geteuft. Ein Abbauverfahren, das beim tagesnahen Bergbau zum Abbau unregelmäßig vorkommender Lagerstätten mit geringer Mächtigkeit sehr häufig angewendet wurde, war der Duckelbau.<ref name="Quelle 15" />

Als Oberflächennaher Bergbau werden Grubenbaue mit einer Deckschicht von mindestens 30 Metern und einer maximalen Teufe von bis zu 100 Metern<ref group="ANM" name="Anm. Juza 2." /> bezeichnet.<ref name="Quelle 17" /> Hier kommt es häufig zu Senkungen der Tagesoberfläche.<ref name="Quelle 23" /> Es besteht eine anhaltende Tagesbruchwahrscheinlichkeit.<ref name="Quelle 16" /> Beim oberflächennahen Bergbau werden die Lagerstätten sowohl über seigere als auch über tonnlägige Schächte erschlossen.<ref name="Quelle 9" /> Bei Braunkohlenflözen mit Mächtigkeiten bis zwölf Meter wurde sehr oft der Tummelbau angewendet.<ref name="Quelle 22" />

Tiefer Bergbau, oftmals auch Tiefbau genannt, findet in Teufen größer 100 Meter<ref group="ANM" name="Anm. Juza 3." /> statt.<ref name="Quelle 17" /> Bei dieser Teufe ist eine ausreichende Felsüberlagerung vorhanden.<ref name="Quelle 23" /> Das Deckgebirge senkt sich allmählich, wenn das Deckgebirge nicht mehr unterstützt wird.<ref name="Quelle 18" /> Nach Ende der Absenkungsphase bestehen nur noch geringe Auswirkungen auf die Tagesoberfläche.<ref name="Quelle 16" /> Somit kann es hierbei nicht zu Tagesbrüchen kommen.<ref name="Quelle 18" /> Beim Tiefen Bergbau werden die Lagerstätten in der Regel über seigere Schächte erschlossen,<ref name="Quelle 12" /> auf einigen Bergwerken erfolgt die Förderung der Rohstoffe über Förderberge mittels Bandstraßen.<ref name="Quelle 24" /> Die Berge haben meist ein Ansteigen zwischen 9 und 15 Gon und eine Länge von mehreren Kilometern.<ref name="Quelle 8" /> Bei tiefen Erzbergwerken werden teilweise in der Nähe des Förderschachtes befahrbare Wendelstrecken aufgefahren und zur Förderung genutzt.<ref name="Quelle 24" /> Die weltweit tiefsten Gruben befinden sich im Bergbaugebiet Western Deep Levels in Südafrika, mit einer Teufe von bis zu 4000 Metern. Gruben im Tiefen Bergbau werden darüber hinaus auch zur Errichtung von sog. Untergrundlaboratorien genutzt, wie dem Boulby Underground Laboratory. Diese Laboratorien dienen Experimenten in der Teilchenphysik.

Probleme

Der Untertagebau bedingt meist die Anlage von Halden und führt so zu einem Landschaftsverbrauch. An der Erdoberfläche kann es zu großflächigen Bergsenkungen und dadurch zu Bergschäden kommen. Der Untertagebau kann auch die Absenkung des Grundwasserspiegels und die Verschmutzung von Oberflächengewässern verursachen. Eine weitere weitaus größere Gefährdung entsteht beim tagesnahen und beim oberflächennahen Bergbau. Hier kann es bei nur unzureichend gesicherten untertägigen Hohlräumen zum Einsturz des Deckgebirges kommen, was anschließend zu einem Tagesbruch führt. Bei alten, nicht mehr benutzten (abgeworfenen) Schächten kann es bei nicht ausreichender Verfüllung zum Schachtverbruch kommen. Durch diese alten, nicht mehr verwendeten Grubenbaue besteht die Gefahr von Personenschäden.<ref name="Quelle 9" />

Weblinks

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}}

Einzelnachweise

<references responsive>

<ref name="Quelle 1">Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (Hrsg.): Von Bergwerken, Hütten und Hämmern. April 2008, S. 9–13.</ref> <ref name="Quelle 2">Emo Descovich: Technik der Tiefe. 5. Auflage, Franckh’sche Buchhandlung, Stuttgart 1932.</ref> <ref name="Quelle 3">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Zweiter Band, zehnte, völlig neubearbeitete Auflage, mit 599 Abbildungen, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1962.</ref> <ref name="Quelle 4">Ernst-Ulrich Reuther: Einführung in den Bergbau. Ein Leitfaden der Bergtechnik und Bergwirtschaft. 1. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1982, ISBN 3-7739-0390-1.</ref> <ref name="Quelle 5">Joachim Huske: Die Steinkohlenzechen im Ruhrrevier. 3. Auflage, Selbstverlag des Deutschen Bergbau-Museums, Bochum, 2006, ISBN 3-937203-24-9, S. 13–15, 45, 46.</ref> <ref name="Quelle 6">Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1988, ISBN 3-7739-0501-7.</ref> <ref name="Quelle 7"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20100816072712 

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            }} 
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  }} (PDF; 244 kB).</ref>

<ref name="Quelle 8">Wirtschaftsvereinigung Bergbau e. V.: Das Bergbau Handbuch. 5. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1994, ISBN 3-7739-0567-X</ref> <ref name="Quelle 9">Günter Meier: Modifikation von Tagesbruchprognosen. Online (PDF; 1,3 MB) (abgerufen per Archive org. am 26. Februar 2021).</ref> <ref name="Quelle 10">Friedrich Freise: Ausrichtung, Vorrichtung und Abbau von Steinkohlenlagerstätten. Verlag von Craz & Gerlach, Freiberg in Sachsen 1908, S. 3.</ref> <ref name="Quelle 11">Alfred Grusch, Diego Melingo: Handbuch der Edelmetall-Veranlagungen. Linde Verlag Ges.m.b.H., Wien 2013, ISBN 978-3-7093-0488-4, S. 153.</ref> <ref name="Quelle 12">Heinrich Otto Buja: Ingenieurhandbuch Bergbautechnik, Lagerstätten und Gewinnungstechnik. 1. Auflage, Beuth Verlag GmbH Berlin-Wien-Zürich, Berlin 2013, ISBN 978-3-410-22618-5, S. 209, 254–260, 514–515.</ref> <ref name="Quelle 13">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Zweiter Band, 10. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1962, S. 377.</ref> <ref name="Quelle 14">Dieter D. Genske: Ingenieurgeologie Grundlagen und Anwendung. Springer Verlag, Berlin Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-25756-1, S. 414–416.</ref> <ref name="Quelle 15">Heinrich Veith: Deutsches Bergwörterbuch mit Belegen. Verlag von Wilhelm Gottlieb Korn, Breslau 1871.</ref> <ref name="Quelle 16">Helmut Prinz, Roland Strauß: Ingenieurgeologie. 5. bearbeitete und erweiterte Auflage, Spektrum akademischer Verlag, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2472-3, S. 454.</ref> <ref name="Quelle 17">Günter Meier: Zur Bestimmung von altbergbaulich bedingten Einwirkungsbereichen. In: 9. Altbergbau-Kolloquium. Leoben 2009, VGE Verlag GmbH, Essen 2009.</ref> <ref name="Quelle 18">Melanie Niese: Der Umgang mit Bergschäden im südlichen Ruhrgebiet. Dissertation an der Ruhr-Universität, Bielefeld 2010, S. 60–62.</ref> <ref name="Quelle 19">Mark Mainz: Geotechnische Modellvorstellung zur Abschätzung von Gefährdungsbereichen des Altbergbaus und Schachtschutzbereichen im Aachener Steinkohlenrevier. Genehmigte Dissertation der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Aachen 2007, S. 4, 134–135.</ref> <ref name="Quelle 20">Günter Pilarsky: Wirtschaft am Rohstofftropf. Der Kampf um die wichtigsten mineralischen Ressourcen, Springer Fachmedien, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-00362-3, S. 101–102.</ref> <ref name="Quelle 21">Gerhard Girmscheid: Baubetrieb und Bauverfahren im Tunnelbau. 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH und Co.KG., Berlin 2008, ISBN 978-3-433-01852-1, S. 2.</ref> <ref name="Quelle 22">May, Stutzer, Eckardt; Bezirksgruppe Sachsen der Fachgruppe Steinkohlenbergbau Zwickau (Hrsg.): 75 Jahre Gemeinschaftsarbeit der Sächsischen Steinkohlenbergwerke. Überblick über den geologischen Aufbau des erzgebirgischen Steinkohlenbeckens, Zwickau, Juni 1936, S. 205–206.</ref> <ref name="Quelle 23">Barbara Juza: Erkundung und Stabilisierung tagesnaher Hohlräume im ehemaligen Gipsbergbau Hochleiten. Diplomarbeit am Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft der Montanuniversität Leoben; Leoben 2008, S. 35–45.</ref> <ref name="Quelle 24">Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1, S. 11–19.</ref>

</references>

Anmerkungen

<references group="ANM">

<ref group="ANM" name="Anm. Juza.">Nach einer neueren Einteilung gilt ein Bergbau als tagesnah, wenn das Deckgebirge kleiner oder gleich der 15-fach gebauten Gesamtmächtigkeit ist. (Quelle: Barbara Juza: Erkundung und Stabilisierung tagesnaher Hohlräume im ehemaligen Gipsbergbau Hochleiten.)</ref> <ref group="ANM" name="Anm. Juza 2.">Nach einer neueren Einteilung gilt ein Bergbau als oberflächennah, wenn das Deckgebirge kleiner oder gleich der 60-fach gebauten Gesamtmächtigkeit ist. (Quelle: Barbara Juza: Erkundung und Stabilisierung tagesnaher Hohlräume im ehemaligen Gipsbergbau Hochleiten.)</ref> <ref group="ANM" name="Anm. Juza 3.">Nach einer neueren Einteilung gilt ein Bergbau als tief, wenn das Deckgebirge größer oder gleich der 60-fach gebauten Gesamtmächtigkeit ist. (Quelle: Barbara Juza: Erkundung und Stabilisierung tagesnaher Hohlräume im ehemaligen Gipsbergbau Hochleiten.)</ref> <ref group="ANM" name="Anm. KlBBL.">Mit dem Begriff Standfestigkeit wird die Fähigkeit von Gesteinsschichten beschrieben, einen bestimmten Zeitraum um einen nicht unterstützten unterirdischen Hohlraum ohne Zerstörung stehenzubleiben. (Quelle: Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon.)</ref> <ref group="ANM" name="Anm. Gschw.">Insbesondere beim Altbergbau hat man eine andere Einteilung. So spricht man beim Altbergbau von Tagesnahem Altbergbau wenn der Teufenbereich bei 0 - 20 Metern + / - 10 Meter liegt. Von Oberflächennahen Altbergbau spricht man wenn der Teufenbereich bei 20 - 50 Metern + / - 10 Meter liegt. Von tiefem Altbergbau spricht man, wenn der Teufenbereich bei mindestens 50 Metern + / - 10 Meter liegt. (Quelle: Gunter Gernot Gschwandtner: Gebirgsmechanische Untersuchungen von komplexen Grubengebäuden am Beispiel eines aufgelassenen Gipsbergbaus.)</ref>

</references>

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