Hydrogeologie von Wasserlösestollen – Wie die 4. Dimension hilft!

Tobias Rudolph1, Peter Goerke-Mallet1, Christian Melchers1
1 Forschungszentrum Nachbergbau, Technische Hochschule Georg Agricola

7.7 in Grundwasser und Bergbau

26.03.2020, 16:30-16:45, Telemann-Saal

Wasserlösestollen, die oftmals als Erbstollen betrieben wurden, bilden ein untertägiges Drainage- und Abflusssystem. Im Hinblick auf die Sicherheit der Tagesoberfläche ist der Erhalt dieser Systeme in vielen Bergbaurevieren der Welt eine wichtige Aufgabe. Stabile hydraulische, geotechnische und gebirgsmechanische Bedingungen über unabsehbar lange Zeiträume in den Wasserlösestollen zu gewährleisten, setzt ein besonderes hydrologisches und hydrogeologisches Verständnis der sich im Grubengebäude vollziehenden Prozesse voraus. Ein wesentlicher Schlüssel zum Verständnis der Wirkungsweise von Wasserlösestollen liegt im Monitoring des Gesamtsystems.

Erbstollen sorgen für die Entwässerung umfangreicher Grubengebäude. Viele Stollen sind allein mehrere Kilometer lang und bilden mit den angehängten Grubenbauen ein großes Drainagesystem von meist unbekannter Ausdehnung. In diesen Grubengebäuden treten u.a. Entfestigungen, Standwasserbildungen, veränderte hydraulische und hydrochemische Bedingungen und Wasseraustritte auf. An der Tagesoberfläche zeigen sich diese Veränderungen z.B. in Tagesbrüchen, Vernässungen und spontanen Wasserausbrüchen. Die Relevanz dieser Ereignisse für die Sicherheit der Tagesoberfläche ist offenkundig.

Wasserlösestollen sind technische Bauwerke, deren Standdauer bereits häufig 2 Jahrhunderte umfasst und deren weitere Lebensdauer in Jahrhunderten zu bemessen ist. Würdigt man alle Umstände, so ist es notwendig, Wasserlösestollen so umfassend wie möglich zu erfassen und ein untertägiges Verständnis von Hydrologie und Hydrogeologie aufzubauen.

Gemeinsam mit der Bezirksregierung Arnsberg, Abt. 6 Bergbau und Energie in NRW hat das Forschungszentrum Nachbergbau die aktuelle Situation einer Vielzahl von Erbstollen im Gelände untersucht, Schüttvolumina und hydrochemische Parameter ermittelt und Einzugsbereiche analysiert. Des Weiteren wurde für einige Erbstollen Methoden der Fernerkundung angewendet umso Aussage über das Verhalten der Erdoberfläche und somit abgeleitet des Untergrundes treffen zu können. Im Rahmen der raum-zeitlichen Auswertung und Modellierung der historischen und neuzeitlichen Datensätze, wie die systematische Erfassung der Grubengeometrie sowie Auswertung des markscheiderischen Risswerkes, war es möglich, umfassende Aussagen zur untertägigen Hydrogeologie zu tätigen. 

Die Arbeiten dienen dem Ziel, die Funktionsweise der Wasserlösestollen als besondere Ewigkeitslast des früheren Bergbaus schrittweise aufzuklären, letztlich prognostizierbar zu machen und in einem Risikomanagementsystem zu implementieren.



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