Bohrspülwerk
Als Bohrspülwerk bezeichnet man im Salzbergbau einen bergmännisch erstellten untertägigen Hohlraum, der als Abbaukammer der Gewinnung von Salz dient.[1] Das Salz wird im Bohrspülwerk, unter Zuhilfenahme von Süßwasser, mittels Auslaugen aus dem salzhaltigen Gestein herausgelöst und zur Weiterverarbeitung nach über Tage abgepumpt.[2] Die Betriebsdauer eines Bohrspülwerks liegt bei rund 30 Jahren.[3] Aus einem Bohrspülwerk können im Laufe der Betriebsdauer im Durchschnitt 1,1 Millionen Kubikmeter Sole gewonnen werden, woraus 350.000 Tonnen Siedesalz erzeugt werden.[2]
Grundlagen
Beim Abbau von Salz kann der Bergmann zwei verschiedenartige Abbauverfahren anwenden, den Trockenabbau und den Nassabbau.[4] Beim Trockenabbau wird als Abbauverfahren überwiegend der Kammerbau angewendet.[5] Beim Nassabbau wird das Salz durch Wasserspülung aus dem Gestein herausgelöst und die entstandene Sole wird mit Pumpen zur weiteren Aufbereitung abgepumpt.[6] Hierbei unterscheidet man zwei Methoden, den Abbau mittels Normalwerk und den Abbau mittels Bohrspülwerk.[4] Der Abbau wird nur vorgerichtet, wenn der Natriumclorid-Gehalt im Durchschnitt 30 Massenprozent beträgt.[7] Der Abbau mittels Bohrspülwerk, auch als Bohrlochsondenmethode bezeichnet, wird seit Mitte der 1960er Jahre im Salzbergbau angewendet.[4] Er wird in Lagerstätten mit einer horizontalen Größe von mindestens 120 mal 160 Metern und einer vertikalen Abmessung von mindestens 125 Metern angewendet.[7]
Vorrichtung
Um das Salz mittels Nassabbau aus dem Gestein herauslösen zu können, muss erst einmal ein Hohlraum erschlossen werden.[3] Hierfür wird zunächst aus dem Grubengebäude eine Zugangsstrecke entweder konventionell oder mittels Teilschnittmaschine aufgefahren. Außerdem muss am Ende der Strecke eine Bohrkammer erstellt werden.[2] Von dort aus wird ein Bohrloch mit einer Teufe von 125 Metern unter das Sohlenniveau in die Lagerstätte gebohrt.[1] Das Bohrloch wird mit einer Lufthebebohranlage erstellt und hat einen Durchmesser von 670 Millimetern.[8] Das anfallende Bohrklein wird in geeigneten Kavernen im Bergwerk verkippt.[7] Nach Erreichen der Endteufe wird am Fußpunkt des Bohrlochs ein Initialhohlraum mit einem Volumen von etwa 3500 bis 5000 Kubikmetern[ANM 1] erstellt.[3] Dazu wird der Bereich im Fußpunkt mittels Süßwasser ausgespült.[8] Das Wasser wird, nachdem es mit Salz gesättigt ist, mittels einer eingehängten Pumpe abgepumpt.[2] Die Solrückstände, die im Wesentlichen aus Ton und Anhydrit bestehen, werden zusammen mit der Sole abgepumpt.[7] Dieser Vorgang muss mehrfach wiederholt werden.[8] Dabei muss die Deckenfläche des Hohlraumes,[3] die von den Bergleuten als Himmelsfläche bezeichnet wird,[2] etwa eine Fläche von 3000 Quadratmetern erreichen.[3] Im Idealfall wird so ein zylinderförmiger Hohlraum mit senkrechten Wänden erstellt.[2] Die Erstellung des Initialhohlraumes dauert bis zu drei Monate.[6] Mit dem erzeugten Initialhohlraum wird zum Einen eine genügend große Angriffsfläche für die späteren Salzgewinnung geschaffen und zum Anderen können in dem Hohlraum die zurückbleibenden Berge abgelagert werden.[7] Als letzten Schritt wird das Bohrloch zu einem Gesenk mit einem Durchmesser von etwa drei Metern abgeteuft.[6] Das Abteufen erfolgt mittels Bohr- und Schießarbeit, das anfallende Haufwerk lässt man in den Initialhohlraum fallen.[7] Nachdem das Bohrloch komplett aufgeweitet wurde, wird noch das Spülgestänge installiert.[6] Außerdem werden noch Fahrten in das Gesenk eingebracht.[7]
Gewinnung
Nachdem sämtliche Vorrichtungsarbeiten abgeschlossen sind, wird mit der Soleherstellung begonnen.[6] Dieser Vorgang wird als Hauptsolung bezeichnet.[7] Es wird nun stets eine bestimmte Menge an Süßwasser in den Hohlraum eingeleitet.[8] Das Wasser löst die wasserlöslichen Bestandteile aus dem Gebirgsverband an allen Seiten heraus, bis es einen Salzgehalt von circa 26,5 Prozent hat.[3] Anschließend wird die gesättigte Sole abgepumpt und erneut eine entsprechende Menge an Süßwasser eingeleitet.[8] Das Einleiten des Süßwassers erfolgt mittig auf den Solespiegel, so dass keine großen Turbulenzen entstehen.[7] Dadurch kommt es zu keiner Vermischung von Süßwasser und restlicher Sole.[8] Da das Süßwasser leichter ist als die Sole, breitet es sich oben auf der Sole aus und kann weiter Salze aus dem Gebirge herauslösen.[6] Die unlöslichen Bestandteile des Gebirges sinken nach unten und setzen sich auf der Kavernensohle ab.[3] Um den Füllstand im Bohrspülwerk überwachen zu können, werden Ultraschallfüllstandsmessgeräte eingesetzt, die mit einem Prozessrechner verbunden sind, der den gesamten Vorgang regelt.[9] Das Bohrspülwerk arbeitet sich so kontinuierlich von unten nach oben.[6] Pro Tag wird etwa ein Zentimeter an Material aus Gebirgsverbund herausgelöst.[10] Dadurch wird der erzeugte Hohlraum im Laufe der Zeit immer größer.[3] Sobald der ausgelaugte Hohlraum eine Höhe von 100 Metern, gemessen vom tiefsten Punkt, erreicht hat, endet der Betrieb des Bohrspülwerks.[6]
Einzelnachweise
- ↑ a b Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.
- ↑ a b c d e f Heinrich Otto Buja: Deutschlands Bodenschätze. Geologie-Erkundung-Gewinnung, 2. Auflage, Verlag Cornelius GmbH, Norderstedt 2010, ISBN 978-3-7392-7612-0, S. 255–256.
- ↑ a b c d e f g h Heinrich Otto Buja: Handbuch der Baugrunderkennung. Geräte und Verfahren, 1. Auflage, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0544-7, S. 88, 89.
- ↑ a b c Kurt Thomanek: Faszination Salzwelten. Salzburg - Hallstatt - Altaussee, S. 24–27.
- ↑ Hans-Jürgen Holtmeier (Hrsg.): Bedeutung von Natrium und Chlorid für den Menschen. Analytik - Physiologie - Pathophysiologie - Toxikologie und Klinik, Symposium der Gesellschaft für Mineralstoffe und Spurenelemente e. V. an der Universität Hohenheim, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1992, ISBN 978-3-642-77341-9, S. 74.
- ↑ a b c d e f g h Friedrich Köthe, Daniela Schetar: Reise Know-How Chiemgau, Berchtesgadener Land. 2. neubearbeitete und komplett aktualisierte Auflage, Reise Know-How Verlag Peter Rump, Bielefeld 2017, ISBN 978-3-8317-4226-4, S. 188.
- ↑ a b c d e f g h i Technische Universität Bergakademie Freiberg, Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau (Hrsg.): Gemeinsame Exkursion des Instituts für Bergbau und des Instituts für Geotechnik vom 07-11. Oktober 2002 nach Bayern, Tirol und Thüringen. Freiberg 2002, S. 8–10.
- ↑ a b c d e f Südwestdeutsche Salzwerke AG (Hrsg.): Salz Baustein des Lebens. Heilbronn 2011, S. 18, 19.
- ↑ Solveig Böhl: Das Salz aus den Tiefen der Alpen. In: Endress+Hauser Messtechnik GmbH (Hrsg.): Sommerkurier, Ausgabe 2017, S. 14, 15.
- ↑ Agnes Zeiner: Im Reich des weißen Goldes. In: Reporter: Das Magazin der Leica Geosystems, S. 3–5.
Anmerkungen
- ↑ Es gibt auch Bohrspülwerke, bei denen, je nach örtlicher Gegebenheit, ein Initialhohlraum von bis zu 10.000 Kubikmetern freigelegt wird. (Quelle: Friedrich Köthe, Daniela Schetar: Reise Know-How Chiemgau, Berchtesgadener Land.)
