@phdthesis{Oehmig2004, author = {Oehmig, Reinhard}, title = {Die Geologische Erkundung von Abraumf{\"o}rderbr{\"u}cken-Innenkippen in Niederlausitzer Braunkohlentagebauen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1568}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2004}, abstract = {Bei der Gewinnung von Braunkohle im entwasserten Tagebauraum kommt es durch die Abgrabung des Floz-Deckgebirges mit Abraumforderbrucken (AFB) zu einem Neuaufbau des Deckgebirge-Schichtenmaterials in der AFB-Innenkippe. Das infolge Sulfidoxidation versauerte Kippenwasser, die unbekannten hydraulischen Eigenschaften und die lockere Lagerung des gesch{\"u}tteten Deckgebirgematerials sind Merkmale der mit dem Grundwasserwiederanstieg verbundenen negativen Auswirkungen. Ausmaß und Zeit der im Laufe des Anstiegs-Prozesses eintretenden Beeintr{\"a}chtigungen werden von der Verteilung der petrographisch-stofflichen und petrophysikalischen Eigenschaften im Abraummischungsk{\"o}rper bestimmt, welche daher f{\"u}r die Prognose der Wirkungen und gezielte Sanierungsmasnahmen bekannt sein muss. Grund{\"u}berlegung f{\"u}r Ansatz und Entwicklung der Geologischen Kippenerkundung aus der Braunkohlenlagerstattenerkundung ist, die Kippe als geo-technogenen Lockergesteinsk{\"o}rper zu sehen, bei dem aufgrund des gerichteten Sch{\"u}ttungsvorgangs und vertikalen Kippscheibenbaus die r{\"a}umliche Mischungs-Ver{\"a}nderung des abgegrabenen sedimentpetrographischen Materials mit Kern- und Spulbohrungen und geophysikalischen Bohrlochmessungen (BLM, Logs) zu erfassen ist. Die Zusammenhange zwischen den petrophysikalischen (Auswertung Bohrlochmessungen) und petrographisch-stofflichen Eigenschaften (Analytik Bohrkern) der Abraumsch{\"u}ttungsk{\"o}rper mit den besonderen kippengeologischen Merkmalen "Mischung unterschiedlicher Lithologien", "lockere Lagerung und ihre Anderung beim Grundwasseraufstieg" wurden untersucht. Im Ergebnis konnen wie bei naturlich entstandenen Sedimentgesteinsk{\"o}rpern mit schichtenweise petrographisch einheitlich zusammengesetzten und diagenetisch verfestigten Abfolgen zur Verbesserung der Informationsgrundlage uber die sch{\"u}ttungsfolgen auch Spulbohrungen/BLM neben den aufwendigen Kernbohrungen genutzt werden. Die Auswertung der erkundeten raumlichen Verteilung sauregenerierender und puffernder Bestandteile der Abraummischung ergab, das entsprechend dem Faktor Geologie (Zusammensetzung und Machtigkeit der verkippten Deckgebirgsschichten) in der AFBInnenkippe Seese-Ost (Baruther Urstromtal, . 1,5 m Hangendschluff, sulfidhaltig; . 5 m Geschiebemergel, karbonathaltig) wahrend des Kippenwasseraufstiegs die potentiell aus 0,08 bis 0,2 \% FeS2 entstehende H2SO4 durch einen Uberschus an CaCO3 vollstandig gepuffert werden. Dagegen weist die Bilanz aus Versauerungs- und Pufferpotential f{\"u}r die AFB-Innenkippe Meuro (Breslau-Magdeburger Urstromtal, . 11 m Hangendschluff, kaum Geschiebemergel) mit 0,7 bis 1,4 \% FeS2 in den oberen ca. 25 m der 60 machtigen Abraummischungsfolge Kippenwasser-pH zwischen 1,3 und 1,7 aus. Der Faktor Technologie bedingt die Verkippung bindiger Abraumsedimente vor allem in oberen Kippscheiben, mit der Folge, das die Hangendschluff-Sedimente mit FeS2 in deren kohliger Substanz zu maximaler Versauerung des Kippenwassers der Innenkippe Meuro um das Jahr 2011 f{\"u}hren (GW-Anstieg von ~ 40 auf 80 m NN). Mit den gleichzeitig maximalen Al-Gehalten > 4 \% (Ton- und Glimmerminerale) in der Abraummischung sowie Ti und Co, Ni, Zn werden diese Metalle max. erst in diesem Stadium ins Kippenwasser mobilisiert. Im Abraumsch{\"u}ttungsk{\"o}rper Seese-Ost sind maximale Al-Gehalte durch die Ton- und Schluffkomponente der karbonathaltigen Geschiebemergel verursacht. Mit dem f{\"u}r die nordlichen Randfelder des Niederlausitzer Braunkohlenreviers charakteristisch geringmachtigen Hangendschluff, verzahnt mit den "Seeser Sanden", und somit niedriger FeS2-Konzentration korreliert Al im Gegensatz zu Meuro negativ mit FeS2. Durch die vollstandige Pufferung der potentiell freiwerdenden S{\"a}ure ist eine Mobilisation von Stoffen ins Kippenwasser Seese wenig wahrscheinlich. F{\"u}r die Porosit{\"a}t, zum Teil Ausdruck des Setzungs- und Sackungspotentials der lockeren Abraumsch{\"u}ttung sind in der Kippe Seese-Ost und Meuro geringste Werte im mittleren und h{\"o}chste im oberen Teufenabschnitt kennzeichnend. In der Konsequenz ergeben sich aus Kippentopographie und Grundwasserflurabstand Kippenbereiche, in denen das aufsteigende Grundwasser das Korngef{\"u}ge der locker lagernden Partikel der Abraummischung einregelt und so zur Konsolidierung von Tieflagen f{\"u}hrt. Typisch z.B. im "Schwenkende" mit Massendefizit bei in Tagebauaufschwenkrichtung zunehmender Strossenl{\"a}nge. Dagegen verbleibt in Hochlagen wie dem Tagebau- Drehpunktbereich mit Massen{\"u}berschuss 10er m machtig Abraumsch{\"u}ttung in lockerer Lagerung. Die Kippe unterliegt Jahre bis Jahrzehnte den Bedingungen der wasserungesattigten Zone. Der Gastransport durch Diffusion aus der Atmosph{\"a}re in die Grundluft erm{\"o}glicht {\"u}ber die Zufuhr von verbrauchtem Sauerstoff dabei fortw{\"a}hrend die Sulfid-Oxidation. Die praktizierte Vorgehensweise bei der Sanierung von Wasserhaushalt und - Beschaffenheit ist das "Schnelle Fluten der Restlochseen mit Fremdwasser" (Luckner 1997). In der Kippe steigt dabei - angestrebt mit zeitlicher Verz{\"o}gerung zum Seespiegelanstieg - das Grundwasser an, nimmt die Reaktionsprodukte der vorangegangenen Sulfid-Oxidation auf und bewirkt, entsprechend der geringen Diffusion in der w{\"a}ssrigen L{\"o}sung die gravierende Verringerung des Zutritts von Sauerstoff. Diese Vorgehensweise erfordert nach Flutungsabschluss das Aufrechterhalten eines Gradienten von Restlochseewasser in die Kippen hinein, damit die "hydraulische Einkapselung" des sauren Kippenwassers im Kippenk{\"o}rper gewahrleistet bleibt. Diese Nachsorge ist auf unbestimmte Dauer notwendig, da das insgesamt in den Kippenk{\"o}rpern vorhandene S{\"a}urepotential ohne Geologische Kippenerkundung nicht bekannt ist. Um die Nachsorge m{\"o}glichst schnell abzuschließen, wird vorgeschlagen, die "Schadstoffquelle direkt zu bek{\"a}mpfen" und eine Alkalisierung des sauren Kippenwassers in der Kippe vorzunehmen und - da zeitweilige Gradienten und Stoffstr{\"o}me zum Restlochsee unvermeidbar sind - in Kombination dazu Wasserbehandlung im Restlochsee vorzunehmen. Mit der erkundeten Lage der Bereiche potentiell maximaler Versauerung/Folgereaktionen im Kippenk{\"o}rper kann z.B. das unterhalb befindliche Tiefenniveau f{\"u}r die fl{\"a}chenhafte Zugabe von, nach der Bilanz notwendigen Mengen an Alkalisierungsmittel in das aufsteigende Grundwasser festgelegt werden.}, subject = {Niederlausitz; Braunkohlenbergbau; Abraumkippe; Bergbaunachfolgelandschaft; Geologische Erkundung; Abraumf{\"o}rderbr{\"u}cke; Innenkippe; Sanierungsbergbau; Grundwasserwiederanstieg}, language = {de} }