TY - THES A1 - Oehmig, Reinhard T1 - Die Geologische Erkundung von Abraumförderbrücken-Innenkippen in Niederlausitzer Braunkohlentagebauen N2 - 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 geschütteten Deckgebirgematerials sind Merkmale der mit dem Grundwasserwiederanstieg verbundenen negativen Auswirkungen. Ausmaß und Zeit der im Laufe des Anstiegs-Prozesses eintretenden Beeinträchtigungen werden von der Verteilung der petrographisch-stofflichen und petrophysikalischen Eigenschaften im Abraummischungskörper bestimmt, welche daher für die Prognose der Wirkungen und gezielte Sanierungsmasnahmen bekannt sein muss. Grundüberlegung für Ansatz und Entwicklung der Geologischen Kippenerkundung aus der Braunkohlenlagerstattenerkundung ist, die Kippe als geo-technogenen Lockergesteinskörper zu sehen, bei dem aufgrund des gerichteten Schüttungsvorgangs und vertikalen Kippscheibenbaus die räumliche Mischungs-Veränderung 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 Abraumschüttungskörper mit den besonderen kippengeologischen Merkmalen "Mischung unterschiedlicher Lithologien", "lockere Lagerung und ihre Anderung beim Grundwasseraufstieg" wurden untersucht. Im Ergebnis konnen wie bei naturlich entstandenen Sedimentgesteinskörpern mit schichtenweise petrographisch einheitlich zusammengesetzten und diagenetisch verfestigten Abfolgen zur Verbesserung der Informationsgrundlage uber die schüttungsfolgen 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 für 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 führen (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 Abraumschüttungskörper Seese-Ost sind maximale Al-Gehalte durch die Ton- und Schluffkomponente der karbonathaltigen Geschiebemergel verursacht. Mit dem für 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 Säure ist eine Mobilisation von Stoffen ins Kippenwasser Seese wenig wahrscheinlich. Für die Porosität, zum Teil Ausdruck des Setzungs- und Sackungspotentials der lockeren Abraumschüttung sind in der Kippe Seese-Ost und Meuro geringste Werte im mittleren und höchste im oberen Teufenabschnitt kennzeichnend. In der Konsequenz ergeben sich aus Kippentopographie und Grundwasserflurabstand Kippenbereiche, in denen das aufsteigende Grundwasser das Korngefüge der locker lagernden Partikel der Abraummischung einregelt und so zur Konsolidierung von Tieflagen führt. Typisch z.B. im "Schwenkende" mit Massendefizit bei in Tagebauaufschwenkrichtung zunehmender Strossenlänge. Dagegen verbleibt in Hochlagen wie dem Tagebau- Drehpunktbereich mit Massenüberschuss 10er m machtig Abraumschüttung in lockerer Lagerung. Die Kippe unterliegt Jahre bis Jahrzehnte den Bedingungen der wasserungesattigten Zone. Der Gastransport durch Diffusion aus der Atmosphäre in die Grundluft ermöglicht über die Zufuhr von verbrauchtem Sauerstoff dabei fortwährend 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 Verzögerung zum Seespiegelanstieg - das Grundwasser an, nimmt die Reaktionsprodukte der vorangegangenen Sulfid-Oxidation auf und bewirkt, entsprechend der geringen Diffusion in der wässrigen Lösung 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 Kippenkörper gewahrleistet bleibt. Diese Nachsorge ist auf unbestimmte Dauer notwendig, da das insgesamt in den Kippenkörpern vorhandene Säurepotential ohne Geologische Kippenerkundung nicht bekannt ist. Um die Nachsorge möglichst schnell abzuschließen, wird vorgeschlagen, die "Schadstoffquelle direkt zu bekämpfen" und eine Alkalisierung des sauren Kippenwassers in der Kippe vorzunehmen und - da zeitweilige Gradienten und Stoffströme zum Restlochsee unvermeidbar sind - in Kombination dazu Wasserbehandlung im Restlochsee vorzunehmen. Mit der erkundeten Lage der Bereiche potentiell maximaler Versauerung/Folgereaktionen im Kippenkörper kann z.B. das unterhalb befindliche Tiefenniveau für die flächenhafte Zugabe von, nach der Bilanz notwendigen Mengen an Alkalisierungsmittel in das aufsteigende Grundwasser festgelegt werden. KW - Niederlausitz KW - Braunkohlenbergbau KW - Abraumkippe KW - Bergbaunachfolgelandschaft KW - Geologische Erkundung KW - Abraumförderbrücke KW - Innenkippe KW - Sanierungsbergbau KW - Grundwasserwiederanstieg Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1568 ER -