Abbauverluste

Als Abbauverluste bezeichnet man im Bergbau die Inhalte eines Bodenschatzes innerhalb eines Grubenfeldes, die aus unterschiedlichen Gründen nicht abgebaut werden oder werden können.<ref name= "Quelle 1" /> Die Abbauverluste werden in Prozent des anstehenden Lagerstätteninhaltes angegeben.<ref name="Quelle 7" /> Sie haben einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Anteil der gewinnbaren Vorräte einer Lagerstätte.<ref name="Quelle 24" /> Die Abbauverluste sind unter Berücksichtigung der Vollständigkeit der Gewinnung der Lagerstätte und der Wirtschaftlichkeit des Bergbaus möglichst gering zu halten.<ref name= "Quelle 4" /> Die Ermittlung der Abbauverluste ist wichtig für den jeweiligen Bergwerksbesitzer und den zuständigen Betriebsführer.<ref name="Quelle 5" /> So muss beispielsweise die Höhe der voraussichtlichen Abbauverluste bei der Berechnung der Rohstoffreichweite einer Lagerstätte berücksichtigt werden.<ref name="Quelle 13" />

Ursachen

Die Ursachen der Abbauverluste lassen sich einteilen in lagerstättenbedingte, betriebsbedingte und sicherheitsbedingte Abbauverluste.<ref name= "Quelle 2" />

Aufgrund der Geologie einer Lagerstätte ist nicht jeder Lagerstättenanteil bergmännisch hereinzugewinnen.<ref name= "Quelle 1" /> Durch Vertaubungen, Verschmälerungen oder sonstige geologische Störungen beeinträchtigte Lagerstätteninhalte können nicht oder nur unter erheblichem Aufwand abgebaut werden.<ref name= "Quelle 2" /><ref name="Quelle 10" /> Die lagerstättenbedingten Abbauverluste entstehen somit aufgrund der unterschiedlichen Form und des Aufbaus einer Lagerstätte.<ref name= "Quelle 2" /> Aber auch nicht bauwürdige Lagerstättenanteile führen letztendlich zu entsprechenden Abbauverlusten.<ref name= "Quelle 1" />

Betriebsbedingte Abbauverluste entstehen überwiegend durch das gewählte Abbauverfahren.<ref name="Quelle 14" /> Insbesondere Abbauverfahren ohne Bergeversatz zwingen den Bergmann, aus Schutzgründen Bergfesten stehenzulassen.<ref name= "Quelle 3" /> Bei diesen Abbauverfahren kommt es durch die nicht abbaubaren Bergfesten zu großen Abbauverlusten.<ref name= "Quelle 2" /> Aber auch dann, wenn die Bergfesten hinterher abgebaut werden können, entstehen beim Abbau der Bergfesten leichte Abbauverluste.<ref name= "Quelle 3" /> Durch den rücksichtslosen Raubbau von Lagerstätten entstehen, je nach Lagerstätte, sehr große Abbauverluste.<ref name= "Quelle 8" /> Aber auch die nicht mehr gewinnbaren Vorräte stillgelegter Zechen zählen zu den betrieblichen Abbauverlusten.<ref name= "Quelle 2" />

Zum Schutz von Grubenbauen oder von Tagesanlagen müssen in bestimmten Bereichen Sicherheitspfeiler stehen bleiben.<ref name= "Quelle 1" /> Diese Sicherheitspfeiler führen zu weiteren Abbauverlusten.<ref name= "Quelle 2" /> Insbesondere die durch die Schachtsicherheitspfeiler entstehenden Abbauverluste sind erheblich.<ref name="Quelle 15" /> Da diese Pfeiler aufgrund des zu berücksichtigenden Bruchwinkels mit zunehmender Teufe größer werden, wachsen auch die Abbauverluste mit zunehmender Teufe.<ref name= "Quelle 4" />

Höhe der Verluste

Noch bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die Abbauverluste geschätzt oder willkürlich bei der Ermittlung des Ausbringens auf einen Wert von z. B. 20 Prozent<ref group="ANM" name="Anm. Minöff." /> festgesetzt.<ref name="Quelle 25" /> Die ersten Berechnungen über die Höhe der einzelnen Abbauverluste wurden bereits im 19. Jahrhundert auf der Königsgrube durchgeführt.<ref name="Quelle 17" /> Unter Berücksichtigung der Flözmächtigkeit, der Pfeilerhöhe und der Abschnittsbreite konnten erste Rückschlüsse über die Abbauverluste im Steinkohlenbergbau<ref group="ANM" name="Anm. Hartm." /> gewonnen werden.<ref name= "Quelle 5" /> Auf Basis dieses Verfahrens wurden weitere Berechnungen auf anderen Bergwerken durchgeführt und dabei im Laufe der Jahre weitere Erkenntnisse gewonnen.<ref name="Quelle 21" /> So waren die ersten Berechnungen zum Teil fehlerhaft und führten zu höheren berechneten Werten<ref group="ANM" name="Anm. GustSchn." /> der Abbauverluste.<ref name="Quelle 22" /> In erster Linie ist es entscheidend, ob die Lagerstätte im Tagebau oder im Untertagebau abgebaut wird.<ref name="Quelle 20" /> So entstehen beim Tagebau nur geringe Abbauverluste von bis zu fünf Prozent.<ref name="Quelle 18" /> Beim Untertagebau liegen die Abbauverluste deutlich höher.<ref name="Quelle 20" /> Insbesondere werden hierbei die Abbauverluste durch das jeweilige Abbauverfahren beeinflusst.<ref name="Quelle 18" /> So können beim Kohlenbergbau die Abbauverluste, je nach Abbauverfahren, bis zu 70 Prozent des Kohlenvorrats des jeweiligen Lagerstättenteils betragen.<ref name="Quelle 20" /> Beim streichenden Pfeilerbau liegen die Abbauverluste bei 30 Prozent.<ref name= "Quelle 6" /> Ebenfalls 30 Prozent Abbauverluste entstehen beim Strebbau.<ref name="Quelle 20" /> Niedrige Abbauverluste entstehen auch beim Querbau.<ref name="Quelle 2" /> Beim Kammerbau liegen die Verluste bei über 50 Prozent.<ref name= "Quelle 6" /> Beim Abbau von Steinsalz mittels Wasserspülung sinkt dieser Wert, bedingt durch die schmaleren Pfeiler, auf rund 30 Prozent.<ref name="Quelle 23" /> Bei Kuhlenbau treten Abbauverluste von bis zu 54 Prozent auf.<ref name="Quelle 9" /> Aufgrund der Sicherheitspfeiler treten beim Kuhlenbau Abbauverluste von 44 bis 60 Prozent auf. Sehr geringe Abbauverluste treten beim Etagenbau auf, sie liegen im Durchschnitt bei 11 Prozent.<ref name= "Quelle 6" /> Beim Rückbau der Bergfesten bleiben unter günstigen Umständen trotzdem Abbauverluste von knapp 10 Prozent.<ref name= "Quelle 3" /> Durch das vorzeitige Zubruchgehen von Pfeilerabschnitten oder bedingt durch vorzeitiges Abwerfen von ganzen Bauabteilungen aufgrund von zu hohem Gebirgsdruck kommt es im Steinkohlenbergbau zu Abbauverlusten von 20 bis 30 Prozent.<ref name= "Quelle 4" />

Minderung der Abbauverluste

Die Reduzierung der Abbauverluste ist insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen erforderlich.<ref name="Quelle 10" /> Sie führt indirekt zu einer Leistungssteigerung der jeweiligen Bergbaubetriebe.<ref name="Quelle 14" /> Die Abbauverluste lassen sich durch die Wahl eines für den Abbau des jeweiligen Rohstoffes speziell geeigneten Abbauverfahrens erheblich reduzieren.<ref name="Quelle 12" /> So lassen sich durch die Verwendung von Abbauverfahren mit Bergeversatz die Abbauverluste deutlich senken.<ref name="Quelle 11" /> Dies liegt daran, dass durch den Versatz die Standfestigkeit der Bergfesten erhöht wird.<ref name="Quelle 16" /> Somit ist es durch die Verwendung von Versatz möglich, die zuvor stehengelassenen Bergfesten nachträglich abzubauen.<ref name= "Quelle 3" /> Durch eine gezielte Auffahrung lassen sich ebenfalls die Abbauverluste reduzieren.<ref name="Quelle 11" /> Durch das Breitauffahren der Grundstrecken können die durch das Anstehenlassen von Grundstreckensicherheitspfeilern entstehenden Abbauverluste vermieden werden. Die durch Bremsbergsicherheitspfeiler entstehenden Abbauverluste können durch entsprechende Auffahrung der Bremsberge vermieden werden.<ref name= "Quelle 4" /> Eine weitere Reduzierung der Abbauverluste entsteht durch den Abbau von bedingt abbauwürdigen Lagerstättenteilen.<ref name="Quelle 26" /> Bei Flözen sind in der Regel geringmächtige oder Flöze mit starken Verunreinigungen nur bedingt bauwürdig. Je nach Stand der Technik und nach Marktlage sind diese Flöze dann entweder bauwürdig oder nicht bauwürdig.<ref name= "Quelle 2" /> Aber auch die Nachfrage nach einem bestimmten Mineral führt dazu, dass auch nur bedingt bauwürdige oder selbst unbauwürdige Lagerstättenteile abgebaut werden. Diese Maßnahme wurde Anfang des 20. Jahrhunderts im englischen Steinkohlenbergbau verstärkt durchgeführt, indem auch bis dahin als unbauwürdig geltende Flöze abgebaut wurden.<ref name= "Quelle 8" /> Eine Methode, die Kohle in solchen Flözen zu gewinnen, ist das in den USA entwickelte Auger Mining.<ref name="Quelle 19" /> Eine weitere Reduzierung der Abbauverluste ist der Abbau stehengelassener und bereits unterbauter Lagerstättenteile.<ref name="Quelle 4" /> Im Ruhrbergbau wurden aus Kostengründen auf mehreren Bergwerken bereits unterbaute Lagerstättenteile nachträglich wieder abgebaut.<ref name= "Quelle 8" />

Einzelnachweise

<references responsive> <ref name="Quelle 1">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 2">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 10. Auflage, mit 574 Abbildungen und einer farbigen Tafel, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1961.</ref> <ref name="Quelle 3">Albert Serlo: Leitfaden der Bergbaukunde. Erster Band, Vierte verbesserte und bis auf die neueste Zeit ergänzte Auflage, mit 745 in den Text gedruckten Holzschnitten und 32 lithographierten Tafeln, Verlag von Julius Springer, Berlin 1884, S. 484, 485.</ref> <ref name="Quelle 4">Fritz Heise, Fritz Herbst: Lehrbuch der Bergbaukunde. Mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, fünfte verbesserte Auflage, mit 580 Abbildungen und einer farbigen Tafel, Verlag von Julius Springer, Berlin 1923, S. 324, 325, 341, 432.</ref> <ref name="Quelle 5">Carl Friedrich Alexander Hartmann: Die Fortschritte des Steinkohlen-Bergbaues in der neuesten Zeit. Oder der heutige Standpunkt der Aufsuchung, Gewinnung und Förderung der mineralischen Brennstoffe. Nebst kurzer Entwicklung der neuesten quantitativen Stein- und Braunkohlen-Production, mit 11 lithographierten Langfoliotafeln, Verlag von Julius Springer, Berlin 1859, S. 120, 121.</ref> <ref name="Quelle 6">Gustav Köhler: Lehrbuch der Bergbaukunde. 6. verbesserte Auflage, Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig 1903, S. 273, 323, 325, 328, 332, 339.</ref> <ref name="Quelle 7">Joachim Huske: Die Steinkohlenzechen im Ruhrrevier. Daten und Fakten von den Anfängen bis 2005. 3. Auflage, Selbstverlag des Deutschen Bergbau-Museums, Bochum, 2006, ISBN 3-937203-24-9, S. 37.</ref> <ref name="Quelle 8">Fritz Heise, Fritz Herbst: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band. Mit 583 Textfiguren und 2 farbigen Tafeln, Verlag von Julius Springer, Berlin 1908, S. 307, 310, 319, 330, 412, 413, 418.</ref> <ref name="Quelle 9">Carl Hartmann: Conversations-Lexikon der Berg-, Hütten- & Salzwerkskunde und ihrer Hülfswissenschaften. Zweiter Band, Buchhandlung J. Scheible, Stuttgart 1840.</ref> <ref name="Quelle 10">Henry Rauche: Die Kaliindustrie im 21. Jahrhundert. Stand der Technik bei der Rohstoffgewinnung und der Rohstoffaufbereitung sowie der Entsorgung der dabei anfallenden Rückstände. Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media, Berlin/Heidelberg 2015, ISBN 978-3-662-46833-3, S. 107–110, 117, 118.</ref> <ref name="Quelle 11">Ivan Akinshin, Christian Missal, Lothar te Kamp: Simulation des druck- und zeitabhängigen Verhaltens von Versatzmaterial bei numerischen Berechnungen. In: Gesamtverband Steinkohle e. V.: Mining Report – Glückauf. Fachzeitschrift für Bergbau, Rohstoffe und Energie, 153 Jahrgang, No. 2, Verlag Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH, Essen 2017, ISSN 2195-6529, S. 167.</ref> <ref name="Quelle 12">Dominic Wittmer, Martin Erren, Christoph Lauwigi, Michael Ritthoff, Christoph Dressler: Umweltrelevante metallische Rohstoffe. Meilensteinbericht des Arbeitsschrittes 2.1 des Projekts „Materialeffizienz und Ressourcenschonung“ (MaRess), Teil 2 Untersuchungen zu ausgewählten Metallen Gallium, Gold, Indium, Mangan, Nickel, Palladium, Silber, Titan, Zink, Zinn, Projekt im Auftrag des BMU | UBA, Institut für Klima, Umwelt, Energie, Wuppertal 2010, S. V.7.</ref> <ref name="Quelle 13">AG Rohstoffe des Direktorenkreises der Staatlichen Geologischen Dienste: Methoden zur Prognose von Reichweiten von Rohstoffen im Rahmen der Rohstoffsicherung. Informationen aus den Bund/Länderarbeitsgruppen der Staatlichen Dienste. Staatliche Geologische Dienste Deutschland, Februar 2020, Dok. 11.01. 19.</ref> <ref name="Quelle 14">Wilhelm Hammer: Aufgaben und Fortschritte des Bergbaus zur Leistungssteigerung. In: Glückauf, Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift. Verein für die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund (Hrsg.), Heft. 16/17, 79. Jahrgang, Essen 24. April 1943, S. 233, 235.</ref> <ref name="Quelle 15">Lena Asrih, Nikolai Ingenerf, Thorsten Meyer: Bergbau als techno-naturales System. Ein Beitrag zur modernen Bergbaugeschichte. In: Vereinigung der Freunde von Kunst und Kultur im Bergbau e. V. (Hrsg.): Der Anschnitt. Nr. 71, Heft 1, Bochum 2019, S. 4.</ref> <ref name="Quelle 16">H. Wagner: Die Rolle von Versatz im Bergbau. In: BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte. Heft 2, 154. Jahrgang, Springer Nature, Berlin 2009, S. 55.</ref> <ref name="Quelle 17">Carl Hartmann: Vasemecum für den praktischen Bergmann. Sammlung von Regeln, Dimensionen, Formeln, Tabellen, Erfahrungen und Betriebs-Resultaten aus den wichtigsten Theilen des Bergbaues und Berwerks-Haushaltes. Nach den besten Hülfsmitteln und eigenen Erfahrungen zusammengestellt. Erster Band: Bergwerksbetrieb, zweite, vermehrte Auflage, Verlag von Richard Neumeister, Leipzig 1859, S. 340, 341.</ref> <ref name="Quelle 18">Henrike Sievers: Der Einfluss von Lagerstätteneigenschaften auf eine nachhaltige Rohstoffnutzung am Beispiel Kupfer. Genehmigte Dissertation an der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Aachen 2005, S. 35, 52, 59, 66, 75.</ref> <ref name="Quelle 19">L.L. Follington, R. Deeter, D. Share, C. Moolman: A new underground auger mining system. In: The Journal of The South Afrikan Institute of Mining and Metallurgy. January/February 2001, S. 25–32.</ref> <ref name="Quelle 20">Helmut Schaefer (Hrsg.): VDI-Lexikon Energietechnik. Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH, Berlin Heidelberg 1994, ISBN 978-3-642-95749-9, S. 1, 2.</ref> <ref name="Quelle 21">Carl Hartmann: Handbuch des Stein- und Braunkohlen-Bergbaues. Oder Darstellung des in den bedeutendsten Stein- und Braunkohlenbergwerken Europa's zur Aufsuchung, Gewinnung, Förderung und Aufbereitung der brennbaren Mineralien angewendeten Verfahrens, einschließlich der verwandten Gewinnung des Kupferschiefers, des Steinsalzes und der Eisenerze der Steinkohlenformation. Nach dem Werke des belgischen Bergingenieurs A.T. Ponson und mit besten und neuesten Hülfsmitteln bearbeitet. Erster Band, zweite, sehr vermehrte und verbesserte Auflage, nebst Atlas mit 79 Royal-Folie-Tafeln, Verlag, Druck und Lithographie von Bernhard Friedrich Voigt, Weimar 1862, S. 757–759.</ref> <ref name="Quelle 22">Gustav Schneider: Bergbaupolitische Fragen. Manz’sche k. u. k. Hof-Verlags- und Universitäts-Buchhandlung. Wien 1895, S. 10, 11.</ref> <ref name="Quelle 23">Moritz Ferdinand Gätzschmann: Vollständige Anleitung zur Bergbaukunst. Dritter Theil; Die Gewinnungslehre, nebst 11 Steindrucktafeln, Verlag von J. G. Engelhardt, Freiberg 1846, S. 423.</ref> <ref name="Quelle 24">Volker Patzold, Günter Gruhn, Carsten Drebenstedt: Der Nassabbau. Erkundung, Gewinnung, Aufbereitung, Bewertung. Springer Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 2008, ISBN 978-3-540-49692-2, S. 159.</ref> <ref name="Quelle 25">Ministerium der öffentlichen Arbeiten (Hrsg.): Zeitschrift für das Berg-, Hütten-, und Salinen-Wesen im preussischen Staate. Einunddreissigster Band, mit 100 Holzschnitten und einem Atlas von 18 Tafeln, Verlag von Ernst & Korn, Berlin 1883, S. 49–51.</ref> <ref name="Quelle 26">Sebastian Raffler: Ressourcenverfügbarkeit, bergtechnische Charakterisierung und Bergbauplanungskonzepte ausgewählter Vorkommen ultramafischer Gesteine in Österreich. Nutzungspotentiale von ultramafischen Gesteinen. Masterarbeit am Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft Department Mineral Resources and Petroleum Engineering der Montanuniversität Leoben, Leoben 2015, S. 29, 30.</ref>

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Anmerkungen

<ref group="ANM" name="Anm. Hartm.">Die Abbauverluste wurden ermittelt, indem man an mehreren Stellen die Flözmächtigkeit und die Abschnittsbreite abmaß. Zudem wurden mehrere Pfeiler genau vermessen. Anschließend wurde der Rauminhalt jedes Abschnitts rechnerisch ermittelt. Damit hatte man nun die Sollfördermenge ermittelt. Des Weiteren wurde unter Berücksichtigung des Schüttungsfaktors die bereits gewonnene Kohle berechnet. Die rechnerische Differenz von Soll- und Istförderung waren dann die Abbauverluste für den jeweiligen Abbaubereich. (Quelle: Carl Hartmann: Vasemecum für den praktischen Bergmann.)</ref> <ref group="ANM" name="Anm. GustSchn.">Bei der Berechnung setzte man anfänglich nicht die gesamte geförderte Kohlenmenge in Tonnen ein, sondern man berücksichtigte nur die verkaufte Kohlenmenge. Die im Eigenbedarf verbrauchten Kohlen, der Kohlenstaub und die sonstigen Kohlenabfälle wurden nicht berücksichtigt. Dies führte zu ungenauen und oftmals zu hohen Ergebnissen der Abbauverluste. (Quelle: Gustav Schneider: Bergbaupolitische Fragen.)</ref> <ref group="ANM" name="Anm. Minöff.">Dieser Wert traf vielfach nicht zu und war teilweise niedriger, teilweise höher. Dies lag zum Teil an der unterschiedlichen Festigkeit der Kohlen. Des Weiteren war es entscheidend, ob mit oder ohne Pfeiler abgebaut wurde und ob Kohle im Firstenbereich stehen gelassen wurde oder nicht. (Quelle: Ministerium der öffentlichen Arbeiten (Hrsg.): Zeitschrift für das Berg-, Hütten-, und Salinen-Wesen im preussischen Staate. Einunddreissigster Band.)</ref>

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