Tiefbau (Bergbau)

Als Tiefbau bezeichnet man die Form des Untertagebaus, bei dem die Erschließung der Lagerstätte und der Abbau der Rohstoffe in größerer Teufe erfolgen.<ref name="Quelle 6" /> Beim Tiefbau liegt das Grubengebäude ganz oder teilweise unterhalb der am Standort tiefstmöglichen Stollensohle.<ref name="Quelle 4" /> Dem Tiefbau zuströmendes Grubenwasser kann somit nicht mehr (wie beim Stollenbau) natürlich abgeführt werden,<ref name="Quelle 1" /> sondern muss an die Erdoberfläche gehoben werden.<ref name="Quelle 16" /> Gruben, die mittels Tiefbau aufgeschlossen werden, nennt der Bergmann Tiefbaugruben.<ref name="Quelle 7" />

Grundlagen

Bei Lagerstätten, die sich vollständig oder teilweise unterhalb der Talsohle befinden, stößt die Gewinnung der Bodenschätze mittels Stollenbau an ihre Grenzen.<ref name="Quelle 4" /> Dies liegt in erster Linie an Art und Weise der Auffahrung des Stollens. Bereits die Lage des Ansatzpunktes für den Stollen, nämlich oberhalb des Hochwasserspiegels der Talsohle, lässt sich bei unterhalb der Talsohle liegenden Lagerstätten nicht mehr realisieren.<ref name="Quelle 7" /> Hier muss ein anderer Zugang zur Lagerstätte geschaffen werden.<ref name="Quelle 4" /> Zwar ist im begrenzten Umfang auch ein Arbeiten mittels Unterwerksbau möglich, jedoch ist mit dieser Bauweise stets ein Risiko für die Bewetterung und die Wasserhaltung verbunden.<ref name="Quelle 8" /> Bei einem Deckgebirge mit großer Mächtigkeit wird der Zugang zur Lagerstätte erheblich schwerer.<ref name="Quelle 9" /> Problematisch wird der Zugang zu der Lagerstätte dann, wenn mit dem Zugang eine Mergelschicht, in der sich klüftige Gesteine mit zähen Tonlagen abwechseln, durchörtert werden muss.<ref name="Quelle 10" /> Bei Lagerstätten mit mächtigem Deckgebirge kann ein Zugang zu der darunterliegenden Lagerstätte nur durch einen Schacht erfolgen.<ref name="Quelle 9" />

Geschichte

Um zunächst den Betrieb als Unterwerksbau auf tiefer gelegene Teile der Lagerstätte auszudehnen, bediente man sich verschiedener Lösungen.<ref name="Quelle 8" /> Kleine Vorhaben wurden mit Menschenkraft (Handpumpen, Eimer) von den Pumpenknechten bewältigt.<ref name="Quelle 12" /><ref name="Quelle 13" /> Größere Tiefen waren nur mit Wasserkünsten<ref name="Quelle 14" /> wie der Heinzenkunst<ref name="Quelle 15" /> oder der Pumpenkunst möglich.<ref name="Quelle 14" /> Erst die Anwendung der Dampfmaschine, vorrangig zum Antrieb einer Wasserhaltung, jedoch auch als Fördermaschine und zum Antrieb der Ventilatoren zur Bewetterung, ermöglichte im breiten Rahmen den Vorstoß in größere Teufen und damit den heutigen Tiefbau.<ref name="Quelle 10" /> Zu den Pionieren des Tiefbaus zählte Franz Haniel.<ref name="Quelle 19" /> Unter seiner Mitwirkung wurde ein seigerer Schacht (Victoria) mit einer Teufe von 46 Metern 1808 auf der Zeche Vollmond in Werne (heute Bochum) durch das grundwasserführende Deckgebirge abgeteuft.<ref name="Quelle 11" /> Die zu hebenden Wassermengen waren zunächst noch vergleichsweise gering, da das oberhalb des Tiefbaus zuströmende Wasser nach wie vor über Stollen abgeführt werden konnte.<ref name="Quelle 2" /> Ein weiterer Schritt in der technischen Entwicklung der Tiefbauzechen vollzog sich in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit dem Bau von Bergwerken im ebenen Gelände.<ref name="Quelle 3" /> Hier war ständig sämtliches Grubenwasser maschinell abzuführen, was nur durch den Einsatz noch leistungsfähigerer Pumpen möglich wurde.<ref name="Quelle 10" /> Zahlreiche durch Wassereinbrüche verursachte Unglücksfälle dieser Zeit künden von den mit dem Tiefbau verbundenen Schwierigkeiten. Im Ruhrgebiet war erst mit der technischen Beherrschung des Tiefbaus die Möglichkeit zur Ausdehnung des Ruhrbergbaus aus dem Tal der Ruhr nach Norden gegeben.<ref name="Quelle 3" />

Anwendung

Der Tiefbau wird dort angewendet, wo das Anlegen von Stollen nicht mehr sinnvoll ist, nämlich sobald die Talsohle unterschritten wird.<ref name="Quelle 4" /> Zum Aufschluss einer Lagerstätte im Tiefbau ist ein System von untertägigen Grubenbauen erforderlich.<ref name="Quelle 6" /> Um die Lagerstätte unterhalb der Talsohle im Tiefbau auszubeuten, muss die Lagerstätte durch andere Grubenbaue zugänglich gemacht werden.<ref name="Quelle 7" /> Dies kann bei geringmächtigem Deckgebirge über eine nach unten geneigte Strecke erfolgen.<ref name="Quelle 4" /> Bei größeren Teufen muss die Erschließung durch einen Schacht erfolgen.<ref name="Quelle 7" /> Hierzu können seigere oder tonnlägige Schächte verwendet werden.<ref name="Quelle 5" /> Zur Aufschließung tiefer Lagerstätten mit meist mächtigem Deckgebirge werden überwiegend seigere Schächte verwendet.<ref name="Quelle 9" /> Bei Lagerstätten mit geringerer Teufe, wie sie im Erzbergbau des Öfteren vorkommen, werden auch vermehrt tonnlägige Schächte verwendet.<ref name="Quelle 4" /> Bei Tiefbauanlagen muss ein besonderes Augenmerk auf die Wasserhaltung mittels Wasserhebemaschinen gelegt werden.<ref name="Quelle 11" /> Insbesondere dort, wo im Deckgebirge mächtige Mergelschichten vorhanden sind, ist in der Regel salziges Grubenwasser vorhanden, das nach über Tage gepumpt werden muss.<ref name="Quelle 10" />

Wirtschaftlichkeit

Die Wirtschaftlichkeit des Tiefbaus hängt von mehreren Faktoren ab.<ref name="Quelle 18" /> Ein wichtiger Faktor ist dabei der Wert des abzubauenden Minerals.<ref name="Quelle 17" /> So spielt es bereits eine große Rolle, ob es sich bei dem abzubauenden Mineral um Steinkohle oder Braunkohle handelt.<ref name="Quelle 18" /> Des Weiteren spielen die Größe des Lagerstätteninhalts sowie sein Gehalt eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit des Tiefbaus.<ref name="Quelle 17" /> Da man für den Betrieb im Tiefbau zuvor einen großen Aufwand<ref name="Quelle 18" /> in Form von Aus- und Vorrichtung betreiben muss,<ref name="Quelle 5" /> um an die abbauwürdigen Mineralien zu gelangen, muss auch zuvor sichergestellt sein, dass das Bergwerk über eine genügend große Lagerstätte verfügt, um so einen längerfristigen Betrieb zu gewährleisten.<ref name="Quelle 18" /> Letztendlich ist auch die Mächtigkeit des Deckgebirges ein entscheidender Faktor für die Wirtschaftlichkeit des Tiefbaus.<ref name="Quelle 17" /> Allerdings verschiebt sich die Grenze der Wirtschaftlichkeit des Tiefbaus gegenüber dem Tagebau aufgrund neuer Bergtechnik in größere Teufen.<ref name="Quelle 4" /> Besonders spielt hier die Festigkeit des Deckgebirges eine wesentliche Rolle.<ref name="Quelle 17" /> Dabei ist es entscheidend, ob das Deckgebirge aus weichen, leicht abräumbaren Materialien wie Sand, Ton oder Schotter besteht, oder aus festem Gestein zusammengesetzt ist.<ref name="Quelle 18" />

Einzelnachweise

<ref name="Quelle 1">Joachim Huske: Der Steinkohlenbergbau im Ruhrrevier von seinen Anfängen bis zum Jahr 2000. 2. Auflage, Regio-Verlag Peter Voß, Werne 2001, ISBN 3-929158-12-4.</ref> <ref name="Quelle 2">Wilhelm Hermann, Gertrude Hermann: Die alten Zechen an der Ruhr (Reihe: Die Blauen Bücher). Verlag Langewiesche Nachfolger, Königstein im Taunus, 6., erweiterte und aktualisierte Aufl. 2008, ISBN 978-3-7845-6994-9, S. 12–13.</ref> <ref name="Quelle 3">Joachim Huske: Die Steinkohlenzechen im Ruhrrevier. 3. Auflage, Selbstverlag des Deutschen Bergbau-Museums, Bochum, 2006, ISBN 3-937203-24-9, S. 13–15.</ref> <ref name="Quelle 4">Ernst-Ulrich Reuther: Einführung in den Bergbau. Ein Leitfaden der Bergtechnik und Bergwirtschaft. 1. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1982, ISBN 3-7739-0390-1, S. 12–17.</ref> <ref name="Quelle 5">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 6">Wirtschaftsvereinigung Bergbau e. V.: Das Bergbau Handbuch. 5. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1994, ISBN 3-7739-0567-X.</ref> <ref name="Quelle 7">Fritz Heise, Fritz Herbst: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Fünfte verbesserte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1923, S. 280–282.</ref> <ref name="Quelle 8">Kurt Pfläging: Die Wiege des Ruhrkohlenbergbaus. Verlag Glückauf GmbH, 4. Auflage, Essen 1987, ISBN 3-7739-0490-8, S. 173, 180.</ref> <ref name="Quelle 9">Friedrich Freise: Ausrichtung, Vorrichtung und Abbau von Steinkohlenlagerstätten. Verlag von Craz & Gerlach, Freiberg in Sachsen 1908, S. 3.</ref> <ref name="Quelle 10">Hans Spethmann: Die ersten Mergelzechen im Ruhrgebiet. Essen und Lübeck 1947, S. 4–8.</ref> <ref name="Quelle 11">Verein für bergbauliche Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund (Hrsg.): Die Entwicklung des Niederrheinisch-Westfälischen Steinkohlen-Bergbaues in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Teil III Stollen - Schächte, Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH, Berlin Heidelberg 1903, S. 16.</ref> <ref name="Quelle 12">Heinrich Veith: Deutsches Bergwörterbuch mit Belegen. Verlag von Wilhelm Gottlieb Korn, Breslau 1871.</ref> <ref name="Quelle 13">Carl von Scheuchenstuel: IDIOTICON der österreichischen Berg- und Hüttensprache. k. k. Hofbuchhändler Wilhelm Braumüller, Wien 1856.</ref> <ref name="Quelle 14">Wasser am Limes und im Hohensteiner Land. Geschichte und Gegenwart des Mains und seiner Hochwasser, Schriften des DWhG, Band 14, Siegburg 2010, ISBN 978-3-8391-8665-7, S. 141–142.</ref> <ref name="Quelle 15">Wilfried Liessmann: Historischer Bergbau im Harz. 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin und Heidelberg 2010, ISBN 978-3-540-31327-4.</ref> <ref name="Quelle 16">Tilo Cramm, Joachim Huske: Bergmannssprache im Ruhrrevier. 5. überarbeitete und neu gestaltete Auflage, Regio-Verlag, Werne 2002, ISBN 3-929158-14-0.</ref> <ref name="Quelle 17">Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1, S. 3–6.</ref> <ref name="Quelle 18">Alois Riman, Friedrich Lockert: Projektierung und Rationalisierung von Kohlenbergwerken. Springer Verlag Wien GmbH, Wien 1962, S. 169, 176.</ref> <ref name="Quelle 19">Erik Zimmermann: Schwarzes Gold im Tal der Ruhr. Die Geschichte des Werdener Bergbaues, Verlagsgruppe Beleke, Nobel Verlag GmbH, Essen 1999, ISBN 3-922785-57-3, S. 50–51.</ref>

</references>