Bruch (Bergbau)

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Durch Sprengung hervorgerufener Stollenbruch in der U-Verlagerung Mittelbau Dora.

Als Bruch bezeichnet man im Bergbau sowohl das unvorhergesehene als auch das planmäßige Hereinbrechen von Gestein oder Lagerstätteninhalten.[1] Das planmäßige Erzeugen von Brüchen wird beim Bruchbau angewendet, unplanmäßige Brüche entstehen, wenn Grubenbaue zusammenbrechen.[2] Das Zusammenbrechen, Einbrechen oder Einstürzen eines Schachtes, eines Stollens oder einer Strecke bezeichnet der Bergmann auch als Verbrechen.[3] Wenn ein Grubenbau verbricht, wird er durch die hereingehenden Berge verschüttet und dadurch unbrauchbar.[4]

Grundlagen

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Nur bei wenigen Grubenbauen ist das Gebirge so standfest,[ANM 1] dass es nicht mittels Ausbau unterstützt werden muss.[5] Der Grubenausbau verliert im Laufe der Jahre seine Standfestigkeit und wird schwächer.[6] Das trifft insbesondere auf den früher häufig verwendeten Holzausbau zu.[5] Dieser Holzausbau wird durch Grubenwasser und Wetter mit hoher Luftfeuchtigkeit[ANM 2] im Laufe der Zeit morsch und muss erneuert werden.[7] Wird dies unterlassen, kann der Ausbau dem Gebirgsdruck nicht mehr standhalten und bricht ein.[8] Aber auch ein neuer und völlig intakter Ausbau kann durch das Gewicht des Gebirges brechen.[9] Bestimmte lettige Massen blähen sich durch das Berühren mit Wasser auf und zerstören auch neuen Ausbau. Rollige Massen können zwischen den Ausbauen in den Grubenbau eindringen.[8] Durch Abbaueinwirkungen kommt es zu Konvergenzen und somit zu einem starken Druck sowohl auf die Firste als auch die Sohle und die Stöße.[2]

Mit Betonstützen gesicherter Stollenbruch am Stollenende in Mittelbau Dora, verursacht durch den in späteren Jahrzehnten erfolgten Abbau des über dem Stollen liegenden Anhydrit.

Folgen

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Oftmals sind die Auswirkungen so groß, dass die Grubenbaue nicht mehr genutzt werden können und als verbrochen liegen bleiben müssen.[10] Grubenbaue, die verbrochen sind, können oftmals nur mit großem Aufwand aufgewältigt werden.[6][8] Wenn ein Stollenbesitzer einen Erbstollen, die Wasserseige oder die Lichtlöcher verbrechen ließ, war der Bergmeister ermächtigt,[6] diesen Stollen wieder frei zu machen und neu zu verleihen.[11] War ein Stollen brüchig geworden, erhielt der Stollenbesitzer den Stollenneunten nicht mehr.[6] Wenn ein Stollen oder eine Strecke verbricht, kann es vorkommen, dass die Bergleute, die sich in dem Grubenbau aufhalten, verschüttet oder in einen Hohlraum eingeschlossen werden. Diese Bergleute können je nach Schwere entweder sofort getötet werden oder an den Folgen sterben (z. B. verhungern), wenn sie nicht unverzüglich gerettet werden. Stellt sich im Nachhinein heraus, dass der Grund für den Verbruch mangelnde Wartung des Grubenausbaus oder ein ungenügender Ausbau waren, kann dieses nach dem Berggesetz und den geltenden Strafgesetzen mit empfindlichen Strafen geahndet werden.[12]

Geologische Auswirkungen

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Bei nahezu jedem Gestein sind Trennflächen ein natürlicher Bestandteil.[13][14] Diese Trennflächen entstehen durch die normale Tektonik oder durch Entlastung infolge der isostatischen Hebung und Erosion.[15] Durch tektonische oder andere Spannungen entstehen Bruchstellen im Gebirge.[16] Werden untertägige Hohlräume erzeugt, so kommt es nach der Überschreitung der sogenannten Stehzeit zu Ablösungen am Gestein.[17] Diese Ablösungen werden durch das Hinzukommen von Grubenwässern noch verstärkt und beschleunigt.[18] Oftmals ist der Felsen auch so brüchig, dass Lockergestein in den erstellten Hohlraum rieselt. Je nach Felsart können sich schalenförmige Gebilde lösen und in den erstellten Hohlraum stürzen.[19] Durch das rechtzeitige Einbringen von Grubenausbau wird der Felsen abgestützt.[5] Kommt es nun durch Überlastung des Ausbaus dazu, dass der Grubenbau verbricht, können sich oberhalb der Bruchstelle weitere Verbruchsprozesse abspielen.[19] Bei größeren Teufen des Tiefen Bergbaus läuft sich der Verbruch tot und es besteht keine Wahrscheinlichkeit, dass es zu einem Tagesbruch kommt.[17] Unter Umständen ist, je nach Größe des verbrochenem Hohlraums, eine Einsenkung in der Tagesoberfläche zu sehen, bei der die Randbereiche leicht über die Breite des Bruchschlotes[ANM 3] hinausgehen.[18] Bei Grubenbauen, die im tagesnahen Bergbau erstellt wurden, kann es nach einer bestimmten Zeit zu einem Tagesbruch kommen.[20]

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Einzelnachweise

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  1. ↑ Julius Dannenberg, Werner Adolf Franck (Hrsg.) Bergmännisches Wörterbuch. Verzeichnis und Erklärung der bei Bergbau - Salinenbetrieb und Aufbereitung vorkommenden technischen Ausdrücke, nach dem neuesten Stand der Wissenschaft - Technik und Gesetzgebung bearbeitet, F. U. Brockhaus, Leipzig 1882.
  2. ↑ a b Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.
  3. ↑ Erklärendes Wörterbuch der im Bergbau in der Hüttenkunde und in Salinenwerken vorkommenden technischen und in Salinenwerken vorkommenden technischen Kunstausdrücke und Fremdwörter. Verlag der Falkenberg'schen Buchhandlung, Burgsteinfurt 1869.
  4. ↑ Bergmännisches Wörterbuch. Johann Christoph Stößel, Chemnitz 1778.
  5. ↑ a b c Alexander H. Schneider: Sicherheit gegen Niederbruch im Untertagebau. ETH-Dissertation Nr. 14556, Institut für Geotechnik, vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich, Zürich 2002, ISBN 3-7281-2872-4, S. 5–8, 77–81.
  6. ↑ a b c d Heinrich Veith: Deutsches Bergwörterbuch mit Belegen. Verlag von Wilhelm Gottlieb Korn, Breslau 1871.
  7. ↑ B. W. Boki, Gregor Panschin: Bergbaukunde. Kulturfond der DDR (Hrsg.), Verlag Technik Berlin, Berlin 1952, S. 138–141.
  8. ↑ a b c Wilhelm Jicinsky, Berg- und Hüttenmännischer Verein Mähr-Ostrau (Hrsg.): Katechismus der Grubenerhaltung für Grubensteiger und Grubenaufsichtsorgane. Commissionsverlag von Prokisch's Buchhandlung, Mähr-Ostrau 1876.
  9. ↑ Johann Georg von Schoen: Der Tunnel-Bau. Vorlesungen über Tunnel-Bau an den k.k. technischen Hochschulen zu Wien und Brünn, Alfred Hölder Beck'sche Universitäts Buchhandlung, Wien 1874, S. 210.
  10. ↑ Johann Gottfried Jugel (Hrsg.): Geometria Subterranea. Neue verbesserte Ausgabe, Buchhändler Johann Paul Kraus, Wien 1773.
  11. ↑ Moritz Ferdinand Gaetzschmann: Sammlung bergmännischer Ausdrücke. Verlag Craz & Gerlach, Freiberg 1859.
  12. ↑ Carl von Scheuchenstuel: IDIOTICON der österreichischen Berg- und Hüttensprache. k. k. Hofbuchhändler Wilhelm Braumüller, Wien 1856.
  13. ↑ Christof Gehle: Bruch- und Scherverhalten von Gesteinstrennflächen mit dazwischenliegenden Materialbrücken. In: Schriftenreihe des Institutes für Grundbau und Bodenmechanik der Ruhr-Universität Bochum. Th. Triantafyllidis (Hrsg.) Ruhr-Universität Bochum, Bochum 2002, ISSN 1439-9342, S. ix, 18–22.
  14. ↑ Mark Mainz: Geotechnische Modellvorstellungen zur Abschätzung von Gefährdungsbereichen des Altbergbaus und Schachtschutzbereichen im Aachener Steinkohlenrevier. Genehmigte Dissertation an der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik der Rheinisch – Westfälischen technischen Hochschule Aachen, Aachen 2007, S. 40–53, 85–90.
  15. ↑ Hans Murawski, Wilhelm Meyer: Geologisches Wörterbuch. 12. überarbeitete und erweiterte Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-8274-1810-4.
  16. ↑ Helmut Prinz, Roland Strauß: Ingenieurgeologie. 5. bearbeitete und erweiterte Auflage, Spektrum akademischer Verlag, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2472-3, S. 455, 456.
  17. ↑ a b Steffen Päßler: Über die Wahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen und die Risikobewertung am Beispiel von Rohrleitungen im Mitteldeutschen Braunkohlentiefbau. Angenommenen Habilitationsschrift an der Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau der Technischen Universität Bergakademie Freiberg, Freiberg 2014, S. 7–13.
  18. ↑ a b Barbara Juza: Erkundung und Stabilisierung tagesnaher Hohlräume im ehemaligen Gipsbergbau Hochleiten. Diplomarbeit am Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft der Montanuniversität Leoben; Leoben 2008, S. 35–45.
  19. ↑ a b Michael Clostermann: Einwirkungsrelevanz des Altbergbaus, Bemessung von Einwirkungs- und Gefährdungsbereichen und Einfluss von Grubenwasserständen. Gutachterliche Stellungnahme im Auftrag der Bezirksregierung Arnsberg Abteilung Bergbau und Energie in NRW, Projekt Nr. 16–124, Dortmund 2020, S. 32–39.
  20. ↑ Günter Meier: Zur Bestimmung von altbergbaulich bedingten Einwirkungsbereichen. In: 9 Altbergbau-Kolloquium.

Anmerkungen

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  1. ↑ Mit dem Begriff Standfestigkeit wird die Fähigkeit von Gesteinsschichten beschrieben, einen bestimmten Zeitraum um einen nicht unterstützten unterirdischen Hohlraum ohne Zerstörung stehenzubleiben. (Quelle: Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon.)
  2. ↑ Hohe Luftfeuchtigkeit kommt insbesondere in den Grubenbauen vor, durch die die Abwetter strömen. Wird hier Holzausbau verwendet, muss er vor dem Einbau mit imprägnierenden Flüssigkeiten behandelt werden. (Quelle: B. W. Boki, Gregor Panschin: Bergbaukunde.)
  3. ↑ Als Bruchschlot bezeichnet man einen schachtähnlichen Aufstiegskanal, der sich bedingt durch Verbruchsprozesse von unten nach oben hocharbeitet. (Quelle: Hans Murawski, Wilhelm Meyer: Geologisches Wörterbuch.) (Quelle: Barbara Juza: Erkundung und Stabilisierung tagesnaher Hohlräume im ehemaligen Gipsbergbau Hochleiten.)
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