4.2.4.2 Einflüsse aus gegenwärtiger oder früherer bergbaulicher Tätigkeit – Bergwerke

Ergänzend zum Kapitel 4.2.4.1 werden nachfolgend die zum Ausschlusskriterium „Einflüsse aus gegenwärtiger oder früherer bergbaulicher Tätigkeit“ einzuordnenden Bergwerke und Kavernen näher betrachtet.

Gemäß § 22 Abs. 2 Nr. 3 StandAG werden auszuschließende Gebiete ermittelt, die aufgrund bergbaulicher Tätigkeiten negative Einflüsse auf den Spannungszustand und die Permeabilität des Gebirgszustandes erwarten lassen. Hierzu ist es erforderlich zunächst das aufgefahrene Grubengebäude des entsprechenden Bergwerkes oder den Kavernenhohlraum zu analysieren.

Eine bergbauliche Tätigkeit umfasst die Aufsuchung, Erschließung und Gewinnung von Bodenschätzen(Reuther 1989). Neben der Gewinnung von festen Rohstoffen im Tagebau (übertägig) oder Tiefbau (untertägig) werden auch Kavernenspeicher in Salzstöcken zur Ermittlung ausgeschlossener Gebiete herangezogen. Eine Kaverne bezeichnet hierbei einen infolge der Salzgewinnung großen unterirdischen und künstlich geschaffenen Hohlraum, der anschließend überwiegend zur Speicherung von Erdöl und Erdgas genutzt wird. Durch das Auffahren von Hohlräumen kommt es zu Spannungsveränderungen, die eine Reduzierung der Barrierewirksamkeit der den Hohlraum umgebenden Gesteinsformation (Beeinflussungsbereich) bewirken können, bis hin zur Rissbildung mit potenziellen Fließwegen für Fluide.

Das Erschließen von Lagerstätten fluider Rohstoffe (z. B. Erdöl) sowie Porenspeichern erfolgt i. d. R. durch Bohrungen ausgehend von der Tagesoberfläche ohne Schaffung eines unterirdischen Hohlraumes. Die BGE betrachtet deshalb in Phase I, Schritt 1 des Standortauswahlverfahrens ausschließlich diese Bohrungen, sodass auf die räumliche Erstreckung der beeinflussten Gebirgsbereiche nicht näher eingegangen wird.

Zur Identifizierung von ausgeschlossenen Gebieten wurden bei den Landesbehörden unter anderem die folgenden Informationen erbeten: die Bezeichnung der bergbaulichen Tätigkeit (bzw. des Bergwerks), die Angabe der maximalen Teufe (z. B. tiefste Sohle) und die Umgrenzung der maximalen lateralen Ausdehnung des an die Oberfläche projizierten Grubengebäudes einschließlich dessen Einwirkungsbereich auf das umliegende Gebirge. Dabei wurden infolge der aktualisierten, letzten Datenabfrage ausschließlich Bergwerke und Kavernen abgefragt, die eine Tiefe von mindestens 300 m unter der Geländeoberkante erreichen.

In mehreren Fällen lagen die benötigten Daten nicht vollständig in digitaler Form vor. Daher hat die BGE im Herbst 2019 begonnen, den digitalen Datenbestand durch eigene Digitalisierungsarbeiten in den Archiven der Bergbehörden zu erweitern. Für die Bundesländer Baden-Württemberg, Bayern, Brandenburg (einschließlich Berlin), Hessen, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen (einschließlich Schleswig-Holstein, Hamburg und Bremen), Rheinland-Pfalz, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen wurden u. a. Tiefen von bergbaulichen Tätigkeiten ermittelt und Grubengebäude sowie Beeinflussungsbereiche von bergbaulichen Tätigkeiten georeferenziert und vektorisiert. Insgesamt wurden etwa 3 700 Bergwerke und Kavernen bearbeitet.

Die Ermittlung ausgeschlossener Gebiete erfolgt auf Basis der lateralen Ausdehnung von Beeinflussungsbereichen. Diese werden aufgrund der bundesweit teils sehr heterogenen Datenlage auf zwei verschiedene Arten ermittelt: Zum einen wurden von den Landesbehörden ausgewiesene Beeinflussungsbereiche übernommen. Dabei handelt es sich überwiegend um sogenannte Einwirkungsbereiche gemäß oder in Anlehnung an die Bergverordnung über Einwirkungsbereiche (EinwirkungsBergV). Hierbei werden Veränderungen an der Tagesoberfläche wiedergegeben, also bruchhafte Verformungen des Gebirges, die vom unterirdischen Hohlraum ausgehend bis zur Geländeoberkante reichen. Liegen der Landesbehörde keine der benötigten Informationen über einen Einwirkungs- oder Beeinflussungsbereich vor, ergänzt die BGE diesen anhand eines definierten Vorgehens auf Basis geometrischer Informationen. Grundlage hierfür bildet die in Abbildung15 dargestellte größte laterale Erstreckung des Grubengebäudes oder des Kavernenhohlraumes.

Abbildung 15: Graphische Darstellung zur Ermittlung der größten lateralen Erstreckung eines Bergwerks

Vom tiefsten Punkt des Grubenhohlraumes ausgehend, wird entlang der Grubengebäudeumhüllenden mit Hilfe eines Grenzwinkels von 76,5 Grad ein trichterförmiger Körper zur Geländeoberkante hin gebildet (vgl. Abbildung 16). Der verwendete Grenzwinkel wurde von der BGE einheitlich für alle Bergwerke und Kavernen festgelegt und entspricht dem steilsten der in der EinwirkungsBergV aufgeführten Einwirkungswinkeln. Der so ermittelte laterale Ausschlussbereich wird ebenfalls senkrecht nach unten, sprich vertikal, über den gesamten endlagerrelevanten Tiefenbereich projiziert.

Zur Beschreibung der lateralen Ausdehnung und maximalen Tiefe bei Tagebauen wird stellvertretend der Bereich des Tagebautiefsten genutzt.

Abbildung 16:  Schematische Darstellung der Ausweisung des Beeinflussungsbereichs um die größte laterale Erstreckung des Bergwerkes anhand der Teufe und dem Grenzwinkel

Steinkohlenbergbau in Nordrhein-Westfalen

Die Bewertung der Datenlage und Datenmenge zu den Regionen des Steinkohlenbergbaus in Nordrhein-Westfalen erfordert ein methodisches Vorgehen, das von der zuvor beschriebenen Anwendungsmethode abweicht.

Mit ca. 4 400 km2 gilt das Ruhrgebiet als größter Ballungsraum des Steinkohlenbergbaus in Deutschland. Die hohe räumliche Konzentration von Bergwerken in dieser Region führt zu einer weitreichenden Überlagerung und gegenseitigen Beeinflussung der bergbaulich beanspruchten Gebirgsbereiche.

Die gesonderte Anwendungsmethode sieht vor, die Steinkohlenbergwerke in Nordrhein-Westfalen mit Hilfe von so genannten „Rissblattumhüllenden“ digital zu erfassen. Diese repräsentieren auf einer digitalen Landkarte ausschließlich die Ränder analoger Kartenblätter, auf denen das Grubengebäude dargestellt ist. Durch das Übereinanderlegen und Zusammenführen sämtlicher zu einem Bergwerk gehörender Kartenränder entsteht eine Fläche überlagernder Rechtecke, die das enthaltene Bergwerk in Hinblick auf seine laterale Ausdehnung abdeckend erfasst. Der Abstand zwischen Rissblattumhüllender und der tatsächlichen lateralen Erstreckung eines Bergwerks ist jedoch variabel und reicht von einigen Metern bis hin zu wenigen Kilometern.

Um die auszuschließenden Flächen für den Steinkohlenbergbau in Nordrhein-Westfalen nicht zu überschätzen, wurde im Zuge der methodischen Entwicklung der geometrische Zusammenhang zwischen dem Beeinflussungsbereich und der dazugehörigen Rissblattumhüllenden stichprobenartig anhand von fünf Bergwerken analysiert.

Dazu wurden auf Basis eines numerischen sowie analytischen Verfahrens die Beeinflussungsbereiche des jeweiligen Bergwerks ermittelt. Die so erzielten Ergebnisse zeigen, dass bei vier von fünf Bergwerken keine signifikante Überschätzung der ermittelten ausgeschlossenen Gebiete zu erwarten ist (BGE 2020w). Bei oberflächennahen und im Verhältnis zu anderen Steinkohlenbergwerken in Nordrhein-Westfalen kleineren Objekten kann hingegen in einzelnen Bereichen eine Überschätzung eintreten. Im Ergebnis hat sich die BGE dazu entschieden, die Rissblattumhüllenden des Steinkohlenbergbaus in Nordrhein-Westfalen für die Anwendungsmethode „Einflüsse aus gegenwärtiger oder früherer bergbaulicher Tätigkeit“ zu verwenden.

Bestandsbergwerke der BGE

Die hier zu betrachteten Bestandsbergwerke der BGE umfassen das Endlager Morsleben, das Endlager Konrad und die Schachtanlage Asse II. Diese werden in der folgenden Abbildung 17 dargestellt und repräsentieren gemäß § 22 Abs. 2 Nr. 3 StandAG ausgeschlossene Gebiete.

Für die Bestandsbergwerke erfolgt eine individuelle Ermittlung ausgeschlossener Gebiete. Dieses gesonderte Vorgehen ist in BGE (2020h) beschrieben und darin begründet, dass ein wesentlicher Aspekt für die Genehmigung der Errichtung und/oder des Betriebs der Bestandsbergwerke der BGE Langzeitsicherheitsbewertungen sind, die z. T. einen erheblichen Teil des umgebenden Gebirges einbeziehen.

Endlager Konrad

Das ausgeschlossene Gebiet Konrad ist identisch mit dem Modellgebiet der Langzeitsicherheitsanalyse von 1986 und beträgt 657 km². Definiert ist das Modellgebiet im Hinblick auf die modellierte Grundwasserbewegung im Bereich des Endlagers Konrad und daraus resultierenden Ausbreitungswege für Radionuklide. Der Planfeststellungsbeschluss Konrad hat das Modellgebiet als einen Betrachtungsraum, in welchem Wechselwirkungen zwischen endgelagerten Abfällen und Umfeld möglich sind, übernommen (Niedersächsisches Umweltministerium 2002).

Dieser, im Planfeststellungsverfahren ermittelte Einflussbereich des Endlagers Konrad, entspricht dem dargestellten ausgeschlossenen Gebiet. Dieses Vorgehen ist darin begründet, dass die für eine Erkundung von Standortregionen oder Standorten erforderlichen Maßnahmen Rückwirkungen auf die Ergebnisse der Sicherheitsuntersuchungen Konrad haben können. Dies betrifft insbesondere Fragen der Langzeitsicherheit, die neu bewertet werden müssten. Dies erhöht auch für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle die Komplexität der Sicherheitsuntersuchungen und späteren periodischen Sicherheitsüberprüfungen deutlich.

Schachtanlage Asse II

Das ausgeschlossene Gebiet für die Schachtanlage Asse II erstreckt sich über ca. 4 km in Längsrichtung der Salzstruktur und über ca. 1 km quer dazu. In Nord-Süd-Richtung umfasst dieser die Salzumhüllende einschließlich eines Sicherheitsbereichs im Deckgebirge. Für die Grenzen nach Westen und Osten werden die ungefähren Modellgrenzen des hydrogeologischen Deckgebirgsmodells herangezogen.

Diese Grenzen sind durch Exfiltrationsgebiete mit potenzieller Bedeutung für die Ausbreitung von Grubenlösung und den Transport von Schadstoffen im Deckgebirge gekennzeichnet und werden daher zur Ermittlung des ausgeschlossenen Gebiets herangezogen.

Endlager Morsleben

Das ausgeschlossene Gebiet für das Endlager Morsleben ist mit den Eckpunkten des Schutzgebietes der Dauerbetriebsgenehmigung (SAAS 1986) identisch und umfasst ca. 11 km².

Anlage 3 Teil II Nr. 4.2 der Dauerbetriebsgenehmigung des Endlagers Morsleben sieht im Bereich der Gruben Bartensleben und Marie für fremde bergbauliche Arbeiten sowie hydrologische und wasserwirtschaftliche Maßnahmen die Beachtung des vorgenannten Schutzgebietes vor. Unabhängig von den tatsächlichen Einwirkungen auf das Endlager Morsleben oder seinen potentiellen Auswirkungen ist diese Fläche durch die Genehmigung als Schutzgebiet deklariert.

Abbildung 17: Kartendarstellung der ausgeschlossenen Gebiete um die Bestandsbergwerke der BGE

Nach Anwendung des Ausschlusskriteriums „Einflüsse aus gegenwärtiger oder früherer bergbaulicher Tätigkeit“ wurden, wie in Abbildung 18 dargestellt, anhand der BGE vorliegender Informationen deutschlandweit 686 Bergwerke und Kavernen mit einer Gesamtfläche von rund 6 823 km2 als ausgeschlossene Gebiete identifiziert.

Abbildung 18: Ausgeschlossene Gebiete für das Ausschlusskriterium „Einflüsse aus gegenwärtiger oder früherer bergbaulicher Tätigkeit“ – Bergwerke“

Vorgemerkte bergbauliche Tätigkeiten

Zusätzlich zu den ausgeschlossenen Gebieten, konnten für drei Bundesländer weitere Bergwerke und Kavernen identifiziert werden, deren untertägige Hohlräume bis in den endlagerrelevanten Tiefenbereich aufgefahren wurden, aber die Datenlage nicht ausreichend ist, um die Anwendungsmethode umzusetzen. Für rein informative Zwecke werden aus diesem Anlass sogenannte „vorgemerkte bergbauliche Tätigkeiten“ in der folgenden Abbildung 19 dargestellt. Weitere 13 Bergwerke und Kavernenfelder existieren in Thüringen und Niedersachsen. Eine Tabelle mit näheren Informationen dazu befindet sich in der untersetzenden Unterlage BGE (2020h, Kapitel "vorgemerkte bergbauliche Tätigkeiten").

Abbildung 19: Kartendarstellung vorgemerkter ausgeschlossener Gebiete.
Die Karte zeigt die Rissblattumhüllenden in Nordrhein-Westfalen und die Berechtsamsgrenze des Kavernenfeldes Dörnfeld in Thüringen. Das große Oval im linken Teil bzw. der größere Kreis im rechten Teil der Karte dienen nur der Visualisierung und haben keine Bedeutung hinsichtlich der vorgemerkten bergbaulichen Tätigkeiten.