- 1
Allgemeines
- 1.1
Ziel
Durch einen Langzeitsicherheitsnachweis ist zu belegen, dass die Errichtung (ggf.), der Betrieb und die Nachbetriebsphase eines Bergwerks, in das Abfälle zur Verwertung eingebracht werden sollen, zu keiner Beeinträchtigung der Biosphäre führen können.
3Die TA Abfall, Teil 1, vom 12. März 1991 (GMBl S. 139, 469) definiert als Schutzziel in Nummer 10 für Untertagedeponien den vollständigen und dauerhaften Abschluss der Abfälle von der Biosphäre.
4Dieses Schutzziel gilt auch für den untertägigen Einsatz von Versatzmaterial.
- 1.2
5Einbaumedium
Nach der TA Abfall, Teil 1, ist ein vollständiger Einschluss bei der Ablagerung in Untertagedeponien bisher nur im Salzgestein geregelt.
6Danach übernimmt das Salzgestein als Wirtsgestein gleichzeitig die alleinige Funktion des Barrieregesteins.
7Der Langzeitsicherheitsnachweis ist daher grundsätzlich für das Salzgestein als Barrieregestein zu führen.
8Weitere geologische Barrieren können gegebenenfalls eine zusätzliche Sicherheit bieten, sie sind aber nicht zwingend erforderlich.
9Auch bei der untertägigen Verwertung von Abfällen im Salzgestein nach dem Prinzip des vollständigen Einschlusses sind daher die für Versatzmaßnahmen und deren Funktion zutreffenden Regelungen der TA Abfall, insbesondere zum Langzeitsicherheitsnachweis, gleichwertig anzuwenden.
- 1.3
10Dauerhaft sicherer Einbau
Bei der Entsorgung von Abfällen in einer Untertagedeponie (UTD) gemäß TA Abfall, Teil 1, ist der vollständige und dauerhafte Abschluss der Abfälle von der Biosphäre das erklärte Ziel.
11Danach richten sich die Anforderungen an die Abfälle, die bergbaulichen Hohlräume, die geotechnischen Barrieren (Abschlussbauwerke) und alle anderen technischen Einrichtungen und betrieblichen Maßnahmen.
12Salz als Wirtsgestein hat hier die Bedingungen zu erfüllen, gas- und flüssigkeitsdicht zu sein, durch sein Konvergenzverhalten die Abfälle allmählich zu umschließen und am Ende des Verformungsprozesses kraftschlüssig einzuschließen.
13Das Konvergenzverhalten von Salzgestein steht demzufolge nicht im Widerspruch zu der Forderung, dass die Hohlräume während der Betriebsphase der UTD standsicher sein müssen.
14Die Anforderungen an die Standsicherheit sollen einerseits die Betriebssicherheit garantieren und andererseits die Integrität der geologischen Barriere bewahren, damit die Schutzwirkung gegen die Biosphäre aufrechterhalten bleibt.
15So gesehen ist eine kontrollierte Absenkung des Deckgebirges dann statthaft, wenn sie nur bruchlose Verformungen hervorruft und keine Wasserwegsamkeiten öffnet.
16Die Möglichkeit unkontrollierter Ereignisse ist insbesondere hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Eröffnung von Wasserwegsamkeiten zu bewerten.
17Können dabei Wasserwegsamkeiten gänzlich ausgeschlossen werden, kann dies nicht zur Beeinträchtigung der Langzeitsicherheit führen.
18Wenn Abfälle als Versatzmaterial in ein Salzbergwerk nach dem Prinzip des vollständigen Einschlusses eingebracht werden, dann müssen die gleichen materiellen Anforderungen wie bei der untertägigen Ablagerung entsprechend der TA Abfall gestellt werden bzw. erfüllt sein.
- 1.4
19Verbreitung und Mächtigkeit des Barrieregesteins
Nach der TA Abfall, Teil 1 (Nr. 10.2), muss die Barriere Salzgestein am Standort eine ausreichende räumliche Ausdehnung und im ausgewählten Ablagerungsbereich eine ausreichende Mächtigkeit besitzen.
20Eine "Faustformel" über die Mindestausdehnung und Mindestmächtigkeit ohne Berücksichtigung der standortspezifischen Gegebenheiten kann nicht angegeben werden.
21Grundsätzlich muss die vorhandene unverritzte Salzmächtigkeit so groß sein, dass die Barrierefunktion auf Dauer nicht beeinträchtigt wird.
22Hilfreich kann in diesem Zusammenhang das Einhalten der Sicherheitspfeiler (z. B. Wasserwarnlinie) nach Bergrecht sein.
23Werden diese nicht eingehalten, ist ein standortspezifischer Nachweis zu führen, dass die Barrierefunktion nicht beeinträchtigt ist.
- 1.5
24Verletzung des Barrieregesteins durch bergbauliche Tätigkeiten
Das Barrieregestein wird bei Bergwerken durch die erforderlichen Schächte verletzt.
25Daher sind diese Schächte nach Stilllegung des Bergwerkes durch Abschlussbauwerke nach dem jeweiligen Stand der Technik so zu verschließen, dass die Einhaltung der Schutzziele gewährleistet ist.
26Entsprechendes gilt für den Verschluss von Schächten in Bergwerken, in denen Versatzmaterial eingebracht wird.
27Sonstige bergbaulich notwendige Durchörterungen der geologischen Barriere (Erkundungsbohrungen, Strecken) müssen sicher erfasst, verschlossen und abgedichtet werden.
28Als Planungs- und Dokumentationsgrundlage ist das Risswerk nach § 63 des Bundesberggesetzes heranzuziehen.
- 2
29Langzeitsicherheit
- 2.1
Umfang und Anforderungen
Bei der Beseitigung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen in Untertagedeponien gemäß TA Abfall, Teil 1, und bei der untertägigen Verwertung nach dem Prinzip des vollständigen Einschlusses ist der Langzeitsicherheitsnachweis für das Gesamtsystem "Abfall/Untertagebauwerk/Gebirgskörper" unter Berücksichtigung planmäßiger und außerplanmäßiger (hypothetischer) Ereignisabläufe zu führen, wobei den standortspezifischen Gegebenheiten Rechnung zu tragen ist.
30Der Langzeitsicherheitsnachweis als übergreifender und zusammenfassender Einzelnachweis im Rahmen der nach TA Abfall geforderten standortbezogenen Sicherheitsbeurteilung basiert im Wesentlichen auf den Ergebnissen der beiden anderen Einzelnachweise- -
Geotechnischer Standsicherheitsnachweis und
- -
Sicherheitsnachweis für die Betriebsphase.
31Insbesondere dem geotechnischen Standsicherheitsnachweis kommt zur Beurteilung der langfristigen Wirksamkeit und Integrität der Barriere Salz eine entscheidende Bedeutung zu.
32Ist der vollständige Einschluss durch den geotechnischen Standsicherheitsnachweis belegt, kann auf Modellrechnungen zu nicht planbaren Ereignisabläufen verzichtet werden, sofern plausibel dargelegt wird, ob und wie sich nicht planbare Ereignisse auswirken werden.
33Hierzu wird in der Regel eine verbal-argumentative Betrachtung als ausreichend angesehen, die jedoch standortbezogen zu verifizieren ist.
34Ist der vollständige Einschluss im geotechnischen Standsicherheitsnachweis belegt, kann auch beim Langzeitsicherheitsnachweis auf Modellrechnungen zur Schadstoffausbreitung im Deckgebirge verzichtet werden.
35In den Langzeitsicherheitsnachweis für Versatzmaßnahmen ist die zeitabhängige stabilisierende Wirkung des Versatzes einzubeziehen.
- 2.2
36Notwendige Basisinformationen
Für die Beurteilung der Langzeitsicherheit sind detaillierte Basisinformationen zu den geologischen, geotechnischen, hydrogeologischen und geochemischen Parametern des Standortes sowie zur Konzentration und zum Mobilitätsverhalten der einzubringenden Schadstoffe erforderlich.
37Die Basisinformationen sind auf der Grundlage des Risswerkes (§ 63 des Bundesberggesetzes) zu ermitteln.
38Zu den Basisinformationen gehören u. a.:
- 2.2.1
39Geologische Verhältnisse- -
Geologische Barriere; vertikaler Abstand Hangendzone Salz bis zu den nächstgelegenen obersten Grubenbauen; horizontale Hohlraumabstände zu den Salzgesteinsflanken und vertikaler Abstand zum Liegenden; Mächtigkeit der gesamten Salzlagerstätte oder des Salzgesteinskörpers
- -
Aufschlussgrad der Lagerstätte
- -
Aufschlussbohrungen von über Tage und unter Tage
- -
Stratigraphie im Grubenfeld (incl.
40Mächtigkeiten, fazielle Übergänge)
- -
Stoffbestand der Salzlagerstätte mit Verhältnis von Steinsalz zu Kalisalzen, Tonen, Anhydriten, Karbonatgesteinen
- -
Salzlagerstättenstruktur/Innenbau, Strukturentwicklung einschließlich Bewegungen der Salzlagerstätte und ihrer Umgebung, Konvergenz, Streichen und Einfallen der Lagerstätte, Flankenausbildung, Umwandlungen an der Oberfläche der Salzlagerstätte, Lage und Ausbildung potentieller Laugenreservoire (z. B. Hauptanhydrit)
- -
Grad der tektonischen Beanspruchung der Salzstruktur, vorherrschende Störungsrichtungen
- -
Geologische Schnitte durch das Grubengebäude
- -
Geothermische Tiefenstufe
- -
Regionale seismische Aktivität in Vergangenheit und Gegenwart
- -
Subrosion, Ausbildung von Erdfällen an der Oberfläche
- -
Halokinese.
- 2.2.2
41Angaben zum Grubengebäude- -
Zuschnitt (Teufe der Grubenbaue, Hohlraumvolumen, Streckenquerschnitte, Schächte, Blindschächte, Wendeln und Rampen, horizontale Ausdehnung des Grubengebäudes, Lage und Teufe aller Schächte des Grubengebäudes, Grundflächen und Lage der Sohlen bzw.
42Teilsohlen, Sohlen- bzw.
43Teilsohlenabstand, Sohlen, die mit einem Füllort am Tagesschacht angeschlossen sind, Lage und Größe der geplanten Versatz- oder Ablagerungsräume)
- -
Sicherheit- *
Standsicherheit der Schächte, Strecken, Blindschächte und Abbauräume
- *
Ggf.
44Firstfälle, Stoßabschalungen und Liegendaufbrüche im Bereich des Grubenfeldes
- *
Ggf.
45Lösungszuflüsse (Orte, Mengen je Zeiteinheit, Auftreten, Temperatur/Dichte, gesättigt/ungesättigt, pH-Wert/chemische Analyse, Auswirkungen auf Grubenbetrieb, ggf. einzelne Grubenteile), Ursache und Herkunft
- *
Ggf.
46Gasfreisetzung/-gefährdung (Ort, Menge, Zusammensetzung, Ursache)
- *
Ggf.
47Erdöl-/Erdgasvorkommen (im Innern oder im Salzhang/Flankenbereich von Salzlagerstätten)
- *
Sicherheitspfeiler zu Deckgebirge/Flanken/Basis/Lösungsnestern/Bohrungen/Schächten/Nachbarbergwerken
- *
Vorhandene Erkundungsbohrungen von über Tage und unter Tage (siehe auch 2.2.1)
- *
Abgedämmte bzw. abzudämmende Teile des Grubengebäudes.
- 2.2.3
48Hydrogeologische Verhältnisse- -
Stratigraphie, Petrographie, Mächtigkeit und Lagerungsverhältnisse der Schichten im Deckgebirge und Nebengestein
- -
Angaben zum Aufbau von Grundwasserstockwerken und zur Grundwasserbewegung
- -
Durchlässigkeiten und Fließgeschwindigkeiten
- -
Mineralisation des Grundwassers, Grundwasserchemismus, Lage der Salz-/Süßwassergrenze
- -
Nutzung des Grundwassers, festgesetzte oder geplante Wasser- und Heilquellenschutzgebiete sowie Vorranggebiete
- -
Lage, Ausbildung und Beschaffenheit von Oberflächengewässern.
- 2.2.4
49Abfalleinbringung- -
Abfallarten und -mengen, Abfallbeschaffenheit
- -
Versatzkonzept und -technik
- -
Geomechanisches Verhalten der Abfälle
- -
Reaktionsverhalten der Abfälle im Falle des Zutritts von Wasser und salinaren Lösungen- *
Löslichkeitsverhalten
- *
Gasentwicklung bei erhöhter Temperatur unter Tage
- *
Wechselwirkungen untereinander oder mit dem Wirtsgestein.
50Es ist eine möglichst lückenlose Erhebung und Dokumentation der Bestandsdaten durchzuführen, ggf. in Form von Fachgutachten.
- 2.3
51Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes
Auf der Grundlage der o.g. Basisinformationen bzw.
52Fachgutachten soll zunächst ein Sicherheitskonzept aufgestellt werden.
53Hierbei erfolgt im Rahmen der standortbezogenen Sicherheitsbeurteilung eine erste Bewertung, ob ein Nachweis des vollständigen Einschlusses der eingebrachten schadstoffhaltigen Abfälle unter den Standortbedingungen langzeitlich möglich erscheint.
54Gleichzeitig wird erkennbar, ob ggf. ergänzende oder zusätzliche Erkundungsarbeiten erforderlich sind.
- 2.4
55Geotechnischer Standsicherheitsnachweis
Um den dauerhaften Abschluss der Abfälle von der Biosphäre zu gewährleisten, ist für die Standsicherheit der Hohlräume im Einzelnen nachzuweisen, dass- a)
während und nach der Erstellung der Hohlräume keine Verformungen - weder im Hohlraum selbst, noch an der Tagesoberfläche - zu erwarten sind, die die Funktionsfähigkeit des Bergwerkes beeinträchtigen können;
- b)
das Tragverhalten des Gebirges ausreicht, um Verbrüche von Hohlräumen zu verhindern, die die Langzeitsicherheit des Bergwerkes beeinträchtigen können;
- c)
die eingebrachten Abfälle auf längere Sicht stabilisierend wirken.
56Der Nachweis der Standsicherheit sowohl in der Betriebs- als auch in der Nachbetriebsphase ist durch ein gebirgsmechanisches Gutachten zu erbringen.
57Dabei sind insbesondere folgende Aufgabenstellungen abzuarbeiten:- 1.
58Einordnung und Bewertung der geologischen/tektonischen und hydrologischen Kenntnisse hinsichtlich ihrer Relevanz für die angetroffene und zu prognostizierende gebirgsmechanische Situation im Bereich des Grubengebäudes.
- 2.
59Analyse der bergbaulichen Situation anhand von Betriebserfahrungen (soweit vorhanden), insbesondere zur Dimensionierung der untertägigen Grubenbaue und zur Bewertung der Standsicherheit.
- 3.
60Analyse des Gebirgsverhaltens auf der Basis von Messungen über Tage und unter Tage, von Ergebnissen geotechnischer Laborversuche sowie auf Grund markscheiderischer Prognosen und gebirgsmechanischer Bewertungen.
61Vorhandene Ergebnisse und Datenbestände eines Bergwerksbetriebes können genutzt werden.
- 4.
62Ableitung der Darlegung eventueller gebirgsmechanischer Gefährdungssituationen auf der Basis der durchgeführten Analysen.
- 5.
63Erstellung eines Sicherheitsplanes zum Nachweis der Standsicherheit sowie zur gebirgsmechanischen Bewertung der Langzeitsicherheit (Integrität/Intaktheit) der geologischen Barrieren; dabei sind die möglichen Risiken zu beschreiben und die zu beachtenden Gefährdungsmöglichkeiten zu definieren, die den rechnerischen Nachweisen zugrunde zu legen sind.
- 6.
64Festlegung der zu berücksichtigenden möglichen Einwirkungsfaktoren geologisch/tektonischer Art (u. a. Primärspannungszustand, Temperaturfeld, Erdbeben) oder anthropogener Art (z. B. durch Hohlraumauffahrungen, Versatz/Abfall).
- 7.
65Durchführung von Laborversuchen zur Ermittlung der gesteinsmechanischen Eigenschaften (Festigkeits- und Verformungseigenschaften) der anstehenden Salzgesteine ggf. auch des einzubringenden Versatzes/Abfalls.
- 8.
66In-situ-Messungen zur Bewertung des Beanspruchungszustandes (Verformungs- und Spannungszustand) der Lagerstätte infolge des durchgeführten Bergbaus; in kritischen Bereichen auch in-situ-Messungen zur Permeabilität.
- 9.
67Rechnerische gebirgsmechanische Modellierung zur Simulation des Beanspruchungszustandes des Gebirges und des Langzeitverhaltens des Einlagerungsbereiches und des Grubengebäudes unter Berücksichtigung der langfristigen Konvergenz, der stabilisierenden Wirkung des Versatzes/Abfalls sowie seismologisch bedingter dynamischer Wirkungen.
- 10.
68Bewertung von gebirgsmechanischen Gegebenheiten- -
Standsicherheit (Einschätzung der Möglichkeit eines Festigkeits- bzw.
69Verformungsversagens, seismische Systemstabilität)
- -
Konvergenz des Grubengebäudes und Oberflächenabsenkungen
- -
Langfristige Wirksamkeit der geologischen Barrieren.
- 11.
70Erarbeitung der aus gebirgsmechanischer Sicht erforderlichen Maßnahmen während des Einlagerungsbetriebes und zum Betriebsabschluss- -
betriebsbegleitende geotechnische Messungen
- -
gebirgsmechanische Grundsätze für die Verwahrung und für Abschlussbauwerke.
71Die Empfehlungen des Arbeitskreises "Salzmechanik" der Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau e. V. zur Geotechnik der Untertagedeponierung von gefährlichen Abfällen im Salzgebirge - Ablagerung in Bergwerken - können auch bei den geotechnischen Untersuchungen in Bergwerken, in denen gefährliche Abfälle im vollständigen Einschluss verwertet werden, herangezogen werden.
- 2.5
72Nachweis der Langzeitsicherheit
Aufbauend auf den vorlaufenden Untersuchungsergebnissen sind in dem übergreifenden und zusammenfassenden Langzeitsicherheitsnachweis für das Gesamtsystem "Abfall/Untertagebauwerk/Gebirgskörper" auf der Grundlage des Mehrbarrierensystems folgende Einzelsysteme zu betrachten und zu bewerten:
- 2.5.1
73Bewertung der natürlichen Barrieren- -
Verhalten des Wirtsgesteins, des Nebengesteins und des Deckgebirges.
- 2.5.2
74Bewertung von technischen Eingriffen auf die natürlichen Barrieren- -
Schächte
- -
andere Grubenbaue (z. B. Strecken, Blindschächte)
- -
Übertagebohrungen
- -
Untertagebohrungen
- -
Bergbaubedingte Gebirgsauflockerungen.
- 2.5.3
75Bewertung der technischen Barrieren- -
Abfallbeschaffenheit und ggf.
76Konditionierung
- -
Art der Einbringung
- -
Streckendämme
- -
Schachtverschlüsse.
- 2.5.4
77Bewertung von Ereignissen, sofern sie den vollständigen Einschluss der Abfälle gefährden und ggf. eine Schadstoffmobilisierung bewirken können- -
Natürlich bedingte Ereignisse- *
Diapirismus und Subrosion
- *
Erdbeben
- *
Vulkanismus
- -
Technisch bedingte Ereignisse und Prozesse- *
Undichtwerden von Erkundungsbohrungen
- *
Wassereinbruch während der Betriebsphase, z. B. über die Schächte
- *
Laugeneinbruch während der Betriebsphase
- *
Versagen der Schachtverschlüsse
- *
Bergbaubedingte Gebirgsauflockerungen
- *
Bohrungen oder sonstige Eingriffe in der Nachbetriebsphase.
78Die Auswahl zusätzlicher Ereignisse hat sich an den jeweiligen standortspezifischen Gegebenheiten auszurichten.
- 2.5.5
79Zusammenfassende Bewertung des Gesamtsystems unter Berücksichtigung aller sicherheitsrelevanten Gesichtspunkte.
