Beiträge des Lehrstuhls für Bergbaukunde zur Arbeitssicherheit in der mineralrohstoffgewinnenden Industrie

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1 PETER MOSER Dr., Leiter des Lehrstuhls für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft, Montanuniversität Leoben Beiträge des Lehrstuhls für Bergbaukunde zur Arbeitssicherheit in der mineralrohstoffgewinnenden Industrie 1. Allgemeines Der Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft (in weiteren Lehrstuhl für Bergbaukunde) gehört zum Department Mineral Resources and Petroleum Engineering, das neben dem Department Angewandte Geowissenschaften und Geophysik zu den erd- und rohstoffwissenschaftlichen Organisationseinheiten der Montanuniversität Leoben zählt. Zum Stichtag arbeiteten am Bergbaukundelehrstuhl 40 vollzeitbeschäftigte und teilzeitbeschäftigte Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen: 30 im wissenschaftlichen Bereich und 10 Personen im Bereich Technik und Verwaltung. Die Aufgaben des Lehrstuhls für Bergbaukunde umfassen Tätigkeiten in Lehre und Forschung. Die Hauptlehrbeiträge erfolgen zum Bachelorstudium Rohstoffingenieurwesen und zum Masterstudium Rohstoffgewinnung und Tunnelbau. Einige Lehrveranstaltungen werden auch für die Bachelor- und Masterstudien Angewandte Geowissenschaften sowie für das Bachelorstudium Petroleum Engineering abgehalten. Der Bereich der postgradualen Ausbildungsaktivitäten hat am Lehrstuhl für Bergbaukunde in den letzten Jahren einen sehr starken Aufschwung erlebt. Zurzeit werden die Universitätslehrgänge Sprengingenieurwesen und International Mining Engineering angeboten. Darüber hinaus wird auch das Thema Sicherheit im Bergbau unter Tage in Form eines Lehrgangs in Kooperation mit der Industrie (Rio Tinto Minerals und RHI) behandelt. Der Bereich der Forschung und Entwicklung am Bergbaukundelehrstuhl ist um die Bereiche Excavation Engineering, Rock Engineering sowie Systems Engineering and Sustainable Mineral Supply gegliedert. Forschungsaktivitäten umfassen Grundlagenprojekte, angewandte Projekte und auch konkrete Produktentwicklungen für die Mineralrohstoffindustrie. Das Gesamtbudget des Lehrstuhls für Bergbaukunde beläuft sich auf rund 1,6 Millionen, wobei die eine Hälfte aus dem Bundesbudget stammt und die andere Hälfte über Forschungsaufträge aus der Industrie erwirtschaftet wird. 237

2 2. Arbeitssicherheit im Rahmen der Ausbildung Ein Schwerpunkt der Befassung mit arbeitssicherheitlichen Aspekten liegt naturgemäß auf dem Gebiet der Ausbildung, da hier der größte Effekt hinsichtlich der Entwicklung einer entsprechenden Sicherheitskultur in der Industrie gegeben ist. Die Rohstoffgewinnung ist ein Natur-Technik-Mensch-System. Alle drei Faktoren haben Auswirkungen auf die Arbeitssicherheit und sind demnach für eine sichere und wirtschaftliche Bergbautätigkeit zu behandeln. Daher finden sich die Beiträge des Lehrstuhls für Bergbaukunde zur Verbesserung der Arbeitssicherheit in der Mineralrohstoffindustrie in einer Vielzahl von Lehrveranstaltungen. Im Rahmen des Studiums Rohstoffingenieurwesen haben alle Studierenden die Lehrveranstaltung Schutzvorschriften und Sicherheitstechnik zu belegen. Diese Lehrveranstaltung mit bereits langer Tradition, wurde früher über Jahrzehnte von der Berghauptmannschaft Leoben veranstaltet und wird nun vom Leiter der Sektion Energie & Bergbau als Basislehrveranstaltung zum Thema Sicherheit am Arbeitsplatz mit besonderer Behandlung der Gefahren in mineralrohstoffgewinnenden Betrieben organisiert. Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung findet die erstmalige Befassung der Studierenden mit dem Thema Arbeitsicherheit und auch Risikomanagement ganz gezielt hinsichtlich der bergbauspezifischen Gefahren statt. Über diese klassische Sicherheitsvorlesung hinaus findet das Thema bergbauspezifische Gefahren eine umfangreiche Behandlung in den Vorlesungen Gebirgsmechanik I und II, die die gebirgsbedingten Gefahrenmomente zum zentralen Thema haben. In der Spezialvorlesung Risikomanagement werden Aspekte der Arbeitssicherheit als Teil des Risikomanagements in Unternehmen aufbereitet. Sprengrisiken werden in der Lehrveranstaltung Bergtechnischen Grundverfahren und vertiefend auch in den weiterführenden Lehrveranstaltungen Excavation Engineering sowie den Ausgewählten Kapiteln der Bohr- und Sprengtechnik im Detail behandelt. Im Rahmen von Übungen und Seminaren werden sicherheitlich relevante Fragestellungen geübt und thematisch aufbereitet. Dazu gehören praktische Messungen und Analysen zur Wetter- und Klimatechnik und zur Steinfallgefahr. Zum Teil finden diese Lehrveranstaltungen vor Ort statt, unter Mitwirkungen von Betrieben (RHI, Styromag). Als Reaktion auf Arbeitsunfälle, die leider auch immer wieder Studierende der Studienrichtung Rohstoffingenieurwesen im Rahmen ihrer Ferialpraxis betreffen, wird in Kooperation der Lehrstühle Bergbaukunde & Aufbereitung und in Zusammenarbeit mit dem Arbeitsinspektorat eine Veranstaltung für Studierende durchgeführt, die auf die Gefahren im Rahmen eines betrieblichen Aufenthaltes hinweist. Ein neuer Weg der sicherheitsorientierten Ausbildung wurde zum einen im Jahre 2009 durch das Einführen von Grubenrettungsübungen im Rahmen der bergbaukundlichen Ausbildung beschritten. Dankenswerter Weise hat die Hauptstelle für 238

3 das Grubenrettungswesen unter der Leitung von DI Schön die Organisation dafür übernommen. Zum zweiten wird mit 2010 bereits zum dritten Mal im Rahmen postgradualer Ausbildung das zweiwöchige Modul Risk Management & Mine Safety in Kooperation mit der University of New South Wales angeboten. Dort werden die internationalen Standards für Sicherheit im Bergbau vorgetragen und Unfälle und Krisen im Detail analysiert. An dieser Veranstaltung haben neben postgradualen Studierenden auch Mitarbeiter des Lehrstuhls für Bergbaukunde teilgenommen. Damit sollen Ansätze australischer Arbeitssicherheitskultur, die heute zunehmend als internationaler Leitmaßstab gesehen werden, auch nach Europa gebracht werden. Ein postgradualer Ausbildungslehrgang, der ausschließlich dem Thema Arbeitssicherheit im Bergbau unter Tage gewidmet ist, ist der viertägige Lehrgang Sicherheit im Bergbau unter Tage. Diese Veranstaltung, die vom Lehrstuhl für Bergbaukunde auf Wunsch der Firma Sandvik Mining& Construction eingerichtet wurde, wird mittlerweile bereits seit mehr als 5 Jahren jährlich abgehalten und es wurden bereits mehr als 100 Personen auf die spezifischen Gefahrenmomente des untertägigen Bergbaus geschult. Der Lehrgang wird von der RHI und Rio Tinto Minerals durch Beistellen von Lehrpersonal und durch praktische Übungen in den untertägigen Bergwerken Breitenau und Kleinfeistritz wesentlich mitgetragen. Seit dem Studienjahr 2009/ 2010 wirken auch ein Vertreter des Arbeitsinspektorats und der Leiter Arbeitssicherheit bei der OMV an dieser arbeitssicherheitlichen Veranstaltung mit. Als Weiterentwicklung des Universitätslehrgangs Sprengingenieurwesen, der mittlerweile nicht nur von Personen aus der Industrie sondern erfreulicherweise auch praktisch von allen Studenten des Studiums Rohstoffingenieurwesen absolviert wird, wird nun an einem eigenen Teilbereich Steinfluggefahr und Versagerbeseitigung gearbeitet. Diese neuen Ausbildungseinheiten sollen ab dem Studienjahr 2010/2011 zur Umsetzung kommen. 3. Arbeitssicherheit im Rahmen der Forschung Im Bereich der Forschungsaktivitäten ist das Thema Steinfallgefahr und deren Abwehr ein zentrales Element im Bereich des Rock Engineering. Gebirgsmechanische Studien zum Thema Gebirgsstabilität werden in praktisch allen untertägigen Bergbaubetrieben Österreichs durchgeführt. Dies betrifft insbesondere die Bergwerke Breitenau, Radenthein, Mittersill und Oberdorf, die schon seit geraumer Zeit vom Lehrstuhl für Bergbaukunde hinsichtlich gebirgsmechanisch relevanter Stabilitätsfragen beraten werden und wo auch recht umfangreich Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Zusammenhang mit der sicherheitlichen Weiterentwicklung von Abbauverfahren betrieben werden. Die Forschungsarbeiten Versatz im Bergbau unter Tage und Wechselwirkungen zwischen Versatz und Bergfesten zielen auf ein besseres Verständnis der komplexen Wechselwirkung zwischen Hohlräumen & Festen und Versatz ab und versuchen 239

4 so einen Beitrag zur gebirgsmechanischen Optimierung der Abbautätigkeit zu leisten. Im Bereich des Fachschwerpunktes Excavation Engineering findet seit nun mehr als 2 Jahren die Entwicklung neuer Standards für das Bohren, Sprengen und Laden in Abbauen über Tage in Kooperation mit Rio Tinto Minerals statt. Im Rahmen dieser international aufgestellten Standards sind sicherheitliche Aspekte aller Detailprozesse der Bohr-, Spreng- und Ladearbeit gemäß der Sicherheitskultur von Rio Tinto ein vorrangiger Aspekt bei der Planung, Durchführung und Kontrolle der Arbeiten. Gleichsam als Nebenprodukt der Befassung mit Sprengstandards entstand, in Kooperation mit der Firma 3G Software & Measurement und der Firma Mineral Abbaugesellschaft/ Strabag SE, das Produkt Blast Metrix, das heute den letzten Stand der Technik bei der Vermessung von Sprenganlagen nicht nur für die Optimierung des Sprengergebnisses sondern auch für ein sicherheitliches Auslegen der Sprenganlage darstellt. Eine vollflächige Kontrolle der Bruchwand und ein Auslegen der Sprenganlage, die im Detail auf die aktuelle Bruchwandgeometrie hinsichtlich Verlauf und Höhe abgestimmt ist, leisten einen wesentlichen Beitrag zum unfallfreien Sprengen. Eine Arbeit, die dem Bereich der Sicherheit elektrischer Zünder gewidmet war wurde von der Arbeitsinspektion unterstützt und hatte das Thema Sicherer Umgang mit elektrischen Sprengzündern im Bereich hochfrequenter elektrischer Felder zum Gegenstand. Dabei wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen elektrischen Zündern und elektromagnetischen Feldern, wie sie insbesondere von Sendeanlagen und Mobiltelefonen ausgehen, durchgeführt. Eine weitere, ebenfalls von der Arbeitsinspektion unterstützte Untersuchung, behandelte den Einsatz von Airdecks beim Sprengen in Steinbrüchen. Das Ziel dieser Arbeit lag darin, eine sichere und wirtschaftliche Alternative zum Sprengen mit Sohlbohrlöchern aufzuzeigen. Über viele Jahre wurden Sprengbohrlöcher vermessen und es konnte aufgezeigt werden, dass die Abweichung der Bohrlöcher bei mehr als 15 m Teufe vielerorts eine Dimension erreicht, die ein sicheres Sprengen nicht mehr zulässt. Erfreulicherweise sind seitdem in vielen Betrieben das Vermessen, Kontrollieren und Verbessern der Qualität von Sprengbohrlöchern ein Thema geworden. Als weiterer Teilbereich sicherheitsrelevanter Arbeiten gelten Untersuchungen zu Sprengschwaden. Während in der Vergangenheit eher Untersuchungen zu den klassischen Sprenggasen CO, NOx sowie CO2 im Vordergrund standen zielen die gegenwärtigen Arbeiten auf das Entwickeln eines besseren Verständnisses für das Entstehen von Ammoniak NH3 insbesondere in Verbindung mit Pumpsprengstoffen ab. Bei den Arbeiten zeigte sich, dass insbesondere die Wechselwirkung zwischen dem alkalischen Grubenwasser und Resten von Pumpsprengstoffen zu einer star- 240

5 ken Entwicklung von Ammoniak führt. Als Folge dieser neuen Erkenntnisse wurden nun Arbeiten eingeleitet, die versuchen Sprengverfahren zu entwickeln, die diese Reaktion unterbinden. Dissertationen am Lehrstuhl für Bergbaukunde, die in erster Linie dem Thema Arbeitssicherheit und Bergbausicherheit gewidmet sind umfassen folgende abgeschlossene Arbeiten: Siefert, Matthias: Development of a methodology for the evaluation of pillar conditions. Dissertation Montanuniversität Leoben (Erstbegutachter Wagner) Maier, Alfred : Risikopotenziale und Risikomanagement sowie Elemente einer Krise und Besonderheiten des Krisenmanagements im Bergbau unter besonderer Berücksichtigung der österreichischen Verhältnisse. Dissertation Montanuniversität Leoben (Erstbegutachter Wagner) Schacke, Volker: Entwicklung der Maßnahmen zur Kühlhaltung der Gruben unter besonderer Berücksichtigung der tiefen, warmen Bergwerke im östlichen Ruhrrevier. Dissertation Montanuniversität Leoben (Erstbegutachter Wagner) In Ausarbeitung befindliche Dissertationen zum Thema Sicherheit, die voraussichtlich im Studienjahr 2010/2011 zum Abschluss kommt werden, umfassen folgende Arbeiten: Bauer, Florian: Sprengverfahren im Streckenvortrieb. Betreuung Moser (MU Leoben) und Ouchterlony (Technische Universität Luleå). Blaha, Hannes: Wechselwirkung von Bergfesten und Versatz. Betreuung Wagner (MU Leoben) Schön, Wilhelm: Zuschnitt eines Grubenrettungswesens auf die aktuellen Ansprüche der mineralrohstoffgewinnenden Industrie in Mitteleuropa. Betreuung Moser (MU Leoben) und Drebenstedt (TU Freiberg). 4. Beiträge zur Arbeitssicherheit im Rahmen von Vortragsveranstaltungen Seit vielen Jahren und somit praktisch als Dauergast halten Mitarbeiter des Lehrstuhls für Bergbaukunde arbeitssicherheitlich relevante Vorträge bei der jährlichen Sicherheitstagung. Dies ermöglicht dem Lehrstuhl für Bergbaukunde zum einen arbeitssicherheitlich relevante Themen aus dem Bereich Lehre und Forschung Mitarbeitern der Industrie näher zu bringen und zum anderen auch selbst arbeitssicherheitlich relevante Themen aufzunehmen und als Input in zukünftige Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten aufzunehmen. Die jährlichen Beiträge zur Sicherheitstagung haben typischerweise Fragen zur Gebirgsmechanik im Bergbau über und unter Tage zum Gegenstand, ebenso wie Aspekte des Risikomanagements und der Sicherheit im Rahmen verschiedener Prozesse der Bergbautätigkeit. Auch Herbstveranstaltungen des Bergmännischen Verbandes waren in der Vergangenheit immer wieder besonders dem Thema Sicherheit gewidmet. Hier sind ins- 241

6 besondere die Themenkreise Böschungsstabilität im Tagebau, Gebirgsmechanik der untertägigen Gewinnung, Abbau mit Versatz und Sprengtechnik zu nennen. 5. Ausblick Die Entwicklung der Unfallzahlen und der Arbeitssicherheit in der österreichischen Rohstoffindustrie ist als zufriedenstellend zu beurteilen. Die Unfallhäufigkeit ist in den letzten 10 Jahren ( ) von rund 29 Unfällen je Million verfahrene Arbeitsstunden auf rund 21 je Million verfahrene Arbeitsstunden gefallen. Insgesamt ereigneten sich 2008 nur mehr rund 200 schwere und leichte Unfälle ein Erfolg des Bemühens aller in Zusammenarbeit zwischen den Betrieben, den Behörden und auch den Ausbildungsstätten. Trotzdem sind 200 Unfälle um 200 Unfälle zu viel und insbesondere die Zahl der tödlichen und schweren Unfälle gilt es durch weitere Maßnahmen dauerhaft auf Null zu senken. Um diese Vision zu erreichen bedarf es nicht nur dem weiteren Bemühen aller Beteiligten sondern es muss eine neue Kultur sicherheitlichen Denkens Platz greifen. Dazu gehört auch insbesondere das intensive Auseinandersetzen mit und das Lernen von insbesondere tödlichen und schweren Unfällen. Leider ist der Zugang zu Detailinformationen über Unfälle in der Rohstoffgewinnung in Österreich schwieriger als das Abrufen von Informationen über Unfälle in den USA oder Kanada. Der Lehrstuhl für Bergbaukunde der Montanuniversität Leoben schlägt daher ein Projekt, in Kooperation mit den zuständigen Behörden vor, das ein zentrales Register über schwere und tödliche Unfälle in der Österreichischen Rohstoffgewinnung einzurichten zum Ziel haben soll. Dieses Register soll allgemein abrufbar sein und würde an der Montanuniversität zur Aufbereitung und Weitergabe an die Studierenden im Fachbereich Rohstoffingenieurwesen und Erdölwesen als zukünftige Träger einer neuen Sicherheitskultur dienen. Das Erreichen der Vision Null kann nur mit der Detailbefassung einzelner Unfälle, deren Ursachen und typischerweise komplexen Abläufen erreicht werden. Eine allgemeine, statistische Herangehensweise an die Vision Null funktioniert erfahrungsgemäß nicht. Ebenso ist die Rohstoffgewinnungsindustrie aufgerufen sich dieser Vision Null anzuschließen und zum Einführen einer neuen Sicherheitskultur von den Konzernspitzen bis zu den operativen Arbeitsebenen beizutragen. Vorsicht ist jedoch vor einer Verbürokratisierung des Sicherheitsmanagements geboten. 242