Überwachung der langjährigen Grubenflutung im Steinkohlenrevier Lugau / Oelsnitz Neue Erkenntnisse GRWM Oelsnitz / Gersdorf 1. Fachkonferenz Vita-Min, 20.03.2018 in der SAB Dresden 1 XX. Monat 2016 Name des Präsentators Bildquelle: Dr. C. Jahns, Bergbaumuseum Oelsnitz
1. Vorstellung Steinkohlenrevier Lage und allgemeine Daten Steinkohlenrevier Lugau/Oelsnitz Landkreis Zwickau Freistaat Sachsen Chemnitz Erzgebirgskreis Česká republika 2 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: http://www.sn-cz2020.eu
1. Vorstellung Steinkohlenrevier Lage und allgemeine Daten Gebiete mit unterirdische Hohlräumen nach 8 SächsHohlrVO Untertage-Bergbau 1844 bis 1971 142 Mio. t Steinkohle Abbau von 12 Flözen Tiefe: bis 1.200 m Fläche: 30 km² Revier Zwickau Revier Lugau/Oelsnitz Chemnitz 3 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoportal Sachsenatlas
1. Vorstellung Steinkohlenrevier Grubengebäude ca. 150 Tagesschächte rißkundlich, weitere nicht rißkundliche Bauerschächte 6 Sohlen, 140 km Streckennetz Kommunikationsebene: -146 m HN 4 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil Heft 13/2010
1. Vorstellung Steinkohlenrevier Grubengebäude 150 Mio. m³ Rohfördervolumen 8 Mio. m³ Versatzvolumen 95 Mio. m³ Senkungsvolumen 47 Mio. m³ Resthohlraum 5 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil Heft 13/2010
1. Vorstellung Steinkohlenrevier Grubenwasser-Messstellen GRWM Oelsnitz (2003): Endteufe: 633 m unter GOK -266 m HN GRWM Gersdorf 2013 GRWM Gersdorf (2013): GRWM Oelsnitz 2003 Endteufe: 674 m unter GOK -296 m HN Betreiber: Sächs. Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Betreuer: BfULG (Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft) im Auftrag des LfULG Wasserstand Wasserstand und -chemie 6 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoportal Sachsenatlas (Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen)
2. Geologie, Tektonik, Hydrogeologie Chemnitz-Basin Bildungszeitraum Oberkarbon / Rotliegendes: vor 310 250 Mio. Jahre Lugau/Oelsnitz 7 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Felix et al. 2007 Abschlussbericht Lugau /Oelsnitz (LfULG)
2. Geologie, Tektonik, Hydrogeologie Geologie Einfallende Schichten nach NW-W Ausstrich Oberkarbon + untere Rotliegend-Formationen im SE grau - Erdoberfläche, grün - Oberfläche Grundgebirge grau Erdoberfläche, braun Mülsen-Formation hellbraun Leukersdorf-Formation violett Planitz-Formation gelb Härtensdorf-Formation im Liegenden: Oberkarbon 8 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil Heft 13/2010
2. Geologie, Tektonik, Hydrogeologie Tektonik: NE/SW, NW/SE, N/S NE/SW: Härtensdorfer Störung mit Lage der GRWM Oelsnitz (2003) (grau: GOK, violett: Störung, grün: Grundgebirge) NW/SE: Pluto-Schacht-Verwerfung mit Lage der GRWM Oelsnitz (2003) (grau - GOK, violett - Störung, grün Grundgebirge) 9 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil Heft 13/2010
2. Geologie, Tektonik, Hydrogeologie Tektonik vereinfachtes geologisches Strukturmodell 20 geologisch-tektonische Blöcke Teilung des Grubenreviers aus Sicht des Grubenwasseranstiegs in ein westliches und östliches Grubenfeld. 10 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil Heft 13/2010, ergänzt
2. Geologie, Tektonik, Hydrogeologie Hydrogeologie Lockergesteins-GWL: Hangschutt, fluviatile Sedimente der Täler (nur lokal) Oberkarbon + Rotliegendes Konglomerat- bis Tonsteinabfolgen Kluft-GWL Doppelporositäts-GWL Kluftgrundwasserleiter: Grundgebirge (Schluff-/Tonschiefer, Phyllite) 11 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil Heft 13/2010
3. Aussagen zum Flutungsprozess Bohrung Oelsnitz 2003, Modellierung 2007 Bohrung Gersdorf - 2013 12 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quellen: Abschlussbericht Felix et al. 2007 (LfULG) VODAMIN-Abschlussdokumentation, Sächs. Oberbergamt
3. Aussagen zum Flutungsprozess Aktueller Flutungswasserstand unter GOK GRWM Oelsnitz GRWM Gersdorf unter GOK Flutungszeitraum: <1971-2017 -286,95 m GOK -247,72 m GOK ca. 330 m Rotliegend Rotliegend ca. 420 m 13 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Oberkarbon (Flöze) Oberkarbon (Flöze) Quelle: Bohrarchiv LfULG
3. Aussagen zum Flutungsprozess Aktueller Flutungswasserstand GRWM Oelsnitz (367 m HN) unter GOK GRWM Gersdorf (340 m NHN) unter GOK 13,6 m Höhenunterschied 79,43 m HN 93,08 m HN Rotliegend Rotliegend Oberkarbon (Flöze) 14 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Oberkarbon (Flöze) Quelle: Bohrarchiv LfULG
3. Aussagen zum Flutungsprozess Entwicklung des Flutungswasserstands 0 Wasserstand in m unter GOK (jährliche Anstiegsbeträge) 50 100 150 Bisherige durchschnittliche Anstiegsraten in beiden GRWM: 12 m pro Jahr 200 250 300 350 400 450 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 GWRM Oelsnitz GWRM Gersdorf 15 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle (Daten): ida Umweltportal Sachsen
3. Aussagen zum Flutungsprozess Entwicklung des Flutungswasserstandes bisherige Modellprognose: im Jahr 2033 erreicht der Flutungswasserstand die tiefsten Tallagen (320 m HN) Geländeoberfläche ca. 320-430 m HN - Störungszonen - Schächte - Erdrisse Potenzieller Wasseraustrittsbereich im Hegebach-Tal (<320 m HN) 16 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Felix et al. 2007 Abschlussbericht Lugau /Oelsnitz (LfULG)
3. Aussagen zum Flutungsprozess Wasserchemie GRWM Oelsnitz 2006 Na 300 mg/l K 60 mg/l Mg 740 mg/l Ca 860 mg/l Fe 320 mg/l Mn 6,8 mg/l Bromid 110 mg/l Sulfat 1200 mg/l Chlorid 8700 mg/l Hydrogen -karbonat 333 mg/l 2006, GRWM Oelsnitz Cl 57% HCO3 2% Na 19% SO4 8% K 0% <1% Br 1% Mg 5% Ca 6% Mn 0% Fe 2% 17 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle (Daten): ida Umweltportal Sachsen
3. Aussagen zum Flutungsprozess Wasserchemie GRWM Oelsnitz 2006 2016 Na 300 6800 mg/l K 60 75 mg/l Mg 740 600 mg/l Ca 860 2400 mg/l Fe 320 13 mg/l Mn 6,8 1,9 mg/l Bromid 110 230 mg/l Sulfat 1200 1 mg/l Chlorid 8700 17000 mg/l Hydrogen -karbonat 333 64 mg/l 2016, GRWM Oelsnitz Cl 63% HCO3 <1% 0% Na 25% SO4 0% <1% K 0% <1% Br 1% Ca 9% Mg 2% Mn 0% <1% Fe 0% <1% 18 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle (Daten): ida Umweltportal Sachsen
3. Aussagen zum Flutungsprozess Wasserchemie GRWM Gersdorf 2014 Na 740 mg/l K 23 mg/l Mg 98 mg/l Ca 240 mg/l Fe 33 mg/l Mn 0,88 mg/l Bromid 18 mg/l Sulfat 130 mg/l Chlorid 1400 mg/l Hydrogen -karbonat 851 mg/l 2014, GRWM Gersdorf HCO3 24% Cl 39% Na 21% SO4 4% K 1% Mg 3% Ca 7% Br 0% <1% Fe 1% Mn 0% <1% 19 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle (Daten): ida Umweltportal Sachsen
Fe in mg/l Mn in mg/l 3. Aussagen zum Flutungsprozess Entwicklung der Wasserchemie 400 350 300 GWM Oelsnitz - Fe, Mn 8 7 6 250 5 200 4 150 3 100 2 50 1 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 0 GRWM Gersdorf Eisen Mangan 20 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle (Daten): ida Umweltportal Sachsen
Zn in µg/l Cd in µg/l 3. Aussagen zum Flutungsprozess Entwicklung der Wasserchemie 400 GWM Oelsnitz - Cd, Zn (dissolved) 0,4 350 0,35 300 0,3 250 0,25 200 0,2 150 0,15 100 0,1 50 0,05 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 GRWM Gersdorf zinc cadmiun 0 21 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle (Daten): ida Umweltportal Sachsen
3. Aussagen zum Flutungsprozess Entwicklung der Wasserchemie ISOTOPEN (Alter, Genese) 3 H-Tritium (Wasser) 6,5 5,0 4,1 4,3 3,0 3,4 4,6 1,7 1,4 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 2004 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 GWRM Oelsnitz GWRM Gersdorf 22 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Monitoringberichte HGC (2006-2017)
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Flutungs- und Grundwasserstand Ergebnisse Anstieg Flutungswasserspiegel konstant ca. 12 m / Jahr geringfügige Unterschiede der Wasserstände in den GRWM Oelsnitz und Gersdorf (13,6 m) Modellannahme 2007: unterschiedliches Flutungsregime im westlichen und östlichen Grubenteil = bestätigt (?) Untersuchungsbedarf weiterführende Überwachung der Wasserstände 23 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Flutungs- und Grundwasserstand Ergebnisse Anstieg Flutungswasserspiegel konstant ca. 12 m / Jahr geringfügige Unterschiede der Wasserstände in den GRWM Oelsnitz und Gersdorf (13,6 m) Modellannahme 2007: unterschiedliches Flutungsregime im westlichen und östlichen Grubenteil = bestätigt (?) Untersuchungsbedarf weiterführende Überwachung der Wasserstände detaillierte Analyse der Schwächezonen 24 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Detaillierte Analyse von Schwächezonen Schwächezonen: Wasseraustritt / Vernässung Störungen, Tallagen, Schächte, Oberkarbonausstrich 25 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Felix et al. 2007 Abschlussbericht Lugau /Oelsnitz (LfULG)
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Flutungs- und Grundwasserstand Ergebnisse Anstieg Flutungswasserspiegel konstant ca. 12 m / Jahr geringfügige Unterschiede der Wasserstände in den GRWM Oelsnitz und Gersdorf (13,6 m) Modellannahme 2007: unterschiedliches Flutungsregime im westlichen und östlichen Grubenteil = bestätigt (?) Untersuchungsbedarf weiterführende Überwachung der Wasserstände detaillierte Analyse der Schwächezonen Fortführung des Reviernivellements 26 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Fortführung Reviernivellement Hebungen als Indiz für Grubenflutung rot Hebungen blau Senkungen (Messwerte: 2002-2006) 27 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Geoprofil, Heft 13 (2010)
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Wasserchemie des aufsteigenden Grund-/Grubenwassers Westlicher Grubenteil: Tendenzen erkennbar weiterhin Flutung durch Grundwasser von unten (Jungwasseranteil gering) Zunahme Salzgehalt Ergebnisse Untersuchungsbedarf Fortführung der Probenahme und Analyse GRWM Oelsnitz Östlicher Grubenteil: einmalige Messung geringerer Salzgehalt höherer Jungwasseranteil Modellannahme 2007: unterschiedliches Flutungsregime im westlichen und östlichen Grubenteil = bestätigt (?) 28 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Wasserchemie des aufsteigenden Grund-/Grubenwassers Ergebnisse Westlicher Grubenteil: Tendenzen erkennbar weiterhin Flutung durch Grundwasser von unten (Jungwasseranteil gering) Zunahme Salzgehalt Östlicher Grubenteil: einmalige Messung geringerer Salzgehalt höherer Jungwasseranteil Untersuchungsbedarf Fortführung der Probenahme und Analyse GRWM Oelsnitz zusätzliche Probenahme und Analyse GRWM Gersdorf 2018 Modellannahme 2007: unterschiedliches Flutungsregime im westlichen und östlichen Grubenteil = bestätigt (?) 29 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Wasserchemie des aufsteigenden Grund-/Grubenwassers Ergebnisse Westlicher Grubenteil: Tendenzen erkennbar weiterhin Flutung durch Grundwasser von unten (Jungwasseranteil gering) Zunahme Salzgehalt Östlicher Grubenteil: einmalige Messung geringerer Salzgehalt höherer Jungwasseranteil Modellannahme 2007: unterschiedliches Flutungsregime im westlichen und östlichen Grubenteil = bestätigt (?) Untersuchungsbedarf Fortführung der Probenahme und Analyse GRWM Oelsnitz zusätzliche Probenahme und Analyse GRWM Gersdorf 2018 Einbezug von Messstellen/ Brunnen im Rotliegenden 30 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Rotliegend-Grundwasser: vorhandene Messstellen / Brunnen Speisung der Grubenflutung GRWM Gersdorf Beeinflussung durch Grubenwasser GRWM Oelsnitz 31 20.03.2018 Dr. Christin Jahns Quelle: Felix et al. 2007 Abschlussbericht Lugau /Oelsnitz (LfULG)
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Präzisierung der Flutungsprognose von 2007/2012 durch neue Erkenntnisse bei Wasserstandsmessungen und chemischen, isotopenhydrogeologischen Analysen sowie durch vertiefende Untersuchungen 32 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
4. Zusammenfassung und weiterführende Untersuchungen Validierung der Flutungsprognose von 2007 / 2012 durch neue Erkenntnisse bei Wasserstandsmessungen und chemischen, isotopenhydrogeologischen Analysen Fachliche Begleitung VitaMin Projektpartner Oelsnitz wie z.b. Diskussion zur Nutzung der Sole 33 20.03.2018 Dr. Christin Jahns
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Děkuji vám za pozornost. 34 20.03.2018 Dr. Christin Jahns