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Suche nach Tonlagerstätten - Exploration für Versorgungssicherheit

Zur nachhaltigen Versorgung unserer Volkswirtschaft mit Rohstoffen ist eine kontinuierliche Prospektion, also Lagerstättensuche und eine ebenso kontinuierliche Exploration, also Erfassung der Lagerstätten bis hin zur Ermittlung von Sorten und Mengen unabdingbar. Ziel einer Prospektion, wie der ergänzenden Exploration, ist die Bereitstellung neuer Lagerstätten und damit die Erhaltung einer Balance zwischen Entnahme, also Verbrauch und den zukünftig verfügbaren, abbaufähigen Rohstoffmengen, also der Versorgungssicherheit für die verarbeitende Industrie. Dies geschieht bei der Prospektion/Exploration durch das Abteufen von Kernbohrungen in einem sich verengenden Raster mit einer Vielzahl von Bohrpunkten. So sind beispielsweise bei einer großen Tonlagerstätte mehrere Hundert Kernbohrungen notwendig, um die für den selektiven Abbau notwendige Detailkenntnis der Tonsorten und der wechselnden Lagerungsverhältnisse, also der Geologie der Lagerstätte, zu erfassen. Nur ein Teil dieser Bohrungen wird vor Beginn der Abbautätigkeit benötigt. Der Rest wird während der "Lebensdauer" der Lagerstätte niedergebracht, um jeweils zukünftige Abbauabschnitte zu erforschen oder um spezielle geologische Probleme aufzuklären.

Die Bohrtiefe liegt beispielsweise im Westerwald bei durchschnittlich 40 m, kann jedoch auch bis zu 100 m betragen. Der Bohrbetrieb wird mit modernem Gerät in Form von Bohrgeräten mit Kraftdrehkopf durchgeführt. Meist sind es sogenannte Rotary-Kernbohrgeräte. Die erbohrten Tonkerne mit einem Durchmesser von um die 86 mm - 100 mm werden einer detaillierten chemisch-keramisch-physikalischen Analyse auf die Vielzahl der keramischen und mineralogischgeologischen Parameter unterzogen. Diese Ergebnisse dienen zum ersten der Ermittlung der Tonsorten, zum zweiten der keramischen Verwendbarkeit, zum dritten der Grenzdaten für die spätere Qualitätssicherung, zum vierten der Ermittlung der verfügbaren Tonmenge, unterteilt in Sorten und fünftens zu Feststellung der keramo-geologischen Verhältnisse als Grundlage der späteren Abbauführung. Alle ermittelten Daten werden letztendlich von werkseigenen Teams von Spezialisten mit Hilfe eines computergestützten Systems in einer keramo-geologischen Auswertung zusammengeführt. Es ergibt sich ein komplettes Abbild der Lagerstätte: die Voraussetzung für die kontinuierliche Belieferung der Kunden in den Abnehmerindustrien.

Bohren zur Lagerstättensuche: die rechtlichen Voraussetzungen

Die Zeiten des "wilden Bohrens", wie es noch nach dem Krieg und auch bei Nacht vorgekommen sein soll, sind ein für alle Male vorbei. Nichts geht heute ohne bergamtlichen Bohrbetriebsplan. Er regelt:

  • Den technischen Einsatz des Bohrgeräts,
  • die flächenmäßige Ausdehnung des Bohrgeländes,
  • den Nachweis des Betretungsrechtes der Fläche,
  • den Einsatz eventueller Zusätze zur Bohrspülung,
  • die vorherige Kontrolle des Bohrgebietes auf eventuelle Wasserschutzgebiete und andere Schutzzonen.

Den Bürgermeister der berührten Ortsgemeinde vorher zu informieren sollte im eigenen Interesse höchste Pflicht des bohrenden Unternehmens sein. Die Voraussetzungen für einen Abbau: rechtlich, technisch, wirtschaftlich Rechtlich: Für den Aufschluss eines Tontagebaus muss eine Lagerstätte von ca. 1 Million Tonnen an Tonvorrat im Minimum und eine Eigentumsfläche auf dieser Lagerstätte von 1 Hektar der Bergbehörde nachgewiesen sein. Zudem muss die Eignung des Unternehmens zur Führung eines Abbauvorhabens nachgewiesen sein. Hauptvoraussetzung allerdings ist der zugelassene Rahmenbetriebsplan, ob fakultativ bei kleinen Abbauvorhaben von max. 10 ha Betriebsfläche, ob obligatorisch bei Betriebsflächen über 10 ha. Der obligatorische, bergamtliche Rahmenbetriebsplan ist ein Planfeststellungsverfahren und deckt somit alle rechtlichen Verfahren, wie z.B. Wasserrecht oder Baurecht mit ab. Technisch: Vor Beginn eines Abbaus müssen die wasserrechtlichen Voraussetzungen geschaffen sein - sprich die Anlagen zur Reinigung der Niederschlagswässer müssen fertiggestellt und einsatzbereit sein. Gleiches trifft auf die Zufahrt zum öffentlichen Straßennetz zu. Wirtschaftlich: Finanziell muss das Abbauunternehmen die Gewähr leisten können, dass das Abbauvorhaben langfristig nach Recht und Gesetz aufrechterhalten werden kann.

Rohstoffverbrauch während eines Lebens von 70 Jahren
  • Spezialton: ca. 11 Tonnen,
  • Kaolin: ca. 2 Tonnen,
  • Lehm: ca 29 Tonnen,
  • Kalk: ca. 94 Tonnen,
  • Zement: ca. 22 Tonnen,
  • Hartstein/Splitt/Schotter etc.: ca. 143 Tonnen,
  • Kies, Sand: ca. 316 Tonnen.

Quelle: Bundesamt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover.

Dimensionen der Rohstoffversorgung in Deutschland

Quelle: VRB, BBS, MIRO, BKRI, VKS, 2009/2010.

Rohstoffgewinnung im Tagebau – Vorübergehende Flächennutzung

Keine Frage: Die Rohstoffgewinnung im Tagebau ist ein Störfaktor für das Umfeld. Die Oberfläche über einer Lagerstätte wird der gewohnten Nutzung für Land- oder Forstwirtschaft und ähnlichem entzogen. Ein Tagebau nimmt einen größeren Platz ein. Wege und Wasserführungen werden unterbrochen und über Umwege geführt. Das Landschaftsbild verändert sich. Bedenken kommen in der Bevölkerung des Umfeldes auf. Bedenken über das „ewige Loch“, genannt Tagebau. Zwei Faktoren stützen die Bedenken: die Flächengröße des Tagebaueingriffs und dessen Lebensdauer. Nun ist die lange Lebensdauer eines Tagebaus in den Augen von Wirtschaft und Industrie ein positives Merkmal. Jedoch auch wir als Verbraucher fordern eine langjährig mögliche Nachlieferung von Gütern gleicher Art. Bei der Flächengröße eines Tagebaus liegen die Dinge anders: Die Beschränkung des gleichzeitig offenen Tagebauhohlraums auf das absolut notwendige Maß ist der wirkungsvollste Ansatz für eine problemarme Arbeit und für eine umfeld- und umweltschonende Rohstoffgewinnung.

Nicht große Teile der Lagerstätte werden geöffnet, nein: der Abbau konzentriert sich auf begrenzte Abschnitte, in denen die vorhandenenRohstoffe vollständig gewonnen werden. Dann schreitet der Abbau planmäßig zum nächsten Abschnitt weiter und im leergeräumten Abschnitt beginnt die Rückverfüllung.

Derart wandert ein stets begrenzter offener Tagebauhohlraum durch die Lagerstätte und damit durch die Landschaft: Während an der Abbaufront der Tagebau durch Abraumbeseitigung und Rohstoffgewinnung erweitert wird, findet hinter der Abbaufront durch Rückverfüllung mit anschließender Rekultivierung eine Verkleinerung einesTagebaus statt.

Die Beeinflussung von Landschaft und Umfeld wird so gering als möglich gehalten - abschnittsweise wird die zeitlich begrenzte, bergbauliche Nutzung abgeschlossen und von der ursprünglichen oder einer anderen Nutzungsart ersetzt. Es wird sichtbar dokumentiert: diese Flächen werden nur vorübergehend für die Rohstoffgewinnung genutzt und dann "zurückgegeben".

Rahmenbetriebsplan und Rekultivierungsplan in der Gewinnung

Der Rahmenbetriebsplan hat in der Rohstoffgewinnung diegleiche Bedeutung wie der Flächennutzungsplan einer Gemeinde. Er wird von einer Mehrzahl von Betriebsplänen ausgefüllt. Ein sehr wichtiger Betriebsplan ist hierbei der Hauptbetriebsplan, der mit einem gemeindlichen Bauleitplan vergleichbar ist. Es wird unterschieden zwischen:

  • dem fakultativen Rahmenplan für Abbauflächen bis 10 ha und
  • dem obligatorischen Rahmenplan für Abbauflächen über 10 ha.

Das Verfahren eines obligatorischen Plans entspricht dem bekannten Planfeststellungsverfahren. Grundsätzlich ist ein Rekultivierungsplan integraler Bestandteil eines jeden Rahmenbetriebsplans. Er regelt im Vorhinein die Wiederherrichtung aller vom Abbau genutzten Flächen nach Abschluss der Rohstoffgewinnung. An der Genehmigung dieser Pläne werden alle relevanten Behörden, Kommunen und Verbände beteiligt. In Gegensatz zur Abbaunutzung ist eine Bebauung auf Dauer angelegt: hier gibt es keine Rekultivierungspläne.

Moderne Tongewinnung und Aufbereitung

Um den heutigen Anforderungen der keramischen Industrie an die Belieferung mit Rohstoffen gerecht zu werden, hat unsere Branche in den letzten Jahren weite Schritte hin zur Modernisierung der Betriebe unternommen.

Es fand und findet noch immer eine Konzentration auf große Tagebaue statt, deren jährliche Förderleistung zwischen 100.000 und 350.000 Tonnen verwertbarer Rohstoffe liegt. Entsprechend den wirtschaftlichen Erfahrungen der letzten Jahre und dem allgemeinen, weltweiten Trend sinkender Rohstoffpreise musste die Branche reagieren und die Abbauausrüstung auf Hochleistung und ein hohes Maß an Flexibilität einrichten.

Viele Universitäten beneidenunsere Branche um ihre Laboratorien, die jedoch kein Selbstzweck sind, sondern teure Notwendigkeit, um die Qualitätsstandards der Rohstoffe zu garantieren. Die Abnehmer verlangen großtechnisch einsetzbare Standard-Rohstoffe mit konstanter Qualität - ganz besonders bei unseren natürlichen Rohstoffen mit ihren geologisch verursachten Schwankungen.

Die Freilegung der Lagerstätten durch Beseitigung der Deckschichten kann nur in trockenen Wetterperioden stattfinden. Entsprechend hoch ist die Leistung der verwendeten Baumaschinen:

  • Bagger bis 80 Tonnen Betriebsgewicht werden mit mehreren Muldenkippern mit bis zu 40 Tonnen Nutzlast zusammengespannt;
  • ein solches Team bewegt arbeitstäglich bis zu 4 000 m Abraum.
Die Aufbereitung des keramischen Rohstoffs Ton wird, beginnend mit den 70er Jahren, mehr und mehr von den Rohstoffproduzenten durchgeführt:
  • Zusammenführung unterschiedlicher Rohstoffsorten auf Basis von Rezepturen unter strikter Qualitätskontrolle zu industriell nutzbaren Standard-Rohstoffen;
  • Trocknung der Rohstoffe als Verfahrenschritt für die nachfolgende Vermahlung bis hinunter zu Kornfeinheiten von 100 mü (auch von Zuschlagstoffen);
  • Herstellung von verarbeitungsfähigen, sogenannten keramischen Massen mit jedem benötigten Feuchtigkeitsgehalt;
  • Herstellung von Gießmassen (Flüssigmassen), Sprühgranulat (Sprühkorn ähnlich Instant-Kaffee) und anderes mehr.

Diese Aufbereitungsprodukte werden in speziellen, großtechnischen Anlagen im Westerwald hergestellt. Durch die verstärkte Entwicklung der Aufbereitung hin zum Rohstoffproduzenten wurde und wird Mehrwert in den Abbauunternehmen geschaffen und die Arbeitsplätze gesichert.

Sie leben auch von der Rohstoffgewinnung

In den Betrieben des Bergbaus und der Aufbereitung werden eine Vielzahl von Baggern, Muldenkippern, Radladern, Gabelstapler etc. eingesetzt.

Auch die beste Maschine braucht hin und wieder Wartung, Pflege oder Instandsetzung. Diese Arbeiten übernehmen die Spezialisten der Hersteller - Niederlassungen oder Service-Unternehmen.