Kali und Steinsalz
SchmitzDie Bedeutung des Agribusiness für den Standort Deutschland
KüblerAktuelle Entwicklungen im Steinsalzbergwerk Borth
Fischbeck, Werner, BornemannBromidgehalte im Halit des Muschelkalksalinars und der Staßfurt-Folge im Vergleich
GanzerErgebnisse von Versuchen mit Emulsionssprengstoffen in Bergwerken der K+S Gruppe
I Herausgeber Kaliverein e.V.
ww
w.k
aliv
erei
n.de I Heft 1/2005 I
ISSN 1614-1210
Schmitz: Agribusiness in GermanyThe economic performance and the
social value of German agribusiness
are systematically underestimated
by policy makers and the public.
With 20.6% of the consumer budget
and 11.6% of total employment it
belongs to the largest branches in
the German economy comparable
to the revenues of the chemical
and machinery industry. In addi-
tion, the German agribusiness is
highly productive and innovative
undergoing far-reaching structural
adjustments and following an
international perspective. Society’s
demand for food quality and safety
as well as for non-economic objec-
tives (consumer protection, animal
welfare and sustainable resource
use) are met perfectly. However,
national economic and agricultur-
al policy interventions endanger
the competitiveness of the branch
within the EU and on international
markets. A more balanced and less
distorting policy should be estab-
lished considering the economic
capacity and performance of the
branch. Ongoing structural adjust-
ments, intensive cooperation in the
food chain and good governance
are the most important precondi-
tions to exploit given chances on
european and international mar-
kets and to benefit from excellent
perspectives.
Kübler: Current Developments in the Rock Salt Mine BorthRock salt is extracted of the lower
Werra salt at the rock salt mine
Borth in Rheinberg in the lower
Rhine valley since 1926. In the
year 2002 the mine became part of
the newly founded esco, european
salt company, then a joint ven-
ture between the K+S corporation
and the Solvay S.A.. An internal
benchmarking between Borth and
the other rock salt mines of esco
showed unfavourable results par-
ticularly in the areas of perform-
ance and costs. Due to positive
experiences of other projects at
K+S, teams were engaged to do a
case study in a project organiza-
tion. As a result of this teamwork
interesting benefits were shown
in the areas of „infrastructure“,
„primary haulage“ and „mining
method“. The introduction of the
newly installed multi-transport-sys-
tem-Borth and planned switchover
to the new system of mining are
explained.
Fischbeck, Werner, Bornemann: Differences in the Bromine Contents of the Muschelkalk (mm) and the Stassfurt (z2) Halite In Germany, major salt deposits
occur in the evaporite sequenc-
es of the Zechstein and Middle
Muschelkalk. When halite under-
goes recrystallisation in the geo-
logical history the product is still
halite. The different generations
of halite normally cannot be dis-
tinguished by examining the hal-
ite crystals themselves. However,
they can often be characterised
by a geochemical indicator, i.e.
their content of the trace element
bromine, which is present in many
chloride minerals.
Comparison of the bromine con-
tents of halite and its distribution
within the evaporites of the Middle
Muschelkalk with similar data for
those of the Stassfurt formation in
the Zechstein 2 shows up a marked
difference between them.
The bromine content of the hal-
ite of the Stassfurt formation shows
a continuous upward increase
reflecting a phase of progressive
evaporation of the original saline
water body. This primary dis-
tribution of bromine in the salt
has only been modified to a very
small extent by post-depositional
solutions.
In contrast, the distribution
pattern of the bromine content of
halite in the Middle Muschelkalk
salt demonstrates that these halite
rocks have undergone several phas-
es of recrystallisation and the hal-
ite may also have undergone spatial
redistribution. The bromine in the
halite of the Middle Muschelkalk
shows a discontinuous, irregular
distribution, a typical secondary
distribution pattern.
2 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Abstracts Abstracts
Ganzer: Testing of Bulk Emulsion Explosives in the Mines of the K+S GroupThe project „Testing of bulk emul-
sion explosives in the mines of the
K+S Group” was conducted with the
following objectives:
• to improve the cost effectiveness
of drilling and blasting.
• to reduce production of nitrogen
dioxide (NO2) in the blast fumes.
A testing program began in the Neu-
hof-Ellers potash mine in August
2002. The technical feasibility of
applying bulk emulsion explosives
was examined first through the
testing of different pumping sys-
tem from various manufacturers.
The results of these small scale
tests (KTV) initiated a large scale
test (GTV) in the potash mine
Neuhof-Ellers. For this purpose an
operating ANFO loading truck was
converted into an emulsion mix-
ing-loading truck and the required
logistics with pre-products for mix-
ing were set up. The results of the
large scale tests showed that, in
comparison to the existing ANFO-
System, the implementation of the
emulsion system is not yet cost
effective.
The objectives of the now restrict-
ed ongoing testing program are
to discover further methods for
achieving cost effectiveness and to
gain a rough estimate of the mag-
nitudes of these efficiencies.
The paper describes the devel-
opment of these tests to date. An
introductory description of the
composition and function of bulk
emulsion explosives is provided as
well as a description of the vari-
ous pumping systems used in the
tests. The next section describes
the evaluation and rating of the
small scale tests that lead to the
decision to conduct large scale test.
Along with technical aspects of the
logistics, the regulatory approval
side of the logistic chain, from
supplying the pre-products up to
the application of these products
in the emulsion mixing-loading
truck, are pointed out.
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 3
Liebe Leserinnen und Leser,
vor etwa 3 Jahren hatte ich im Heft 2/2002 kurz berichtet, dass der Kaliverein
in Bürogemeinschaft und Personalunion auch die Verbindungsstelle Land-
wirtschaft-Industrie (VLI) betreut. Diese über 75 Jahre alte Organisation mit
Repräsentanten aus Industrie und Landwirtschaft versteht sich heute als
„runder Tisch“ zur Erörterung wirtschafts- und gesellschaftspolitischer The-
men; gelegentlich kommt auch die Hilfestellung hinzu, divergierende Interessen von Landwirtschaft
und Industrie auszugleichen.
Die VLI hat in Zusammenarbeit mit anderen Verbänden eine Initiative mit den Zielen gestartet,
die volkswirtschaftliche Bedeutung der gesamten Wertschöpfungskette der Agrar- und Ernährungs-
industrie in Deutschland mit immerhin 4,5 Mio. Beschäftigten in der öffentlichen Wahrnehmung
hervorzuheben, das Image dieses Bereiches zu verbessern sowie schließlich darauf hinzuwirken, dass
die staatlichen Rahmenbedingungen für diesen bedeutenden wirtschaftlichen Sektor angemessen
und sachgerecht gestaltet werden. Betrachtet man die gegenwärtige Agrar- und Verbraucherschutz-
politik auf europäischer wie auf nationaler Ebene, dann wird offenkundig, dass eine solche Initiative
notwendig, jedoch alles andere als ein leichtes Unterfangen ist.
Auch die Düngemittelindustrie mit K+S und anderen ist Teil dieser Wertschöpfungskette und
unterstützt die Initiative nachhaltig. Grundlage der Initiative ist die Broschüre „Bedeutung des Agri-
business für den Standort Deutschland“ von Prof. Schmitz, Leiter des Institutes für Agribusiness an
der Universität Gießen. Ich meine, es ist von allgemeinem Interesse, dass in dem vorliegenden Heft
eine knappe Zusammenfassung dieser Broschüre abgedruckt ist.
Ganz anderer Art ist der Beitrag von Kübler über das Steinsalzbergwerk Borth. Die von Kübler dar-
gestellten vielfältigen Maßnahmen, insbesondere in den Bereichen Infrastruktur, Abbauförderung
und Abbauverfahren, haben insgesamt die betriebswirtschaftliche Rechnung für dieses Bergwerk
spürbar verbessert und vermitteln diesem Standort in unmittelbarer Nähe des Rhein-Ruhr-Gebietes
eine gute Perspektive.
Bei aller betriebswirtschaftlichen Nüchternheit sollte Grundlagenforschung nicht vergessen wer-
den, auch wenn sie nicht sofort und unmittelbar in konkreten Zahlen und Ergebnissen messbar ist.
Deshalb verdienen die Untersuchungen von Fischbeck, Werner und Bornemann über Bromidgehalte
im Halit nicht nur die Aufmerksamkeit des kundigen Geologen.
Ein wichtiges Thema behandelt schließlich Ganzer in seinem Bericht über Versuche mit Emulsi-
onssprengstoffen. Falls dieses noch nicht beendete Projekt erfolgreich sein sollte, könnten nicht nur
die Wirtschaftlichkeit der Bohr- und Sprengtätigkeit verbessert, sondern auch die NO2-Emissionen
reduziert werden. Letzteres gewinnt besondere Bedeutung, wenn wir uns an die ebenso unermüdlichen
wie realitätsfernen Anstrengungen der EU-Kommission erinnern, den NO2-Arbeitsplatzgrenzwert von
5 ppm auf sage und schreibe 0,2 ppm zu senken (vgl. hierzu wiederum Heft 2/2002 mit dem Beitrag
„Auswirkungen von EU-Aktivitäten auf den Kali- und Steinsalzbergbau“).
Anerkennende Erwähnung verdient im Übrigen, dass die zuständigen Bergbehörden dieses Projekt
dadurch unterstützend begleitet haben, dass sie die in der ohnehin novellierungsbedürftigen Gesund-
heitsschutz-Bergverordnung geregelten Genehmigungsvoraussetzungen mit Augenmaß angewendet
haben. Im angelsächsischen Rechtskreis würde man sagen, dass die erteilten Genehmigungen „reaso-
nable“ waren, womit sowohl die rechtliche Zulässigkeit als auch die tatsächliche Angemessenheit
angesprochen sind. Soviel zur Einstimmung auf dieses Heft. Dr. Arne Brockhoff
Schmitz Seite 6Die Bedeutung des Agribusiness für den Standort Deutschland
Kübler Seite 12 Aktuelle Entwicklungen im Steinsalzbergwerk Borth
Fischbeck, Werner, Bornemann Seite 16Bromidgehalte im Halit des Muschelkalksalinars und der Staßfurt-Folge im Vergleich
Ganzer Seite 26 Ergebnisse von Versuchen mit Emulsionssprengstoffen in Bergwerken der K+S Gruppe
Firmennachrichten Seite 46
Personalien Seite 47
Buchbesprechung Seite 48
Impressum Seite 49
Inhalt Editorial
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 5 4 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Titelbild: Einsatz modernster Mähdrescher-Technik
Wirtschaft
6 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Wirtschaft
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 7
Die Bedeutung des Agribusiness für den Standort Deutschland
Die ökonomische Leistung und der gesell-schaftliche Wert des Agribusiness werden in Deutschland systematisch unterschätzt. Für die Zukunft und Wettbewerbsfähigkeit des gesamten Sektors sind jedoch gesellschaft-liche und politische Anerkennung sowie ein positives Klima essentiell. Die Branche selbst und die Politik können einen Beitrag dazu leis-ten, dem deutschen Agribusiness Hindernisse aus dem Weg zu räumen und neue Entwick-lungschancen im europäischen und interna-tionalen Umfeld zu eröffnen.
Unter Agribusiness wird die
Gesamtheit aller privatwirtschaft-
lichen Aktivitäten einer Volks-
wirtschaft verstanden, die dazu
beitragen, die Verbraucher von
Nahrungsmitteln, die Konsumen-
ten nachwachsender Rohstoffe
und die Nutznießer öffentlicher
Güter aus der Landwirtschaft zur
rechten Zeit am richtigen Ort
mit einem ausreichenden, quali-
tativ hochwertigen und sicheren
Güterangebot zu versorgen. Im
angelsächsischen Sprachgebrauch
wird neuerdings auch häufiger
der Begriff „Agri Food Business“
verwendet.
Die Nahrungs- und Wert-schöpfungskette: Eine logis-tische Meisterleistung Der wertmäßige Anteil des Agrar-
rohstoffs an konsumreifen Nah-
rungsmitteln beträgt in Deutsch-
land durchschnittlich knapp
24 %, während die Marktspanne
bis zum Endverbraucher etwa 76 %
ausmacht (vgl. Abbildung 1).
Die Wertschöpfung beginnt mit
dem Einsatz von eigenen und
zugekauften Produktionsfaktoren
(Boden, Arbeit, Kapital, natürli-
che Ressourcen) und von indus-
triellen Vorleistungen (u.a. Fut-
termittel, Agrarchemie, Saatgut,
Energie, Landtechnik) in der land-
wirtschaftlichen Produktion (vgl.
Abbildung 2). Dort werden Nutz-
pflanzen und Nutztiere erzeugt
und an den Erfassungshandel bzw.
die Ernährungsindustrie zur Ver-
arbeitung weitergegeben bzw. in
Grenzen auch direkt vermarktet.
Während die landwirtschaftliche
Primärproduktion dabei mehr oder
weniger flächendeckend in ganz
Deutschland erfolgt (auf 50 % der
Fläche), sind Ernährungs- und
Vorleistungsindustrie doch eher
räumlich konzentriert, so dass dem
Landhandel und den Warengenos-
senschaften eine wichtige logisti-
sche Rolle in Form von Transport
und Lagerhaltung zukommt. Das
Gleiche gilt auch für den Groß- und
Einzelhandel bzw. das Ernährungs-
Abb. 1: Wert von Nahrungsmitte ln in Deutschland (2002/03) / Composition
of Food Value in Germany (2002/03) Quelle: Ernährungs- und agrarpolitischer Bericht
der Bundesregieru ng, 2004
Die Voraussetzungen scheinen
gegeben zu sein. Das Agribusiness
erweist sich seit Jahrzehnten als hoch-
moderne und innovative Branche,
der es hervorragend gelingt, inter-
disziplinäres Wissen zusammenzu-
bringen und erfolgreich in Konzepte
und Produktlösungen umzusetzen.
Sie bemüht sich darüber hinaus mit
großem Erfolg, die Wünsche der
Gesellschaft und Politik nach Nah-
rungsmittelqualität und -sicherheit
akribisch zu erfüllen, selbst wenn
die Forderungen mitunter überzo-
gen zu sein scheinen. Arbeitstei-
lung und Verflechtung im Agri-
business haben eine leistungsfä-
hige Nahrungskette mit hoher
Wertschöpfung entstehen lassen.
Prof. Dr. P. Michael Schmitz,
Institut für Agribusiness,
Gießen
Wirtschaft
8 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Wirtschaft
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 9
handwerk, die am Ende der Nah-
rungskette die Endverbraucher in
ganz Deutschland flächendeckend
versorgen müssen.
Diese logistische Meisterleis-
tung des Agribusiness von flä-
chendeckender Primärprodukti-
on über räumlich konzentrierte
Verarbeitung bis hin zur breiten
Distribution an alle Haushalte
(inklusive Außer-Haus-Verzehr) ist
insofern bemerkenswert, als es
unter einem enormen Zeitdruck
geschehen muss. Die im Prinzip
verderbliche Ware hat selbst bei
spezieller Behandlung nur eine
begrenzte Haltbarkeit. In keinem
anderen Sektor der Volkswirtschaft
wird die Logistik in dieser Weise
gefordert.
Hinzu kommen die Außenhan-
delsaktivitäten des Agribusiness,
die zunehmend an Bedeutung
gewinnen. Ausfuhren aus der Nah-
rungskette und Einfuhren in die
Nahrungskette finden praktisch
auf allen Stufen statt, die Nah-
rungskette ist somit offen. Allein
die Ausfuhr von Ernährungsgü-
tern betrug im Jahr 2002 knapp
29 Mrd. Euro, das sind 4,4 % der
Gesamtausfuhren Deutschlands.
Im selben Jahr wurden Ernäh-
rungsgüter im Wert von gut 40
Mrd. Euro eingeführt. 65 % bis 70 %
des Außenhandels werden mit der
EU-15 abgewickelt. Unter den Top
Ten des internationalen Agrarhan-
dels liegt Deutschland auf Platz 4
bei den Exporten und auf Platz 3 bei
den Importen (vgl. Tabelle 1).
Agribusiness als Ernährer und Arbeitgeber Die gewaltige Leistungssteigerung
der Landwirtschaft durch Arbeits-
teilung im Agribusiness wird im
Vergleich zur Situation von vor 100
Jahren besonders deutlich. Trotz
Rückgang des Erwerbstätigenan-
teils der Landwirtschaft von 38,2 %
auf 2,5 % und des Wertschöpfungs-
anteils von knapp 30 % auf 1,2 % ist
ein Landwirt heute in der Lage, 119
Personen zu ernähren, statt 4 Per-
sonen im Jahr 1900. Die Betriebs-
größe hat sich in 100 Jahren ver-
siebenfacht und der Arbeitseinsatz
ist auf ein Zehntel des Niveaus von
1900 zurückgegangen. Gleichzeitig
haben sich die Getreideerträge
vervierfacht und die Zuckerrü-
ben- bzw. Milcherträge mehr als
verdoppelt bzw. verdreifacht. Auch
das landwirtschaftliche Produk-
tionsergebnis Deutschlands inner-
halb der EU kann sich sehen lassen.
Rechnet man vom Endverbrau-
cher aus, dann gibt ein durch-
schnittlicher deutscher Haushalt
16,3 % (2002) seiner privaten Kon-
sumausgaben für Nahrungsmittel,
Getränke und Tabakwaren aus.
Das sind insgesamt 191 Mrd. Euro.
Zusätzlich fallen 51 Mrd. Euro oder
4,3 % für den Verzehr in Kantinen,
Gaststätten u. ä. an. Zusammen
ergibt das 20,6 % oder 242 Mrd.
Euro. Jeder fünfte Euro wird somit
für Nahrung und Ernährung aus-
gegeben. Das ist der zweitgröß-
te Posten im Verbraucherbudget
nach den Ausgaben für Wohnen
und Wohnungsinstandsetzung.
Auch hinsichtlich der Beschäf-
tigung gehört das Agribusiness
zu den führenden Sektoren der
Volkswirtschaft (vgl. Tabelle 2).
In der Landwirtschaft, Forstwirt-
schaft und Fischerei arbeiteten im
Jahre 2002 ca. 955.000 Personen.
Das sind 2,5% aller Erwerbstätigen.
Das produzierende Ernährungsge-
werbe wies 2002 einen Stand von
530.832 Beschäftigten auf. Hinzu
kommen etwa 1,7 Mio. Beschäf-
tigte im Lebensmittelgroß- und
Lebensmitteleinzelhandel sowie
1,1 Mio. Beschäftigte im Gast-
gewerbe, wovon mindestens die
Hälfte ausschließlich mit Nahrung,
Ernährung und Getränken zu tun
hat. Zählt man noch die gesamte
produzierende Vorleistungsbran-
che mit ca. 50.000 Beschäftigten
hinzu sowie sämtliche agrarna-
hen Dienstleistungsanbieter (u.a.
Landhandel, Lohnunternehmer,
Berater, Banken, Versicherungen,
Vermittlungsdienste, Marktfor-
schung/Werbung, Tierärzte, Steu-
erberater) mit geschätzt 150.000
Personen, ergeben sich 4,5 Mio.
Beschäftigte im gesamten Agribusi-
ness. Das sind 11,6 % aller Erwerbs-
tätigen im Inland. Allein das
Ernährungsgewerbe zählt bezogen
auf Umsatz und Beschäftigung zu
den vier bedeutendsten Branchen
in Deutschland.
Gesellschaftliche Leistungen und internationale VerantwortungDie Untersuchung der gesellschaft-
lichen Leistungen der Landwirt-
schaft und ihrer Partner zeigt zum
einen den weitgehend positiven
Zusammenhang zwischen einer
ordnungsgemäßen Landbewirt-
schaftung und der Umweltqualität,
für deren Verbesserung die Bevölke-
rung auch entsprechend zu zahlen
bereit wäre. Zum anderen sind
die potentiell negativen externen
Effekte der Landwirtschaft durch
unternehmerische Innovationen
und gesetzgeberische Maßnahmen
so weit zurückgedrängt worden,
dass von ihnen keine Gefahren
mehr ausgehen. Internationale
Märkte und Globalisierung bieten
dem deutschen Agribusiness neue
erweiterte Chancen. Vor allem
Regionen mit einer ausreichenden
Wasserverfügbarkeit, fruchtbaren
Böden und einer kapital- und vor-
leistungsintensiven Landwirtschaft
einerseits und leistungsstarken
Handels- und Verarbeitungsketten
andererseits können sich im Wett-
bewerb behaupten. Hierzu zählt
zweifellos Europa. Um diese Chan-
cen zu nutzen, sind strukturelle
Anpassungen und wirtschaftspo-
litische Reformen notwendig. Die
internationale Option eröffnet aber
nicht nur gute Geschäfte, sondern
mit ihr ist auch Verantwortung für
Ernährungssicherung und nach-
Abb. 2: Die Nahrungs- und Wertschöpfungskette / The Food and Value-added chain
Tab. 1: Die Top Ten des internationalen Agrarhandels 2003 / Top-Ten of Interna-
tional Agricultural Trade 2003 Quelle: WTO, International Trade Statistics, 2004
Wichtig dabei ist, dass Politik, auch im Hinblick auf ehrgei-
zige gesellschaftliche Ziele, mit Augenmaß betrieben wird und
die ökonomische Leistungsfähigkeit des
Agribusiness nicht überstrapaziert wird.
Wirtschaft
10 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Wirtschaft
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 11
haltige Entwicklung verbunden.
Das deutsche Agribusiness kann
auch hierbei einen wesentlichen
Beitrag leisten, indem es im Rah-
men der EU seine Agrarpolitik in
Ordnung bringt, also Protektion
abbaut, Technologie- und Wissens-
transfer leistet und sich in Handel
und Direktinvestitionen engagiert.
Wichtig dabei ist, dass Politik, auch
im Hinblick auf ehrgeizige gesell-
schaftliche Ziele, mit Augenmaß
betrieben wird und die ökonomi-
sche Leistungsfähigkeit des Agri-
business nicht überstrapaziert wird.
Deutsches Agribusiness: Stiefkind der Politik?Große Sorge bereitet zur Zeit in
diesem Zusammenhang die heimi-
sche Wirtschafts- und Agrarpolitik.
Zum einen ist sie für die schwierige
gesamtwirtschaftliche Situation
mitverantwortlich, was gerade
auch die Landwirtschaft unter
Druck setzt. Eine Arbeitslosen-
quote von zur Zeit 12,1 % belastet
vor allem arbeitskraftfreisetzende
Sektoren wie die Landwirtschaft.
Fehlende Beschäftigungs- und
Nebenerwerbsmöglichkeiten im
ländlichen Raum erhöhen den
Einkommensdruck auf landwirt-
schaftliche Familien. Die hohe
Staatsverschuldung belastet zudem
die Kapitalmärkte und somit den
landwirtschaftlichen Sektor als
relativ kapitalintensive Branche.
Zum anderen erschwert die deut-
sche Agrarpolitik mit Sonderwegen
in der EU dem deutschen Agribusi-
ness die Entwicklungsmöglich-
keiten. Ein Beispiel dafür ist die
Anhebung der Mineralölsteuer für
Landwirte, die im europäischen
Vergleich zu einer deutlichen Mehr-
belastung der heimischen Erzeuger
führt (vgl. Abbildung 3).
Besondere Sorgen bereiten aber
auch die deutschen Alleingänge im
Umwelt-, Gesundheits-, Tier- und
Verbraucherschutz, die seit Jahren
zu beobachten sind und neuerdings
unter dem Stichwort „Ökologi-
sierung der gesamten Landwirt-
schaft“ offensichtlich noch inten-
siviert werden sollen. Schärfere
und früher als EU-weit greifende
Tierhaltungsverordnungen, ehrgei-
zigere Grenzwerte bei Mykotoxin-
belastungen, überzogene Grenz-
werte bei GVO- und Wirkstoff-
rückständen, einseitige Verbote
des Einsatzes tierischer Fette in der
Nutztierfütterung, verschuldens-
unabhängige gesamtschuldneri-
sche Gefährdungshaftung beim
Anbau gentechnisch veränderter
Pflanzen und die verdeckte Feld-
beobachtung von Landwirten beim
Abb. 3: Mineralölsteuer für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge in der EU / Fuel Tax
for Agricultural Machinery in the EU Quelle: ifo Institut, München; Deutscher Bauernverband
* Österreich bisher 28,2 Cent/l, ab 1.1.2005: 9,8 Cent/l
Einsatz von Pflanzenschutzmitteln
sind Beispiele für wettbewerbsver-
zerrende Eingriffe zu Lasten des
deutschen Agribusiness.
Im Bereich der Ernährungsin-
dustrie gehen vor allem die natio-
nale Verpackungsverordnung, die
angekündigte Neuauflage des Ver-
braucherinformationsgesetzes und
die ständigen Versuche, Verbrau-
cherpolitik über die klassischen
Aufgaben des Gesundheitsschutzes
und des Schutzes vor wirtschaft-
licher Übervorteilung hinaus als
Nachfragelenkung zu missbrau-
chen und so im Ergebnis industriell
hergestellte Lebensmittel zu diskri-
minieren, Anlass zu großer Sorge.
Dabei ist nicht einmal sicher, ob
die angestrebten gesellschaftlichen
Ziele, wie Umwelt-, Gesundheits-,
Tier- und Verbraucherschutz, auch
wirklich erreicht werden und ob
der betriebs- und volkswirtschaft-
liche Preis dafür in Form von
Marktanteilsverlusten und Verlus-
ten an Wettbewerbsfähigkeit nicht
zu hoch ist. Gute Regierungsarbeit
sollte in Rechnung stellen, dass die
anspruchsvollen gesellschaftlichen
Ziele moderner Volkswirtschaften
nur mit einer gesunden Wirt-
schaft zu verwirklichen sind. Das
gilt selbstverständlich auch und
gerade für das Agribusiness. Auch
für das deutsche Agribusiness und
die deutsche Agrarpolitik sollte in
diesem Zusammenhang die Lissa-
bon-Strategie der EU-Kommission
gelten, wonach alle Gemeinschafts-
politiken auf ihren Beitrag für
Wachstum und Beschäftigung hin
überprüft werden sollen, um so
die EU bis 2010 zum dynamischs-
ten wissensbasierten Wirtschafts-
raum der Welt zu machen. Unter
diesen Voraussetzungen kann das
deutsche Agribusiness durchaus
positiv in die Zukunft blicken
und stolz auf das bisher Erreichte
sein. Gute Regierungsarbeit, weite-
re strukturelle Anpassungen und
die verstärkte Zusammenarbeit
in der Nahrungskette bis hin zu
den großen Discountern sind die
Schlüssel für eine verbraucherorien-
tierte Ausrichtung des deutschen
Agribusiness und somit für eine
dauerhafte Wettbewerbsfähigkeit
der Branche.
Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei 955.000 Produzierendes Ernährungsgewerbe 531.000 einschl. HandwerkLebensmittelgroß- und Einzelhandel 1.720.000Gastgewerbe 1.100.000Vorleistungsindustrie 50.000Dienstleister (geschätzt) 150.000Agribusiness insgesamt 4.506.000
Beschäftigungszahlen im deutschen Agribusiness
Tab. 2: Beschäftigung im Agribusiness 2002 / Employment in Agribusiness 2002
Gute Regierungsarbeit sollte in Rechnung
stellen, dass die anspruchsvollen
gesellschaftlichen Ziele moderner
Volkswirtschaften nur mit einer gesunden
Wirtschaft zu verwirklichen sind.
12 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Technik und Anwendung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 13
Technik und Anwendung
AusgangslageDas Steinsalzbergwerk Borth liegt
in Rheinberg am linken Nieder-
rhein. Hier wurde 1906 mit dem
Abteufen der Schächte begonnen
und von 1926 bis heute wurden aus
dem unteren Werra-Salz rund 150
Mio. t Steinsalz abgebaut. In Borth
werden mit ca. 280 Mitarbeitern im
Jahr 1,5 Mio. t Steinsalz gefördert.
(Abb. 1)
Durch das Joint Venture zwi-
schen der K+S Aktiengesellschaft
und der Solvay S.A. wurde das Werk
Borth im Jahr 2002 Bestandteil der
neu gegründeten esco – european
salt company.
Ein internes Benchmarking
unter Berücksichtigung der lager-
stättenbedingten Unterschiede
der einzelnen Werke ergab Ratio-
nalisierungspotenziale für den
Standort Borth; so lagen der Gru-
beneffekt unter Tage ca. 20 % unter
und die Kosten ca. 30 % über dem
esco-Durchschnitt.
Im Rahmen des technischen
und wirtschaftlichen Integrations-
prozesses und nach den positiven
Erfahrungen anderer Projekte bei
der K+S wurden Anfang 2003
bereichsübergreifende, temporäre
Bearbeitungsteams gegründet und
in eine Projektorganisation mit
Lenkungsausschuss und Projekt-
leitung eingebunden. Ziel der „Mit-
telfrist-Entwicklung Werk Borth“
war es, in gemeinsamer Diskus-
sion Rationalisierungspotenziale
zu erkennen und schrittweise zu
erschließen. Als Ergebnis dieser
Teamarbeit wurden die größten
Potenziale bei den Bereichen „Infra-
struktur“, „Abbauförderung“ und
„Abbauverfahren“ aufgezeigt. Die
Einführung des dabei ent wickelten
neuen Multi-Transportsystem-
Borth (MTB) und die geplante
Umstellung des Abbauverfahrens
werden im Folgenden vorgestellt
und näher erläutert.
TransportDiese Betriebsmittel müssen in der
Grube hauptsächlich transportiert
werden:
• Sprengstoff
• Diesel
• Firstanker
• Wasser (Fahrbahnbau).
Eingesetzt wurden dazu:
• 3 Gabelstapler
• 1 Tankwagen (Diesel)
• 1 Wasserfahrzeug
• 1 Unimog.
Neben hohen Betriebs- und Instand-
haltungskosten fielen wegen dieses
großen Fahrzeugbedarfs auch hohe
Personalkosten an. Ein Vergleich
mit anderen Werken wie z.B. Sieg-
mundshall und Zielitz der K+S KALI
GmbH und den dort vorrangig ein-
gesetzten Trägerfahrzeugen führte
zur Entwicklung des MTB. (Abb. 2)
Das System basiert auf dem Ein-
satz eines Träger-Fahrzeuges mit
angebautem Kran und mehreren
Wechselaufbauten für die unter-
schiedlichen Einsatzfälle. Für den
Grubenbetrieb Borth bedeutet das
im Einzelnen:
• 1 Diesel-Container
• 1 Wasser-Container
• 2 Schüttgut-Paletten
• 4 Plattformen mit Rungen für
Anker und sonstiges Material.
Durch die Einführung dieses Sys-
tems konnten auch die für den
Transport erforderlichen Mann-
schichten reduziert werden. Die
Wirtschaftlichkeitsrechnung er -
gab bei einer Investitionssumme
von ca. 0,3 Mio. eine Rendite von
16,5 %.
AbbauverfahrenWährend der Diskussionen in
den einzelnen Teams wurde sehr
schnell deutlich, dass das größte
Optimierungspotenzial für den
Grubenbetrieb im Bereich der
Abbauförderung bzw. des Abbau-
verfahrens liegt. Um das bisher
angewandte Abbauverfahren besser
zu verstehen, folgt nun eine kurze
Erläuterung des bis zur Umstellung
praktizierten Kammer-Pfeiler-Ver-
Abb. 1: Das Steinsalzbergwerk Borth / The rock salt mine Borth
Aktuelle Entwicklungen im Steinsalzbergwerk Borth
Im Steinsalzbergwerk Borth in Rheinberg am linken
Niederrhein wird seit 1926 aus dem unteren Werra-Salz
Steinsalz abgebaut. Durch das Joint Venture zwischen der
K+S Aktiengesellschaft und der Solvay S.A. wurde das
Werk Borth im Jahr 2002 Bestandteil der neugegründeten
esco – european salt company. Ein internes Benchmarking
mit den anderen Steinsalzbergwerken der esco ergab,
dass das Werk Borth – auch unter Berücksichtigung
der lagerstättenbedingten Nachteile – insbesondere in
den Bereichen Leistung und Kosten ungünstige Werte
aufwies. In Anlehnung an positive Erfahrungen anderer
Projekte bei K+S wurden temporäre Bearbeitungsteams
in einer Projektorganisation mit Lenkungsausschuss und
Projektleitung mit der Ursachenforschung beauftragt.
Als Ergebnis dieser Teamarbeit wurden die größten Ratio-
nalisierungspotentiale bei den Bereichen „Infrastruktur“,
„Abbauförderung“ und „Abbauverfahren“ aufgezeigt.
Mit der Einführung des neuen Multitransportsystems-
Borth und der geplanten Umstellung des Abbauverfah-
rens, werden die Auswirkungen auf den Grubenbetrieb
vorgestellt und erläutert.
Dipl.-Ing. Gerd Kübler,
esco, Borth
14 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Technik und Anwendung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 15
Technik und Anwendung
gend- und Liegendstrecke. Dabei
liegt die Bandanlage mit dem
vorgeschalteten Brecher in der
Liegendstrecke, das in der Hang-
endstrecke anfallende Haufwerk
wird über ein Förderrollloch direkt
auf den Brecher gekippt. Nach
Erreichen des Blockendes wird aus
dem Bereich der Basisstrecke die
Hangendstrecke des ersten Stros-
senpaares über das letzte Rollloch
abgefördert. Ist die Hangendstrecke
mit den seitlichen Begleitstrecken
durchschlägig, kann das erste Stros-
senpaar in Verhieb gehen.
Dazu wird der Walzenbrecher
auf das vorletzte Rollloch versetzt
und im Bereich der Strosse ein
Schlitz erstellt. Parallel zu dem
dann beginnenden Strossenabbau
kann über das gleiche Rollloch die
Auffahrung der Hangendstrecke
des nächsten Strossenpaares erfol-
gen. Das Prinzip wird anschließend
im Rückbau zur Bandstrecke hin
mehrmals wiederholt.
Die dabei erschlossenen Blöcke
haben eine Länge von 500 und eine
Breite von 400 m. Die maximale
Abbauhöhe in den einzelnen Kam-
mern liegt bei 20 m.
Notwendig für die Umstellung
des Abbauverfahrens waren die
Anschaffung und Installation von
• 2 Walzenbrechern
• 1 Sprenglochbohrwagen
• 2 Fahrladern mit je 20 Tonnen
Schaufelinhalt (die beiden Fahr-
lader sind Neuentwicklungen
der GHH Fahrzeugtechnik in
Oberhausen).
Folgende Effekte konnten mit die-
sem Umbau erzielt werden:
‡ Senkung der Instandhaltungs-
kosten (Wegfall von insgesamt
20 Maschinen und Anlagen)
‡ Erhöhung der Vorortleistung
um 50% bei gleichzeitiger Redu-
zierung der Personalkosten.
Weitere, nicht direkt quantifizier-
bare Vorteile durch die Umstellung
sind:
• Verkürzung der Standzeit der
Strossenfirsten von 2 auf 1 Jahr
und ein dadurch bedingter gerin-
gerer Aufwand für das Nachan-
kern
• Erhöhung der Firstsicherheit, die
zu einer Minimierung der mög-
lichen Verluste an aufgeschlosse-
nen Vorräten führt
• Verbesserung des Ausnutzungs-
grades der Lagerstätte.
Bei einer gesamten Investitions-
summe von 2,1 Mio. ergab die
Wirtschaftlichkeitsrechnung eine
Rendite von 17,3 %. Das Projekt
„Umstellen des Abbauverfahrens
Borth“ (UAB) wurde Ende 2003
genehmigt und die notwendigen
Mittel zur Verfügung gestellt.
Mit den ersten Auffahrungen
für die Umstellung des Abbauver-
fahrens wurde im Oktober 2003
begonnen. Zu diesem Zeitpunkt
waren drei mögliche Abbaublöcke
bereits erkundet und Strecken
vorgerichtet. Eine Verzögerung
des Zeitplanes der Umstellung des
Abbauverfahrens hätte zu einer
Zerschneidung der Blöcke geführt
und damit die Effekte auf Jahre
verschoben.
Die weitere Planung sah deshalb
vor, zwei der drei Blöcke mit jeweils
zwei Strossen zu Beginn der Win-
ter-Kampagne im November 2004
mit umgestelltem Verfahren im
Verhieb zu haben. Spätestens zu
diesem Zeitpunkt sollten dann
auch alle neuen Maschinen und
Fahrzeuge im Einsatz sein.
Ausblick Die Einführung der Projektteams
und die gute Zusammenarbeit aller
Beteiligten haben sich bewährt.
Alle beschriebenen Maßnahmen
wurden trotz der erhöhten Som-
merförderung im vorgegeben Zeit-
plan umgesetzt und erfolgreich
abgeschlossen. Die Optimierung
der Transport-Prozesse sowie die
Umstellung des Abbauverfahrens
führten bereits zu einer erheb-
lichen Leistungserhöhung im Gru-
benbetrieb. Die parallel dazu erziel-
te Kostenreduzierung soll auch der
Zukunftssicherung des Standortes
Borth dienen.
Abb. 4: Neues Abbauverfahren / New system of mining
fahrens. (Abb. 3) Der Abbaublock
wurde dabei durch eine Mittel- und
eine Wetterstrecke vorgerichtet.
Dazwischen wurden dann Kam-
mern mit einer Länge von ca. 600
m, einer Breite von 20 m und einer
maximalen Höhe von 20 m erstellt.
Dazu wurde, ausgehend von der
Mittelstrecke, die oberste Ebene
im Hangenden entweder schnei-
dend mit dem Marietta-Miner oder
konventionell in Bohr- und Spreng-
arbeit aufgefahren.
Das Auffahren ging über die
gesamte Breite der zukünftigen
Kammer, die notwendige Höhe
wurde durch die Fahrzeughöhe
bestimmt. Anschließend wurde von
der Mittelstrecke aus eine Rampe in
Bohr- und Sprengarbeit in das Lie-
gende, das heißt auf die Sohle der
zukünftigen Strosse gefahren. Beim
Erreichen der Strossenhöhe von ca.
15 m wurde mit dem eigentlichen
Strossenabbau begonnen. Dazu
wurde eine Bagger-Truck-Kombi-
nation genutzt: Ein Elektrobagger
stand vor dem gesprengten Hauf-
werk und belud die Wechselmulden
(30–40 t Inhalt). Diese wurden dann
von Kiruna-Trucks aufgenommen
und zu einer Zentralkippstelle bis
zu einer maximalen Entfernung
von 600–800 m zum Entladen auf
die Bandanlage transportiert. Diese
Zentralkippstelle musste zwar mit
erheblichem Aufwand zu Beginn
des jeweiligen Blockabbaus errich-
tet werden, aber da sie bis zum Aus-
salzen des Abbaubereiches nicht
mehr umgesetzt wurde, war ihre
Nutzungsdauer sehr hoch. Dieses
ursprünglich eigentlich optimal
auf die Verhältnisse des Bergwerkes
Borth abgestimmte Abbauverfah-
ren wies aus heutiger Sicht – analog
der Betrachtung der Transportlogis-
tik – folgende Nachteile auf:
• hoher Fahrzeugbedarf mit ent-
sprechend hohem Instandhal-
tungsaufwand,
• hohe Personalkosten bei einer
geringen Schichtleistung und
• lange Verweilzeiten in den Abbau-
kammern.
Nach intensiver Diskussion war
schnell klar, dass diese Nachteile
systembedingt waren. Deshalb fiel
die mögliche Ertüchtigung des vor-
handenen Maschinenparks durch
Neuanschaffungen aus, da die wirt-
schaftlichen Effekte nicht ausrei-
chend hoch gewesen wären. Nach
Befahrungen auf Schwesterwerken
und Überprüfung verschiedener
Abbauverfahren wurde als Lösung
eine modifizierte Version des im
Schwesterbergwerk Bernburg ange-
wandten Prinzips gewählt, und
zwar die Einführung der
‡ durchgehend mobilen Gewin-
nungskette mit leistungsfähi-
gen Fahrladern und
‡ die Rolllochförderung über Lie-
gendstrecke mit leicht umsetz-
baren Kippstellen.
Dabei wird der zukünftige Abbau-
block ausgehend von einer Ban-
dachse durch drei Strecken auf-
geschlossen. Die Auffahrung der
Basisstrecke erfolgt in der Mitte
des Blockes parallel mit einer Han-
Abb. 2: Multitransport-System-Borth / Multi-transport-system-Borth
Abb. 3: „Altes“ Abbauverfahren / „Old“ mining method
16 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 17
Forschung und Entwicklung
Einleitung Evaporite haben sich seit dem Kamb-
rium zu nahezu allen erdgeschicht-
lichen Zeiten weltweit aus Ozeanen
durch Verdunstung des Wassers
gebildet. Wichtige Steinsalzlager
finden sich in Deutschland in den
Evaporitfolgen des Zechsteins und
des Mittleren Muschelkalks. Im
Salinar des Zechsteins sind neben
Steinsalz zahlreiche Kalisalzflöze
eingelagert, im Salinar des Mittle-
ren Muschelkalks tritt nur Steinsalz
auf. Kalisalzminerale sind nicht
einmal in Spuren enthalten (FISCH-
BECK et al. 2003).
Im Folgenden wird die beson-
dere Verteilung des Spurenele-
ments Brom im Halit des Mittleren
Muschelkalks mit der normalen
Verteilung im Halit der Staßfurt-
Folge des Zechsteinsalinars vergli-
chen und diskutiert.
Der Arbeit von ZIEGLER (1990)
wurde Abb. 1 entnommen. Dar-
gestellt ist das Gebiet, in dem
möglicherweise primär Steinsalz
im Mittleren Muschelkalk abge-
lagert wurde. Es ist noch nicht
eindeutig geklärt, ob das Steinsalz
zusammenhängend in dem gesam-
ten Verbreitungsgebiet abgelagert
wurde oder nur in einzelnen
voneinander isolierten Teilbecken
innerhalb des Verbreitungsgebie-
tes. Mit Sicherheit ist das Steinsalz
nach seiner Bildung in weiten
Bereichen der Subrosion zum Opfer
gefallen. Nach Angaben von BES-
TEL (1929), HAUBER (1993) und
RÖHLING (2000) wurden innerhalb
des gesamten Salzablagerungsrau-
mes durch Kernbohrungen oder
Grubenaufschlüsse nachgewiesene
Steinsalzvorkommen dargestellt.
Alle diese Salzvorkommen des
Mittleren Muschelkalks liegen in
einer schmalen, rheinisch strei-
chenden Großzone, die sich von
der Nordschweiz bis in das Gebiet
der unteren Elbe erstreckt und
sich in Norddeutschland zu einem
WNW---ESE streichenden Haupt-
becken erweitert. Nach den Unter-
suchungen von RÖHLING (2000) lag
das Zentrum des norddeutschen
Salzablagerungsbeckens im Bereich
der Emsmündung und reichte bis
ins nördliche Weser-Ems-Gebiet.
Im Osten endete die Salzablage-
rung etwa zwischen Berlin und
Rüdersdorf .
Abb. 1: Steinsalzverbreitung im Mittleren Muschelkalk / The present-day and
possible original distribution of Middle Muschelkalk salt
Forschung und Entwicklung
Bromidgehalte im Halit des Muschelkalksalinars und der Staßfurt-Folge im Vergleich
Forschung und Entwicklung
Bedeutende Steinsalzlager finden sich in Deutschland in den
Evaporitfolgen des Zechsteins und des Mittleren Muschelkalks.
Wenn ein Halitgestein einmal oder mehrmals umkristallisiert,
entsteht wieder ein Halitgestein. Mineralogisch unterscheiden
sich die einzelnen Halitgenerationen nicht voneinander. Es gibt
jedoch einen geochemischen Indikator zur Unterscheidung der
Halitgenerationen, nämlich das in chloridischen Salzmineralen
in Spuren auftretende Element Brom. Die Bromidgehalte im
Halit und ihre räumliche Verteilung innerhalb der Salzlager-
stätte des Mittleren Muschelkalks werden den entsprechenden
Werten und ihrer Verteilung im Halit der Staßfurt-Folge des
Zechsteins 2 gegenübergestellt. Es ergibt sich ein markanter
Unterschied bezüglich der Bromverteilung in den Steinsalz-
schichten dieser beiden Salinare. Die Bromverteilung in den
Steinsalzschichten der Staßfurt-Folge des Zechstein 2 zeigt
den kontinuierlich ansteigenden Verlauf einer primären, pro-
gressiven Eindunstungsphase, die nach ihrer Ablagerung nur
in sehr geringem Umfang durch die Einwirkung von Lösungen
verändert wurde. Demgegenüber ergibt sich aus der Bromver-
teilung in den Steinsalzschichten des Mittleren Muschelkalks,
dass diese Halitgesteine nach ihrer Ablagerung mehrfach
durch Lösungen umgewandelt und möglicherweise auch
umgelagert wurden. Es handelt sich nicht um einen progres-
siven Eindunstungszyklus. Im Halit des Mittleren Muschelkalks
findet man eine diskontinuierliche, unregelmäßige, sekundäre
Bromverteilung.
Dr. Reinhard Fischbeck
Dipl.-Geologe, Hannover
Dr. Wolfgang Werner
Leiter des Referats Rohstoff-
geologische Landes-
aufnahme im Landesamt
für Geologie, Rohstoffe
und Bergbau Baden-
Württemberg, Freiburg
Dr. Otto Bornemann, Leiter
des Referats Salzgeologie
in der Bundesanstalt für
Geowissenschaften und
Rohstoffe, Hannover
18 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 19
Forschung und Entwicklung
den Bromidgehalt im Halit der ein-
zelnen Mineralregionen folgende
vom Liegenden zum Hangenden
ansteigende Werte:
Carnallit-Region 280–480 g Br/g NaCl
Kieserit-Region 230–280 g Br/g NaCl
Polyhalit-Region 170–230 g Br/g NaCl
Anhydrit-Region 60–170 g Br/g NaCl
Diese Werte gelten aber nicht nur
für das Steinsalz der Staßfurt-Folge,
sondern für jede durch kontinu-
ierliche Eindunstung abgelagerte
Halitgesteinsfolge. Im Salinar des
Mittleren Muschelkalks sind nur
noch die Schichten der Anhydrit-
Region erhalten bzw. es ist sehr
wahrscheinlich, dass primär das
Eindunstungsstadium der Anhyd-
rit-Region in allen Steinsalzschich-
ten nicht überschritten wurde.
Wenn in den Steinsalzschichten des
Muschelkalksalinars noch Reste der
primären Sedimentation vorhan-
den sein sollten, dann müssten die
Bromidgehalte im Halit der einzel-
nen Steinsalzschichten zwischen
60 und 170 g Br/g NaCl liegen und
es müsste sich jeweils ein leicht
ansteigender Trend vom Liegenden
zum Hangenden andeuten.
Tab.1: Lithostratigraphische Gliederung der Evaporitfolge des Mittleren Muschel-
kalks im Raum Heilbronn, Normalprofil nach BRUNNER et al. (1986); WILD
(1958, 1973) / Lithostratigraphic succession of the Middle Muschelkalk evaporites in
the Heilbronn area after BRUNNER et al. (1986), WILD (1958, 1973)
Stratigraphie Mächtigkeit Lithologie
Obere Anhydritregion 40 m toniger, dolomitischer Anhydrit
Übergangsregion 9 m–10 m Steinsalz/Anhydrit
Oberes Salz 12 m–15 m Steinsalz mit Vertikalstreifung
Bändersalz 7 m–10 m
Oberes Bändersalz 0,8 m Steinsalz
Oberer Zwischenanhydrit 0,8 m Anhydrit
Mittleres Bändersalz 5,0 m Steinsalz
Unterer Zwischenanhydrit 0,4 m Anhydrit
Unteres Bändersalz 1,5 m Steinsalz
Unteres Salz 15 m Steinsalz mit Vertikalstreifung
Grundanhydrit 2 m bankiger Anhydrit
Untere Dolomite 1,5 m–3,0 m anhydritischer Dolomitstein
Basisschichten 4,5 m Kalkstein/Dolomitstein
Abb. 5: Bromidgehalt im Halit des Mittleren Muschelkalks (im Raum Heilbronn) / Bromine content of halite, Middle Muschel-
kalk, Heilbronn area
Die Brommethode Wenn ein Halitgestein einmal
oder mehrmals umkristallisiert,
entsteht wieder ein Halitgestein.
Mineralogisch unterscheiden sich
die einzelnen Halitgenerationen
nicht voneinander. Es gibt jedoch
einen geochemischen Indikator
zur Unterscheidung der Halitge-
nerationen, nämlich das in chlori-
dischen Salzmineralen in Spuren
auftretende Element Brom. Auf die
Bedeutung des Broms als geoche-
mischen Indikator zur Charakteri-
sierung mariner Salzablagerungen
machte als erster BOEKE (1908)
aufmerksam.
Das Spurenelement Brom bildet
in den Salzlagerstätten kein eigenes
Mineral. Bei der Kristallisation der
Minerale wird Brom nach bestimm-
ten Gesetzmäßigkeiten anstelle von
Chlor isomorph in Halit und andere
chloridische Minerale eingebaut.
Die Menge des aufgenommenen
Broms, die von Mineral zu Mineral
verschieden ist, erfolgt gemäß fol-
gendem mineralspezifischen Ver-
teilungskoeffizienten:
Dieser Koeffizient ist für Halit
immer < 1, deshalb reichert sich
das Brom mit fortschreitender Ver-
dunstung in der Restlösung an. Der
Bromidgehalt des Halits ist ein Maß
für das erreichte Eindunstungs-
stadium. In einer kontinuierlich
abgelagerten, zunehmend höher-
salinaren, mit einem Kalisalzlager
endenden Halitgesteinsfolge (einer
progressiven Ablagerungsphase)
nehmen die Bromidgehalte im
Halit von den älteren zu den jün-
geren Schichten zu. Der theoretisch
zu erwartende Wert in einem ersten
aus dem Meerwasser auskristal-
lisierenden Halit sollte bei 75 g
Br/g NaCl liegen. Dieser Wert ergibt
sich aus dem Bromidgehalt des
Meerwassers bei der beginnenden
Halitabscheidung und dem dann
gültigen Bromverteilungskoeffizi-
enten. Entsprechend wurden welt-
weit in zahlreichen Salinaren in
dem ersten Halit unmittelbar über
dem basalen Anhydrit Werte von
60 bis 75 g Br/g NaCl angetroffen
(HERRMANN 2000).
Ebenso beobachtete man die-
se Werte in einigen rezenten
Meerwassersalinen und bei Labor-
experimenten (BRAITSCH 1962;
HERRMANN et al. 1973). Allerdings
berichten BRAITSCH (1962) und
HOLSER (1966) auch von Werten
zwischen 40 und 60 g Br/g NaCl,
die sie in basalen primären Haliten
angetroffen haben.
Nach dem heutigen Stand der
Wissenschaft gilt Folgendes: Werte
über 60 g Br/g NaCl sind eindeutig
primär, Werte zwischen 40 und 60
g Br/g NaCl können primär oder
sekundär sein, Werte unter 40 g
Br/g NaCl sind eindeutig sekundär.
Da bei Werten zwischen 40 und
60 g Br/g NaCl der Bromidgehalt
keine eindeutige Entscheidung für
eine primäre oder sekundäre Bil-
dung des Halits erlaubt, muss hier
die petrographische Ausbildung des
Halits als weiteres Entscheidungs-
kriterium herangezogen werden.
Die Phase der Halitablagerung
der Staßfurt-Folge des Zechstein-
salinars ist ein klassisches Beispiel
für eine progressive, halitische
Eindunstungsphase vom anhydri-
tischen Steinsalz bis zum carnalli-
tischen Kalisalzflöz Staßfurt. Hier
sind die primären Bromidgehalte
im Halit noch weitgehend erhalten.
Nach KÜHN (1955) ergeben sich für
Abb. 2: Vertikale Streifung (Palisaden-
struktur) im Unteren Salz / “Palisade
structure” seen as vertical banding in
the Lower Salt
Abb. 3: Polygonstruktur im Unteren
Salz / Polygonal structure in the Lower
Salt
Abb 4: Grenzbereich Unteres Salz /
Bändersalz / Contact between the Lower
Salt and the overlying Bändersalz (ban-
ded salt)
b = Masse % Br(Kristall)
Masse % Br(Lösung)
20 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 21
Forschung und Entwicklung
über hundert Bromwerte aus dem
Unteren Salz, dem Bändersalz und
dem Oberen Salz der Gruben von
Kochendorf und Heilbronn vor
und interpretierte diese Werte.
UTRY (1988) untersuchte in einer
Diplomarbeit systematisch die
horizontale und die vertikale Bro-
midverteilung in allen aufgeschlos-
senen lithofaziellen Einheiten des
Salzbergwerks Stetten. Ganz selten
findet man in der Literatur Wer-
te aus Bereichen außerhalb von
Baden-Württemberg, wie z.B. bei
RÖHLING (2000) aus der Bohrung
Remlingen 7, die im norddeutschen
Becken liegt. Die Werte dieser
10 Proben bewegen sich zwischen
11 und 125 g Br/g NaCl.
Alle bis heute vorliegenden
Bromidgehalte des Halits aus dem
Muschelkalksalinar in Baden-
Württemberg liegen zwischen 3
und 73 g Br/g NaCl. Über 90 % aller
Werte liegen zwischen 10 und 50 g
Br/g NaCl. Sämtliche Bromidgehalte
des Halits liegen unter dem theore-
tisch zu erwartenden Bromidgehalt
von 75 g Br/g NaCl des ersten
Steinsalzes, das sich aus einduns-
tendem Meerwasser abscheidet. Das
gesamte Salinar muss also ein- oder
mehrmals durch Lösungsmetamor-
phose umgewandelt worden sein.
Die einzelnen stratigraphischen
Einheiten besitzen, wie dargelegt
wird, unterschiedliche Bromidge-
halte im Halit, daher muss auch die
Zahl der Lösungsmetamorphosen
unterschiedlich gewesen sein. Der
Befund, dass in den einzelnen strati-
graphischen Einheiten unterschied-
liche petrographische Strukturen
auftreten, stützt diese Annahme.
Die im Folgenden diskutierten
Bromidgehalte wurden der Arbeit
von KÜHN (1964) entnommen. Sie
erfahren aber eine neue Deutung.
Diese Werte wurden ausgewählt,
da es sich bei ihnen um über 70
Einzelwerte handelt, die sich über
ein komplettes Profil aus dem
Raum Heilbronn vom Unteren
Salz über das Bändersalz bis in
das Obere Salz erstrecken. In Abb.
5 sind diese Werte aus der Arbeit
von KÜHN (1964) dargestellt. Im
Unteren Salz pendeln die Werte
zwischen 2 und 59 g Br/g NaCl.
Es ist weder ein ansteigender noch
ein fallender Trend vom Liegenden
zum Hangenden erkennbar. Die
regellose Bromidverteilung inner-
halb des Unteren Salzes zeigt des-
sen vollständige und gleichmäßige
Umwandlung durch Lösungen an.
Dies wird auch durch den petro-
graphischen Befund gestützt. Im
Unteren Salz ist keinerlei sedimen-
täre Struktur mehr vorhanden. Es
besitzt eine vertikale Streifung bzw.
Palisadenstruktur. Nur lokal treten
Reliktschollen eines geschichteten
Steinsalzes auf.
Das geschichtete Bändersalz liegt
konkordant mit scharfer Grenze
über dem Unteren Salz. Aufgrund
der unterschiedlichen Strukturen
müssen unterschiedliche Bildungs-
bedingungen geherrscht haben.
Die Salzlösung, aus der sich das
unterste Bändersalz abschied, muss-
te bezüglich ihres Bromidgehaltes
der Lösung, aus der sich der oberste
Bereich des Unteren Salzes gebildet
hat, sehr ähnlich gewesen sein.
Sowohl oberhalb als auch unterhalb
der Grenze Unteres Salz / Bänder-
salz treten im Halit Werte um 40
g Br/g NaCl auf.
Die Bromidgehalte im Halit des
Bändersalzes liegen alle deutlich
unter dem Wert von 75 g Br/g NaCl
eines ersten sich aus dem Meerwas-
Tab. 2: Mineralgehalte und Gehalte der Spurenelemente der untersuchten Proben
/ Mineralogical composition and trace-element contents of the analysed evaporite
samples
Probe Halit Anhydrit Wasser Br Rb Sr Ca K Mg unlöslicher [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [ppm] [%] [%] Rest [%]
1. Vertikalprofil HeilbronnH1/2000 99,20 0,03 0,55 23 1 3 91 140 44H2/2000 99,85 0,02 0,5 26 <1 2 68 117 29H3/2000 100,0 - 0,34 32 2 2 100 131 51H4/2000 100,0 0,02 0,10 19 2 <1 54 115 17H5/2000 99,90 0,04 0,24 19 1 2 132 121 34H6/2000 99,73 0,04 0,28 20 1 2 109 133 39H7/2000 99,45 0,08 0,30 28 <1 2 233 115 103H8/2000 99,90 0,02 0,15 19 1 3 70 117 25H9/2000 99,88 0,02 0,12 20 1 1 54 12 22
1. Horizontalprofil HeilbronnH10/2000 99,11 0,07 0,52 23 2 3 218 132 101H11/2000 100,0 0,06 0,53 25 2 2 181 125 50H12/2000 99,83 0,02 0,13 30 1 3 61 118 20H13/2000 96,58 0,09 2,74 22 5 6 267 138 143H14/2000 98,18 0,13 1,36 29 3 2 390 136 194H15/2000 99,66 0,07 0,29 30 2 <1 197 117 107H16/2000 99,73 0,03 0,22 25 1 <1 104 100 62
2. Vertikalprofil HeilbronnH17/2000 98,02 0,12 1,37 24 3 2 346 124 196H18/2000 98,90 0,09 0,80 22 3 2 253 112 123H19/2000 98,77 0,13 1,12 27 3 3 386 120 193H20/2000 97,90 0,13 1,18 21 3 3 391 108 190
Petrographische Ausbildung der Steinsalzschichten im Mittleren Muschelkalk (Region Heilbronn) Das Steinsalzlager des Mittleren
Muschelkalks besteht in der Region
Heilbronn aus drei bzw. vier litho-
logischen Einheiten (Tab. 1). Über
dem Grundanhydrit, dem in der
Regel statistisch verteilt 0,5 bis
4 m hohe Anhydritkuppen („Pilze“)
aufsitzen, beginnen die Steinsalz-
schichten, die sich in ein Unteres
Salz und ein Oberes Salz mit
einem zwischengeschalteten Bän-
dersalzpaket gliedern lassen. Lokal
wurde über dem Oberen Salz
ein 4. steinsalzhaltiger Bereich, die
Übergangszone nach WILD (1973),
angetroffen.
Das Untere Salz ist fast aus-
schließlich grobkristallin ausge-
bildet und durchschnittlich 15 m
mächtig. Besonders charakteristisch
ist die streifenartige Anordnung
der anhydritischen und tonigen
Verunreinigungen. Eine Struktur,
die im Stoßanschnitt als vertikale
Streifung erscheint, bestimmt das
ganze Untere Salz (Abb. 2). Die Brei-
te dieser dunklen Steifen schwankt
zwischen wenigen Millimetern und
mehreren Zentimetern. Räumlich
gesehen handelt es sich um eine
säulige, palisadenartige Anordnung
der Einlagerungen, so dass an den
Firsten ein polygonartiges Netz
mit 10 bis 30 cm Maschenweite
erscheint (Abb. 3). Diese verti-
kale Palisadenstruktur ist durch
mehrphasige Umkristallisation aus
einem primär durch Anhydrit-
und Tonlagen horizontal geschich-
teten Steinsalz hervorgegangen.
SCHACHL (1954) prägte dafür den
Ausdruck Hydrometamorphose.
Stellenweise findet man noch
Reliktschollen aus geschichtetem
Steinsalz, dem Basissalz nach
SCHACHL (1954). Die Genese der
Palisadenstruktur im Steinsalz
des Mittleren Muschelkalks ist
noch nicht endgültig geklärt; wir
führen sie aber auf eine frühe post-
sedimentäre Umkristallisation des
Steinsalzes zurück.
Das Bändersalz liegt konkordant
über dem Unteren Salz (Abb. 4). Es
besteht aus einer durchschnittlich
8 m mächtigen Wechsellagerung
von relativ reinen Steinsalzlagen
mit tonig-dolomitischen Anhydrit-
lagen. Die Mächtigkeiten der ein-
zelnen Lagen schwanken zwischen
3 und 15 cm. Durch ein 40 cm und
ein 80 cm dickes Anhydritmittel
wird das Bändersalz in Unteres,
Mittleres und Oberes Bändersalz
gegliedert. Im Bändersalz domi-
niert die horizontale Schichtung,
nur stellenweise tritt eine Poly-
gonstruktur auf.
Das Obere Salz ist durchschnitt-
lich 12 m mächtig. In seiner petro-
graphischen und mineralogischen
Ausbildung gleicht es dem Unte-
ren Salz. Wie dieses ist es nicht
geschichtet, sondern durch die
Palisadenstruktur im Anschnitt
vertikalgestreift.
Die Übergangszone nach WILD
(1973) tritt nur lokal auf. Sie besteht
aus einer etwa 9 m mächtigen
Wechsellagerung von geschichte-
tem Steinsalz und Anhydritlagen.
Die Bromidgehalte im Halit der Stein-salzschichten des Mittleren Muschel-kalks im Raum Heilbronn Die ersten Bromidgehalte aus den
unterschiedlichen Halitgesteinen
wurden von SCHACHL (1954) ver-
öffentlicht. Es waren insgesamt
12 Werte. KÜHN (1964) stellte
Abb. 6: Lage der Probenpunkte im Unteren Salz des Bergwerks Heilbronn / Sampling points in the Lower Salt in the
Heilbronn mine
22 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 23
Forschung und Entwicklung
schen 96,5 % und 100 %. Die Halit-
und Anhydritgehalte wurden aus
analysierten Na- bzw. Ca-Gehalten
berechnet (Tab. 2). In keiner Pro-
be ist ein weiteres chloridisches
Mineral enthalten. Daher kann
der analysierte Bromidgehalt der
Gesamtprobe dem Bromidgehalt
bezogen auf 100 % Halit gleichge-
setzt werden.
Die Bromidgehalte dieser drei
Probeserien liegen zwischen 19
und 32 g Br/g NaCl. Sie liegen
weit unter dem Wert von 75 g Br/g
NaCl, dem theoretisch niedrigsten
Wert eines Salzes der Primärab-
scheidung. Das Salz muß intensi-
ve, mehrphasige Auflösungs- und
Abscheidungsprozesse erfahren
haben. Die Bromidgehalte liegen
aber andererseits deutlich über 10
g Br/g NaCl. Dies zeigt, dass es sich
nicht um Salz handeln kann, das
von Süßwasser aufgelöst wurde und
sich dann aus dieser Lösung wieder
abschied. Die Bromidgehalte zeigen
weder in den beiden Vertikalprofi-
len noch in dem Horizontalprofil
die Andeutung von einem Trend.
Die obigen Prozesse müssen auf
den Salzkörper so umfassend ein-
gewirkt haben, dass sich eine
regelose Bromidverteilung über
das ganzen Untere Salz ausbildete.
Mit diesen Untersuchungen konnte
die neue Deutung der Werte aus der
Arbeit von KÜHN (1964) bestätigt
werden.
Bromidgehalte im Halit der Stein-salzschichten der Staßfurt-Folge Zechstein 2 im Raum GorlebenDas Bromstandardprofil der Stein-
salzschichten der Staßfurt-Folge
(Zechstein 2) aus dem Bereich Gor-
leben (Abb. 7) wurde leicht verän-
dert der Arbeit von BORNEMANN
et. al. (2001) entnommen. Es ergab
sich aus über 150 Einzelwerten der
untertägigen Erkundungsbohrung
02YEQ01 RB 119 aus dem Salzstock
Gorleben (MENGEL et al. 1999;
HERRMANN 2000).
Auf der Abszisse (Abb. 7) wurden
die bankrechten Mächtigkeiten dar-
gestellt, wobei Schichtwiederho-
lungen durch Faltung ausgeblendet
wurden. Auf der Ordinate wurden
die Bromidgehalte bezogen auf
reinen Halit aufgetragen.
Die Darstellung der Bromidge-
halte im Steinsalz der Staßfurt-Fol-
ge im Raum Gorleben erstreckt sich
vom Knäuelsalz bis zum Kalisalzflöz
Staßfurt. Aus der untersten Schicht
des Steinsalzes der Staßfurt-Folge,
Abb. 8: Bromidgehalt im Halit des Mittleren Muschelkalks im Vergleich zum Bromidgehalt im Halit der Staßfurt-Folge /
Bromine content of halite in the Middle Muschelkalk compared with that in the Stassfurt formation
ser abscheidenden Halits. Sie liegen
aber mit Werten zwischen 28 und
73 g Br/g NaCl deutlich über den
Werten des Unteren und des Oberen
Salzes. Zwar sind viele Bromidge-
halte sekundär durch Remobilisa-
tion erniedrigt, aber trotzdem ist
noch ein gewisser primärer Verlauf
durch einen Anstieg von Werten
um 40 g Br/g NaCl auf Werte um
60 g Br/g NaCl vom Liegenden bis
zum Unteren Zwischenanhydrit
zu erkennen. Über dem Oberen
Zwischenanhydrit bis zur Hang-
endgrenze des Bändersalzes treten
noch höhere Werte, um 70 g Br/g
NaCl, auf. Im Einklang mit diesen
geochemischen Befunden steht die
petrographische Beobachtung, dass
die primäre Schichtung noch weit-
gehend erhalten ist. Die Schichtung
wurde nur stellenweise durch die
Einwirkung von Lösungen zerstört.
So treten nur unmittelbar über der
Grenze zum Unteren Salz Palisaden-
bzw. Polygonstrukturen auf.
Aus dem Oberen Salz, das in Heil-
bronn nur an wenigen Stellen auf-
geschlossen ist, gibt KÜHN (1964)
drei Werte an. Diese Bromidgehalte
liegen mit Werten um 30 g Br/g
NaCl etwa wieder auf dem Niveau
des Unteren Salzes. Da im Oberen
Salz die gleiche Palisadenstruktur
wie im Unteren Salz auftritt, sind
die Bromidgehalte wahrscheinlich
ebenso regellos verteilt wie im
Unteren Salz.
Neue eigene Untersuchungen:
Zur Brombestimmung im Halit
wurde von uns im Jahre 2000 das
Untere Salz in dem Bergwerk Heil-
bronn beprobt. Aus dem Bereich der
Palisadenstruktur wurden im Berg-
werk Heilbronn in einer Kombina-
tion von zwei Vertikalprofilen und
einem Horizontalprofil 20 Proben
am Oststoß von Abbaukammer 109
N im Abbaufeld NW5 (NW5/109N)
entnommen. Die Lage der Profile
zueinander ergibt sich aus Abb. 6.
Um sicherzustellen, dass in eine
Probe nicht Material aus zwei
benachbarten Palisaden oder Mate-
rial aus einer Palisade und einem
Kristallsalzbrocken gelangte, wur-
den für jede Probe mit einem
Bohrer von 1 cm Durchmesser ca.
5 g Bohrmehl aus dem Stoß heraus-
gebohrt. Durch dieses Verfahren
wurde ausgeschlossen, dass in einer
Probe genetisch unterschiedlicher
Halit auftrat. Der analysierte Bro-
midgehalt des Halits lässt sich
dadurch besser interpretieren. Der
Halitgehalt aller Proben liegt zwi-
Abb. 7: Bromidgehalte in Halit der Staßfurt-Folge, Zechstein 2 (im Raum Gorleben) / Bromine content of halite in the Stassfurt
formation, Zechstein 2, in the Gorleben area
24 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 25
Forschung und Entwicklung
und der damit verbundenen Ver-
änderung seiner Bromidgehalte
gekommen ist. Denkbar ist, dass
es durch besondere paläogeogra-
phische Gegebenheiten in Verbin-
dung mit außergewöhnlichen kli-
matischen Bedingungen bewirkt
wurde.
DankDie Probenahme ermöglichte uns
die Südwestdeutsche Salzwerke
AG (Heilbronn), die uns auch die
Veröffentlichung der Daten gestat-
tete. Die exakten Analysen für die
Daten in Tab. 2 wurden von den Mit-
arbeitern der Referate B4.13, B4.16
und B4.21 der BGR ( Bundesanstalt
für Geowissenschaften und Roh-
stoffe, Hannover) ausgeführt. Frau
S. Fleig, Frau S. Rose und Herr Dr.
M. Schramm, alle BGR, gestalteten
die Abbildungen. Allen sei für ihre
Unterstützung herzlich gedankt.
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dem Basissalz, welches zwischen
Knäuelsalz und dem Basalanhyd-
rit liegt, standen keine Werte zur
Verfügung.
Fast alle Datenpunkte liegen mit
Werten über 60 g Br/g NaCl im
eindeutig primären Bereich. Nur
in wenigen Proben treten Bromid-
gehalte zwischen 40 und 60 g Br/g
NaCl aus dem Grenzbereich primär/
sekundär auf. Berücksichtigt man
die Petrographie der beprobten
Schichten, so sind auch diese Werte
als primär einzustufen. Die Bromid-
gehalte im Halit zeigen den primä-
ren vom Liegenden zum Hangenden
ansteigenden Verlauf einer stetig
fortschreitenden progressiven Ein-
dunstungsphase des Meerwassers.
Es beginnt in der Anhydrit-Region
mit dem langsamen, plateauartigen
Anstieg, in der Polyhalit-Region
versteilt sich der Anstieg und wird
mit Annäherung an das Kalisalzflöz
Staßfurt immer steiler.
Vergleich der Bromidprofile und Zusammenfassung Die Bromidgehalte im Halit vom
Liegenden zum Hangenden der
Steinsalzschichten des Mittleren
Muschelkalks für den Raum Heil-
bronn einerseits und die Bromidge-
halte im Halit vom Liegenden zum
Hangenden der Steinsalzschichten
der Staßfurt-Folge (Zechstein 2) für
den Raum Gorleben andererseits
sind einander gegenübergestellt
(Abb. 8). Es wurden die gleichen
Datensätze und die gleiche Darstel-
lungsweise wie für die obigen Ein-
zelprofile verwendet. Die Trendlini-
en ergeben sich in beiden Bereichen
aus dem gleitenden Durchschnitt
über jeweils 9 Datenpunkte. Diese
Trendlinien sollen nur den Unter-
schied der Bromidverteilung im
Halit der beiden Salinare augen-
fälliger machen. Sie erlauben keine
weitere Deutung.
Im Halit des Mittleren Muschel-
kalks liegen im Unteren Salz die
meisten Werte unter 40 g Br/g
NaCl im eindeutig sekundären
Bereich. Berücksichtig man, dass
keine primäre Schichtung, son-
dern nur die Palisadenstruktur
vorhanden ist, dann sind die Werte
zwischen 40 und 60 g Br/g NaCl
auch als sekundär verändert ein-
zustufen. Im Halit des Unteren
Salzes sind die Werte ohne Trend
statistisch verteilt. Im Bändersalz
steigen die Werte vom Liegenden
mit sekundären Werten um 40
g Br/g NaCl bis zum Hangenden
mit primären Werten um 70 g
Br/g NaCl an. Es handelt sich um
einen leicht sekundär beeinfluss-
ten primären Bromgehaltsverlauf
mit einem Anstieg vom Liegenden
zum Hangenden entsprechend der
fortschreitenden Eindunstung.
Im Einklang mit diesem geoche-
mischen Befund steht auch die
petrographische Beobachtung, dass
bei diesen Schichten die primä-
re Schichtung noch weitgehend
erhalten geblieben ist. Die wenigen
Werte aus dem Oberen Salz liegen
im sekundären Bereich unter 40 g
Br/g NaCl und zeigen keinen Trend
bezüglich ihrer Verteilung vom
Liegenden zum Hangenden.
Im Halit der Staßfurt-Folge (Zech-
stein 2) liegen fast alle Datenpunkte
mit Werten über 60 g Br/g NaCl im
primären Bereich. Nur die Werte
weniger Proben liegen zwischen
40 und 60 g Br/g NaCl. Berück-
sichtigt man die Petrographie der
beprobten Schichten, dann sind
diese Werte aus dem Grenzbereich
primär/sekundär ebenfalls als pri-
mär einzustufen. Der gleitende
Durchschnitt der Bromidgehalte im
Halit zeigt deutlich den primären,
vom Liegenden zum Hangenden
ansteigenden Verlauf einer stetig
fortschreitenden progressiven Ein-
dunstungsphase des Meerwassers.
Es beginnt mit dem langsamen,
aber stetigen Anstieg der Werte
in den liegenden Steinsalzschich-
ten der Anhydrit-Region, in der
Polyhalit-Region versteilt sich der
Anstieg und mit Annäherung an
das Kalisalzflöz steigen die Werte
immer schneller an.
Der markante Unterschied der
Bromidverteilung im Halit der
Steinsalzschichten des Mittleren
Muschelkalks zu derjenigen im
Halit der Staßfurt-Folge zeigt, dass
das Steinsalzlager des Mittleren
Muschelkalks eine Sonderstellung
bezüglich seiner Entstehung und
der darauf folgenden Umwand-
lungen einnimmt. Es handelt sich
nicht um einen progressiven Ein-
dunstungszyklus. Im Halit des
Mittleren Muschelkalks findet man
eine diskontinuierliche, unregel-
mäßige, sekundäre Bromidvertei-
lung. Im Gegensatz dazu zeigt die
Bromidverteilung im Halit der
Staßfurt-Folge des Zechsteins 2 den
kontinuierlich ansteigenden Ver-
lauf einer primären, progressiven
Eindunstungsphase.
Diese Ausführungen sollten
zeigen, dass durch eine verstärk-
te, systematische Anwendung der
Brommethode in Kombination mit
einer exakten Erfassung aller petro-
graphischen Erscheinungen auch
die Frage nach der Entstehung der
Palisadenstruktur in den Steinsalz-
schichten des Mittleren Muschel-
kalks gelöst werden könnte. Unge-
klärt ist, warum es im gesamten
Salinar des Mittleren Muschelkalks
Südwestdeutschlands zur postsedi-
mentären Umlagerung des Halits
26 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 27
Forschung und Entwicklung
1. Einführung AusgangssituationIn den Technischen Regeln für
Gefahrstoffe (TRGS900) sind folgen-
de Maximale Arbeitsplatzkonzen-
trationen (MAK-Werte) festgelegt (s.
Tabelle 1): Die Schichtmittelwerte
von Stickstoffdioxid und Ammo-
niak sind auf alle Fälle einzuhalten.
Die Konzentration lokal reizender
und geruchsintensiver Stoffe soll
zu keinem Zeitpunkt höher sein
als die Grenzwertkonzentration
(Überschreitungsfaktor =1=). Die
Schichtmittelwerte von Kohlen-
monoxid und Kohlendioxid dürfen
in keinem 15-Minuten-Zeitraum
die 2fache bzw. 4fache Grenzwert-
konzentration überschreiten. Die
Dauer der erhöhten Exposition
darf in einer Schicht insgesamt 1
Stunde nicht übersteigen. [1] Der
Senkung der Schadstoffmengen in
den Sprengschwaden sind bei der
weiteren Verwendung von geprill-
ten Ammoniumnitrat-Sprengstof-
fen enge Grenzen gesetzt. Im Gru-
benbetrieb des Kaliwerkes Neuhof-
Ellers ist deshalb im August 2002
eine Versuchsserie mit Emulsi-
onssprengstoffen unter folgender
Zielstellung gestartet worden:
Aufgaben und Zielstellung• Verbesserung der Wirtschaft-
lichkeit des Prozesses Bohren
und Sprengen, insbesondere
durch geringeren Bohraufwand
infolge der Möglichkeit, größere
Bohrlochabstände und Vorgaben
wählen zu können, aber auch
durch ggf. geringere spezifische
Kosten für Sprengstoffe und Zünd-
mittel.
• Reduzierung der Komponente
Stickstoffdioxid (NO2) in den
Sprengschwaden, verbunden mit
kürzeren Auswetterzeiten nach
dem Sprengen und der Möglich-
keit zu kürzeren Schichtüber-
gangszeiten.
VersuchsserienIm Juni 2002 ist eine Serie von
„Kleintechnischen Versuchen“ (KTV)
in unserem Grubenbetrieb Neuhof-
Ellers gestartet worden. Industrie-
partner dieser KTV sind
• ORICA Germany GmbH mit dem
Emulsionssprengstoff NOBELIT
2000,
• Sprengstoffwerk Gnaschwitz
GmbH mit EMULEX B und
• WESTSPRENG GmbH mit EMUL-
GIT RPT.
Im Anschluss an diese KTV-Serie ist
im April 2004 ein Großtechnischer
Versuch (GTV) im Grubenbetrieb
Neuhof-Ellers begonnen worden.
2. Emulsionssprengstoff GrundsätzlichesDie bei K+S eingesetzten Emulsi-
onssprengstoffe entstehen nach
der Mischung der Sprengstoff-
vorprodukte, Emulsionsmatrix
mit Reaktanten, im Bohrloch.
Die Sprengstoffvorprodukte sind
Gefahrstoffe, deren Handhabung
dem Chemikalienrecht unterliegen
und nicht dem Sprengstoffrecht. Da
der Sprengstoff erst im Bohrloch
Abb. 1: Emulsionsmatrix Tropfengröße 0,5 µm–10 µm / Droplet size 0,5 µm–10 µm
of bulk emulsion matrix Bild ORICA
Tab. 1: Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) aus TRGS900 / Threshold value
concentration according to TRGS900
Ergebnisse von Versuchen mit Emulsionssprengstoffen in Bergwerken der K+S Gruppe
Das Thema der Erprobung von Emulsionssprengstoffen in den Grubenbetrieben der K+S wurde mit folgenden Zielstellungen auf-genommen: 1. Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Prozesses Bohren und Sprengen. 2. Reduzierung der Komponente Stickstoff-dioxid (NO2) in den Sprengschwaden. Im Grubenbetrieb des Kali-werkes Neuhof-Ellers ist deshalb im August 2002 eine Versuchsserie gestartet worden, mit der zunächst die technische Machbarkeit der Anwendung von pumpfähigen Emulsionssprengstoffen unter-sucht werden sollte. Dabei wurden mehrere Verfahrenstechniken unterschiedlicher Systemanbieter getestet. Die Ergebnisse dieser „Kleintechnischen Versuche“ (KTV) initiierten anschließend einen „Großtechnischen Versuch“ (GTV) im Grubenbetrieb Neuhof-Ellers. Dazu wurde ein ANFO-Sprengstoffladefahrzeug zu einem Mischla-defahrzeug umgebaut und die dafür erforderliche Logistik bereitge-stellt. Die Versuche zeigten bisher, dass ein wirtschaftlicher Einsatz im Vergleich zu ANFO-Sprengstoffen noch nicht erreicht werden konnte. Die Zielstellung der nunmehr noch in eingeschränktem Maße fortgesetzten Versuche dient vor allem dem Eruieren weite-rer wirtschaftlicher Potenziale und der groben Abschätzung, auf welchem Wege diese erschlossen und umgesetzt werden können und welcher wirtschaftlicher Effekt damit zu erreichen ist. Der Arti-kel beschreibt die Entwicklung dieser Versuche bis zum heutigen Stand. Dabei werden einführend Aufbau und Funktion der Emul-sionssprengstoffe sowie die Verfahrenstechnik des Verpumpens erläutert. Darauf folgend werden die Auswertung und Beurteilung der „Kleintechnischen Versuche“ und die darauf basierende Ent-scheidung für die Durchführung eines „Großtechnischen Versuchs“ beschrieben. Neben den verfahrenstechnischen werden auch die genehmigungsrechtlichen Aspekte der Logistikkette von der Anlie-ferung der Sprengstoffvorprodukte bis hin zu ihrer Verwendung im Mischladefahrzeug herausgestellt.
Dr. Christoph Ganzer, Grubenwirtschafts-ingenieur Werk Werra, K+S KALI GmbH
28 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 29
Forschung und Entwicklung
dung 3 zeigt zwei unterschiedliche
Dichteverläufe. Das Gassing (Dichte-
reduzierung durch Volumenzunah-
me) startet direkt nach dem Ver-
pumpen. Dabei ist das Verhältnis
der verpumpten Ladesäulenlänge
zur Restbohrlochlänge von der
angestrebten Zieldichte abhängig.
Die Kurve a zeigt eine stark degres-
sive Dichtereduzierung. Hier ist die
Sensibilisierung nach ca. 30 min
abgeschlossen und die Zieldichte
im Bohrloch erreicht (asymptoti-
scher Verlauf auf eine Zieldichte
von 0,8 g/cm3). Der Verlauf der
Kurve b zeigt eine langsame Reak-
tion des Gassings und ein spätes
Erreichen der Zieldichte. An Hand
der Gassingverläufe lassen sich die
für das Quellen des Sprengstoffs
notwendige Restbohrlochlänge
und die dafür notwendigen Men-
gen der Sprengstoffvorprodukte
bestimmen.
FunktionsweiseDie eingeschlossenen Gasblasen
haben im Vergleich zur festen
Masse eine wesentlich höhere Kom-
pressibilität und eine viel geringere
Dichte. Durch die eintreffende
Druckwelle werden die Blasen
zusammengepresst (adiabatische
Kompression) und dabei stark auf-
geheizt (s. Abb. 4 – Phase 1).
Zusätzlich wird die Blase in Folge
ihrer wesentlich geringeren Masse
durch die Stoßwelle in Vorwärts-
richtung getrieben und erhält
so eine relative Bewegung zur
Stoffmatrix. Wenn die Blase hoch
genug beschleunigt wird, kann sie
die Stoßfront überholen und in das
Niederdruckgebiet vordringen, wo
sie dann schlagartig expandiert
und ihre Energie freisetzt (Phase
2), den s.g. Hot-Spot-Effekt.
3. Pump- und MischtechnikDie bei K+S eingesetzten Pumpen
waren ausschließlich Mischlade-
systeme, die sich je nach Hersteller
unterscheiden.
WESTSPRENG GmbH – Die WEST-
SPRENG GmbH betreibt ihre
Mischladegeräte mit Exenterschne-
ckenpumpen für die Förderung
der Emulsionsmatrix und mit Kol-
benpumpen für die Dosierung
der Reaktanten Essigsäure und
Natriumnitrit. Die Emulsionsmat-
rix wird mittels einer Förderschne-
cke dem Produktpumpensystem
zugeführt. Nach einer evt. pH-Wert-
Anpassung und der Zuführung des
Reagenz 1 (Essigsäure) wird die
Emulsionsmatrix durch Zugabe
eines Reagenz 2, das aus einem Was-
ser/Natriumnitrit-Gemisch besteht,
am Schlauchende mittels eines spe-
ziellen Mischers beim Ausgang aus
dem Ladeschlauch zu Sprengstoff
gemischt (Abb. 5).
Das Reagenz 2 hat zudem die
Aufgabe, innerhalb des Ladeschlau-
ches einen Gleitfilm für die Emul-
sionsmatrix herzustellen, um den
Pumpendruck der speziellen För-
derpumpe zu begrenzen. Sowohl
die Matrix als auch das Reagenz 2
(Natriumnitrit-Lösung) ist so aus-
gewogen hergestellt, dass eine sehr
geringe Affinität der beiden Medien
über den Ringraum sichergestellt
ist. Hierdurch ist gewährleistet,
dass der Sensibilisierungsprozess
der Matrix erst nach Durchgang
durch den speziellen Mischer am
Abb. 4: Funktionsprinzip Emulsionssprengstoff / Function of bulk emulsion
explosive Grafik ORICA
entsteht, ist der Umgang mit den
Sprengstoffvorprodukten in der
gesamten Logistikkette bis zur
Verwendung explosivstofffrei.
Aufbau der EmulsionssprengstoffeDie Emulsionsmatrix ist ein Zwei-
Phasengemisch aus einer wässrigen
Phase und einer Öl-Phase, die fertig
gemischt vom Hersteller angeliefert
wird. Die wässrige Phase ist eine
Ammoniumnitrat-Schmelze mit
Additiven und Wasser. Die Öl-Phase
besteht aus Mineralöl und einem
Emulgator. Um aus diesen beiden
Phasen eine Wasser-In-Öl-Emulsion
herzustellen, muss die hochkon-
zentrierte Nitratlösung mit Mine-
ralöl emulgiert werden. Dabei wird
die Salzlösung in feinstverteilte
Tröpfchen – Größenordnung etwa
10–6 m Durchmesser – zerlegt und
von einem noch feineren Ölfilm
von etwa 10–8 m Dicke umhüllt.
Diese feine Emulsionsmatrix ist
die wesentliche Voraussetzung für
die besonderen Eigenschaften der
Emulsionssprengstoffe (s. Abb. 1).
Ein qualitativ guter Emulsions-
sprengstoff zeichnet sich durch
eine sehr ausgewogene Sauerstoff-
bilanz aus (besonders für unter-
tägige Anwendung erforderlich),
die unter anderem für die gerin-
gen toxischen Bestandteile in den
Sprengschwaden verantwortlich
ist. Die Emulsionsmatrix ist nicht
detonationsfähig.
Trotz des extrem innigen Kon-
taktes zwischen Brennstoff (Öl) und
Sauerstoff (Nitratlösungströpfchen)
ist eine Sensibilisierung durch
in der Emulsionsmatrix feinstver-
teilte Gasbläschen als Reaktions-
zentren zur Ein- und Weiterlei-
tung einer detonativen Umsetzung
erforderlich. Die Geschwindigkeit
der Sensibilisierung wird durch
den pH-Wert der Emulsionsmatrix
beeinflusst.
Durch Zugabe von Essigsäure
(Reaktant) kann am Mischladege-
rät diese Eigenschaft verändert
werden. Erst durch die Zugabe
dichte-regulierender Substanzen
werden Emulsionssprengstoffe
detonationsfähig. Durch die Zuga-
be von Natriumnitrit als weite-
res Reaktant wird die Dichte des
Sprengstoffs reduziert (s. Abb. 2).
Die Menge Natriumnitrit bestimmt
hierbei das Maß der Dichtereduzie-
rung. Der Emulsionssprengstoff
für die untertägige Anwendung
bei K+S wird ausschließlich durch
chemisch gebildete Gasbläschen
sensibilisiert (Chemical Gassing).
GassingverhaltenDas Gassingverhalten lässt sich
auch in der Anwendung charak-
terisieren. Durch Messen der Gas-
singfront im Bohrloch lassen sich
Dichteverläufe darstellen. Die Abbil-
Abb. 2 : Gegasste Emulsionsmatrix Gasblasengröße 10 µm–200 µm / Gas bubble
size 10 µm–200 µm of bulk emulsion explosive after chemical gassing Bild links ORICA
Abb. 3: Gassingverhalten von Emulsionssprengstoff / Gasssing behavior of bulk
emulsion explosive
30 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 31
Forschung und Entwicklung
schlauch einsetzt. Die so bereits vor
dem Ladeschlauch hergestellte sen-
sibilisierte Emulsionsmatrix wird
mit Hilfe eines Ladeschlauches in
die vorbereiteten Bohrlöcher ver-
pumpt. Mit dieser Sensibilisierung
ist eine Dichtereduzierung des
Emulsionssprengstoffes EMULLEX
B auf 1,05–1,20 g/cm3 verbunden.
Zur Reduzierung des Druckes wäh-
rend des Pumpvorganges erfolgt vor
Eintritt der sensibiliserten Emulsi-
onsmatrix in den Ladeschlauch
die Zudosierung eines Wasserfilms
zwischen Schlauchwandung und
sensibilisierter Emulsionsmatrix.
Somit wird es möglich, in einem
Druckbereich von 3 bis 6 bar zu
arbeiten. [6]
ORICA Germany GmbH – Die Firma
ORICA Germany GmbH betreibt
ihre MiniPump- und MaxiPump-
Mischladegeräte ausschließlich mit
Kolbenpumpen. Die beiden o.g.
Typen unterscheiden sich durch
ihre Förderraten. Die Matrix- und
die Reaktantenpumpe im Mischla-
degerät sind mechanisch mit-
einander zwangsgekoppelt. D.h.,
mit jedem Hub der Matrixpumpe
wird über die Reaktantenpumpe
Natriumnitritlösung in den Lade-
schlauch verpumpt.
Die Dosierung des Natriumnit-
rits wird durch die Länge des Hebel-
arms (mechanische Zwangskopp-
lung) und somit über den Hubweg
fest eingestellt. Die Zuführung der
Natriumnitritmenge kann somit
nicht pumpenseitig gesteuert wer-
den. Dies kann nur durch Vorhal-
tung unterschiedlicher Konzen-
trationen gewährleistet werden.
Auf die Zuführung einer pH-Wert
regelnden Lösung (Essigsäure) wird
dabei verzichtet. Der pH-Wert ist
bereits herstellerseitig in der Matrix
eingestellt.
Die Gassing-Komponente Na tri-
um nitrit wird dem Wasser für die
Ringdüse (Gleitfilm) zudosiert. Der
dabei erzeugt Gleitfilm reduziert
den erforderlichen Pumpdruck
über die gesamte Ladeschlauchlän-
ge bis zum statischen Mischer am
Ende des Schlauches. Dort wird das
Gassingmittel Natriumnitrit mit
der Emulsionsmatrix homogen
vermischt. Der Emulsionsspreng-
stoff NOBELIT 2000 wird so erst
im Bohrloch hergestellt, da der
eigentliche Gassingprozess (Sen-
sibilisierung) erst im Bohrloch
gestartet wird. [5]
Die Abbildung 7 zeigt das Misch-
ladegerät MiniPump auf einem
Pritschenfahrzeug im untertägigen
Einsatz bei K+S.
4. Kleintechnische Versuche (KTV) VersuchshistorieAlle im Grubenbetrieb eingesetz-
ten Emulsionssprengstoffe haben
zuvor mindestens einen Vorver-
such im Sprengversuchstunnel
der Sprengstofffirma MSW CHE-
Abb. 6: SWG-Tunnel 01 Wechselcontainer-System / SWG-Tunnel 01 Container
exchange system
Abb. 7: ORICA MiniPump auf K+S-Pritschenfahrzeug DB L310 / ORICA MiniPump
on K+S-pick-up truck DB L310
Schlauchende garantiert ist. Erst
danach kann Sprengstoff entste-
hen. Insofern ist auch (in einem
gewissen Rahmen) eine Unterbre-
chung des Ladevorgangs möglich,
ohne die Pumpeinrichtung durch-
spülen zu müssen. Diese beweist
sich in der Praxis als erheblicher
Vorteil.
Die Konzentration des Natrium-
nitrits im Reagenz 2 spielt bezüglich
des Wassergehaltes im Endprodukt
(EMULGIT RP-T) eine besondere
Rolle. Standardmäßig wird daher
eine Konzentration von < 25 %
Natriumnitrit verwendet.
Das Reagenz 1 (Essigsäure
50–80 %) dient der PH-Wert-Ein-
stellung. In der Praxis sind nur ganz
geringe Mengen erforderlich, unter
Umständen kann sogar zukünftig
bei Bergbauanwendungen auf die-
ses Reagenz verzichtet werden. Die
Emulsionsmatrix wird werksseitig
mit einer relativ hohen Viskosität
hergestellt, die beim Mischlade-
vorgang am Schlauchende durch
eine spezielle Mischtechnik in
einem statischen Mischer noch-
mals deutlich erhöht wird. Durch
die spezielle Mischtechnik des
Tunnel-01-Mischladesystems ist
der Emulsionssprengstoff EMUL-
GIT RPT sehr homogen gemischt,
so dass er in einem bestimmten
Dichtespektrum sogar sprengkap-
selempfindlich ist. Die in der Praxis
zu verwirklichende Dichteband-
breite kann mit ca. 0,8 bis 1,15
g/cm3 angegeben werden. [4]
Sprengstoffwerk Gnaschwitz GmbH
– Die Sprengstoffwerk Gnaschwitz
GmbH betreibt ihre Mischladege-
räte ebenfalls mit Exenterschne-
ckenpumpen für die Förderung
der Emulsionsmatrix und mit Kol-
benpumpen für die Dosierung der
Reaktanten Essigsäure und Nat-
riumnitrit. Die Emulsionsmatrix
wird in einem 1-m3-Tankcontainer
angeliefert. Dieser Container dient
gleichzeitig als Vorratsbehälter
auf dem Mischladegerät und ist so
befestigt, dass er nach der Entlee-
rung gegen einen gefüllten Con-
tainer ausgetauscht werden kann
(s. Abb. 6).
Durch eine Schneckenpumpe
wird die Emulsionsmatrix in einen
kontinuierlichen Mischer geför-
dert. Zusätzlich besteht die Mög-
lichkeit der pH-Wert-Einstellung
der Matrix durch Zudosierung von
verdünnter Säure mit Hilfe einer
manuell regelbaren Dosierpumpe,
die vor Eintritt der Matrix in die
Schneckenpumpe zudosiert wird.
Dieses System besteht aus Vorrats-
behälter und Dosierpumpe.
Vor dem Eintritt in den Mischer
erfolgt die Zudosierung des „Gas-
sing-Mittels“. Die Dosiereinheit
des „Gassing-Mittels“ besteht aus
dem Vorratsbehälter, der Dosier-
pumpe und einem Ovalradzähler
zur Messung und Dosierung. Der
Mischer bewirkt eine innige Durch-
mischung der Matrix mit dem Gas-
sing-Mittel, so dass die Gasbildung
bereits vor dem Eintritt in den Lade-Tab. 2: Ergebnisse der Sprengungen im Stahlrohr / Steel-pipe blasting results
Abb. 5: Prinzip Pumptechnik der Firma WESTSPRENG / Pumping system of
WESTSPRENG Bild Westspreng
32 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 33
Forschung und Entwicklung
lenleiter eingeführt, die mit einem
Kurzzeitmessgerät verbunden sind
(Abb. 8–2).
Nach der Zündung durchläuft
die Detonation die Ladesäule und
der mit der Detonationsfront ein-
hergehende Lichtblitz löst über die
Lichtwellenleiter das Meßsystem
aus. Aus Zeit und Messstrecken-
länge lassen sich die Detonations-
geschwindigkeiten abschnittweise
berechnen.
VersuchsdurchführungDie bei den Sprengungen entste-
henden Schwaden werden mit
einem Lüfter über ein Rohr aus
dem Tunnel abgezogen. Mittels
einer Probensonde wird Gasanaly-
satoren kontinuierlich Probengas
zugeführt und so der Gehalt an
Stickoxiden und Kohlenmonoxid
bestimmt. Aus den Parametern Gas-
konzentration, Sprengstoffmenge,
Wettermenge und Messzeit werden
die Gasmengen in l/kg Sprengstoff
errechnet (s.u.). Aufgrund der ver-
schiedenen Einflussparameter wie
Qualitätsschwankungen des Stahl-
rohres, Lufttemperatur und rel.
Luftfeuchte muss bei dem gesamten
Messsystem erfahrungsgemäß mit
einem Fehler von +/- 15 % gerechnet
werden. Eine Übersicht über die
bei diesen Untersuchungen erhal-
tenen Ergebnisse enthält Tabelle
2. Hier sind die Resultate mehre-
rer Sprengungen mit Emulsions-
sprengstoffen und Ergebnisse von
Sprengungen mit ANDEX 2000
gegenübergestellt.
Ergebnisse der Sprengungen im StahlrohrOhne zunächst die unterschied-
lichen Sprengstoffdichten zu
berücksichtigen, ergibt sich, dass
die Schwaden der Emulsionsspreng-
stoffe gegenüber den Sprengschwa-
den von ANDEX Sprengstoffen
wesentlich geringere Gehalte an
Stickstoffmonoxid und Kohlenmo-
noxid aufweisen und der Gehalt an
Stickstoffdioxid dabei nahezu null
(Tab. 2) ist. Aufgrund mangelhafter
Messtechnik ist die Aussage über
den Ammoniakgehalt zwar unzu-
verlässig, aber zweifelsfrei ist die
Konzentration von Ammoniak in
den Sprengschwaden beim NOBE-
LIT 2000 auffällig. Die Detonations-
geschwindigkeiten (VOD) der getes-
teten Emulsionssprengstoffe liegen
alle höher als bei ANDEX 2000 und
der Brisanzwert gemessen an der
Rohrfragmentierung (Splitteran-
zahl) ist teilweise knapp vierfach
größer (Abb. 8–3). Werden die aus
dem Gassingprozess herrührenden
unterschiedlichen Sprengstoffdich-
ten in die Betrachtung mit einbezo-
gen, zeigen sich die aus bekannten
physikalischen Abhängigkeiten zu
erwartenden Einflüsse (Zunahme
von VOD und Rohrfragmentierung
bei steigender Dichte) nur wenig
ausgeprägt. Da die Sprengergeb-
nisse insgesamt positiv ausgefallen
sind, sollten diese Untersuchungs-
resultate jeweils durch Messungen
unter Tage vervollständigt werden,
um eine abschließende Begutach-
tung durchführen zu können.
4.2. In-situ-VersucheAufgaben- und ZielstellungDie Kleintechnischen Versuche
sind unter Tage im Grubenbetrieb
Neuhof-Ellers der K+S KALI GmbH
unter folgender Aufgaben- und Ziel-
stellung durchgeführt worden:
• Übertragbarkeit der Sprengergeb-
nisse aus dem Sprengtunnel bei der
MSW nach unter Tage.
• Anpassung der Sprengschemata
(Grenzvorgaben) an die Spreng-
wirkung der Emulsionsspreng-
stoffe und/oder
• Anpassung der Sprengstoffdichte
(Grenzdichte) an die Sprengwir-
kung der Emulsionssprengstoffe
unter gleichen Vorgaben.
• Messung der Sprengschwaden
und Vergleich der Gasanalysen
der Sprengschwaden von Emulsi-
onssprengstoffen mit denen von
ANDEX 2000 aus den Referenz-
sprengungen.
GenehmigungsverfahrenVor dem Start eines jeden KTV
musste allerdings zunächst das
bergbehördliche Betriebsplanver-
fahren in Form eines Sonderbe-
Abb. 10: Entwicklung EMS-Sollbohr- und Sprengschema / Developing drillpattern
for bulk emulsion explosive usea
MIE GMBH, Gesellschaft der K+S-
Gruppe, durchlaufen. Gestartet
wurde im Juni 2002 mit der ORICA
Germany GmbH mi t dem Emul-
sionssprengstoff NOBELIT 2000.
Weitere Testversuche sind mit der
Sprengstoffwerk Gnaschwitz GmbH
mit EMULEX B und mit der WEST-
SPRENG GmbH mit EMULGIT RPT
durchgeführt worden. Auf Grund
der Änderung genehmigungsrecht-
licher Rahmenbedingungen in 2003
(Stoffzulassung für Natriumnitrit-
konzentration ≥5% NaNO2) sind mit
den beiden ersten Systemanbietern
Wieder holungsversuche im Gru-
benbetrieb Neuhof-Ellers durchge-
führt worden.
4.1. VorversucheAufgaben- und ZielstellungBei den Vorversuchen bei der
MSW sollten die Eigenschaften
des Emulsionssprengstoffes hin-
sichtlich Schwadenentwicklung,
Detona tionsgeschwindigkeit und
Arbeitsleistung beurteilt werden.
Zum Vergleich dienen bekannte
Werte von ANDEX 2000.
VersuchsaufbauDerartige Vergleichssprengungen
können unter Verwendung von
Stahlrohren im Sprengversuchs-
tunnel der MSW durchgeführt
werden. Bei solchen Versuchen
erhaltene Ergebnisse entsprechen
in den Absolutwerten zwar nicht
untertägigen „In-situ“-Resultaten,
zeigen aber sehr zuverlässig Trend-
werte auf.
Hauptursache für die Abwei-
chungen zwischen Test und Reali-
tät ist die Ladesäulenlänge und das
damit verbundene Missverhältnis
zwischen der Detonationsanlauf-
strecke (ca. 15–20 cm) und der
gesamten Detonationsstrecke (60
cm Stahlrohr bzw. 6 m Bohrloch).
Weiterhin ist der Unterschied zwi-
schen dem Einschluss im Stahlrohr
und in verschiedenen Gesteinsar-
ten (Salzarten) von Einfluss.
Für die Testdurchführung wer-
den die zu prüfenden Sprengstof-
fe in ein einseitig geschlossenes
Stahlrohr (70x17,5 mm, Nutzlän-
ge 60 cm) gefüllt (Abb. 8–1). Das
gefüllte Rohr wird in der Tunnel-
mitte freihängend platziert und
die Sprengladung aus dem Tiefsten
gezündet. Zur Erfassung der Deto-
nationsgeschwindigkeit sind über
Bohrungen in der Stahlrohrwan-
dung in vorgegebenen Abständen
in die Sprengstoffprobe Lichtwel-
Abb. 8: Sprengversuchstunnel der MSW
CHEMIE GMBH / Test tunnel for explosi-
ves at MSW CHEMIE GMBH
Abb. 9: Grenzwinkel-Versuche / Rock fragmentation test-critical angle
34 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 35
Forschung und Entwicklung
mentierfeld die Grenzvorgabe des
NOBELIT 2000 bestimmt worden. In
diesem Feldesteil konnte auf Grund
der wettertechnischen Anbindung
und der nachgewiesenen CO2-Frei-
heit während der Schicht gesprengt
werden, ansonsten nur zum Schich-
tende. Dieser Umstand erlaubte
eine schrittweise und sehr schnelle
Entwicklung eines emulsionsspezi-
fischen Sollbohr- und Sprengsche-
mas. Zunächst wurde dabei die
Grenzvorgabe des NOBELIT 2000
ermittelt (s. Abb. 9). Bei 130 cm
war die Grenzvorgabe erreicht.
Auf Grund der Bohrgenauigkeit
bei 7 m tiefen Sprengbohrlöchern
im Salzgestein ist die betriebliche
Vorgabe auf 110 cm festgesetzt wor-
den. Weitere Versuchssprengungen
ergaben, dass ein Rauteneinbruch
in der Kanone vorteilhafter ist als
ein Kasteneinbruch (s. Abb. 10). So
ist sehr schnell ein Sollbohr- und
Sprengschema für einen Strecken-
vortrieb für den Einsatz von NOBE-
LIT 2000 entwickelt worden.
Standard-Sprengverfahren – Die
Abbildung 11 zeigt das Standard-
Sprengverfahren im room-and-
pillar-Abbau in den Bergwerken
der K+S-Gruppe unter Einsatz von
ANFO-Sprengstoff. Die Spreng-
bohrlöcher der voreilenden Kano-
ne werden um einen Großbohr-
locheinbruch von 3 x 280 mm (in
Ausnahmen auch 6 x 280 mm)
Durchmesser gebohrt.
Die durch diese Kanone freige-
legte Fläche ermöglicht ein leichtes
Abklappen der nacheilenden Stoß-
gänge (rechtes und linkes Abklap-
pen). Alle Sprengbohrlöcher der
Kanone und der beiden Abklappen
werden aus dem Bohrlochtiefs-
ten ohne Verstärkerladung und
in einem Zündgang abgetan. Die
angestrebte Bohrlochlänge beträgt
7 m, der Bohrlochdurchmesser 34
bzw. 35 mm.
Die aus diesen Versuchen gewon-
nenen Erkenntnisse hatten Bestand
für alle anderen nachfolgenden
„Kleintechnischen Versuche“.
Abbaufeld – Im Abbaufeld konn-
ten dann auf der Basis der im
Ex perimentierfeld gewonnenen
Spreng parameter Abschläge mit
Emulsionssprengstoff in Vergleichs-
längen zum ANDEX 2000 gesprengt
werden. Die Gasanalyse der Spreng-
schwaden sollten einen Vergleich
zwischen den beiden eingesetzten
Sprengstoffarten ermöglichen.
Der Ergebnisvergleich sollte
eine Bewertung der Machbarkeit
zur Einführung des pumpfähi-
gen Emulsionssprengstoffes in den
Grubenbetrieben der K+S Gruppe
ermöglichen. Für jede Versuchsse-
rie wurde ein Abbaufeld mit meh-
reren Strecken ausschließlich für
die Emulsionsversuche vorbereitet.
Ziel war es, in einem 1 bis 2-wöchi-
gen Versuchzeitraum nach jeder
Frühschicht 2 bis 3 Abschläge zu
sprengen. Dabei sollte grundsätz-
lich immer ein Abschlag in der Gas-
messstrecke gesprengt werden.
Während der gesamten Versuchs-
reihen wurden ein EMS-Sollsche-
ma abgebohrt und die geladenen
Abb. 13: EMS-Sollbohrschema in der Kanone / Bulk emulsion explosives-pattern
for drifts
Abb. 12: ANDEX-Sollbohrschema in der Kanone / ANFO-drillpattern for drifts
triebsplanes bzw. von Ergänzungen
bestritten werden. Die Sprengstoff-
vorprodukte Emul sionsmatrix,
Natriumnitrit lö sung und Essig-
säure sind Gefahrstoffe und unter-
liegen dem Chemikalienrecht und
nicht dem Sprengstoffrecht. Der
Gefahrstoffumgang für Natrium-
nitrit-Lösung (Gehalt ≥5% NaNO2)
ist nach §4 GesBergV verboten.
Diese Verordnung lässt keine Aus-
nahme zu. So ist der Umgang mit
dieser Natriumnitrit-Lösung für
die Versuche mit NOBELIT 2000
und EMULLEX B vor Mai 2003
auf eine Konzentration < 5 %
beschränkt gewesen. Die Reduzie-
rung der Sprengschwaden ist im
Wesentlichen abhängig von der
Sprengstoffmenge und dem Grad
der Umsetzung des Sprengstoffs.
Die Sprengstoffmenge kann unter
Ausnutzung des Gassingverhaltens
reduziert werden. Das Maß der
Dichtereduzierung und damit auch
das Maß der Volumenzunahme ist
abhängig von der Menge Natrium-
nitrit in der Lösung. Eine vollstän-
dige Umsetzung des Sprengstoffs
wird mit einem effektiven Hot-Spot-
Effekt erreicht. Dazu ist auch eine
Natriumnitritkonzentration ≥ 5 %
NaNO2 erforderlich.
Durch eine Ausnahmeregelung
nach §44 GefStoffV der hessischen
Bergbehörde war die Durchfüh-
rung der Versuche ab Juni 2003
mit EMULGIR RPT mit einer Natri-
umnitrit-Lösung mit einem Gehalt
≥ 5 % NaNO2 befristet möglich. Die
Bergbehörde begründete die Aus-
nahme von der Kennzeichnungs-
pflicht des o.g. Gefahrstoffes nach
§23 Abs. 1 der GefStoffV folgen-
dermaßen: Die GefStoffV gilt im
Grundsatz sowohl über als auch
unter Tage. Die Schutzmaßnahmen
sind nach §19 bs. 1 GefStoffV in
ihrer Reihenfolge so festzulegen,
dass gefährliche Gase erst gar
nicht entstehen können. Beim
Einsatz von Emulsionssprengstof-
fen werden weniger sehr giftige
und giftige Gase freigesetzt. Die
Reduzierung der Sprengschwaden
entspricht daher den Grundsätzen
des Gefahrstoffrechts, wie sie in
den §§ 16 und 19 GefStoffV festge-
legt sind. Die zuständige Behörde
kann jedoch gemäß §44 Abs. 1 Nr.1
GefStoffV eine Ausnahme von der
Kennzeichnung zulassen, wenn
der Arbeitgeber eine andere eben-
so wirksame Schutzmaßnahme
trifft. Diese Maßnahme besteht
aus einer Kennzeichnung nach
§19 Abs. 1 ABBergV, die einerseits
einer Verwechslung der flüssigen
Gefahrstoffe mit ungefährlichen
Stoffen vorbeugt, andererseits aber
kein Umgangsverbot auslöst, da
die Kennzeichnung nicht nach §23
GefStoffV erfolgt. [7]
Auf Grund dieser neuen Geneh-
migungsvoraussetzung wurden
neue Versuchsreihen mit den Emul-
sionssprengstoffen NOBELIT 2000
und EMULLEX B im Grubenbetrieb
Neuhof-Ellers durchgeführt.
Versuchsaufbau und -durchführungExperimentierfeld – Da anfänglich
noch keine Erfahrungen mit Emul-
sionssprengstoff zur Sprengbarkeit
im Salzgestein vorlagen, ist zunächst
mit dem ersten Systemanbieter
ORICA Germany GmbH im Experi-
Abb. 11: Sprengverfahren im room-and-pillar-Abbauverfahren / Blasting technique in room and pillar mining methode
36 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 37
Forschung und Entwicklung
Schlauchsystem zusammengeführt
wurden. Am Ende dieses Schlau-
ches zieht eine Pumpe mit einer
Förderleistung von 30 l/min die
Sprengschwaden ab. Die wesentlich
schwächere Pumpe des Gasanalyse-
gerätes TESTO zieht aus dem Haupt-
strom einen Teilstrom ab. Dieses
Gasentnahmeverfahren vermin-
dert in diesem Fall die Laufzeit des
Gasstromes im Schlauchsystem von
56 Sekunden auf 2 Sekunden. [2]
Zur Bestimmung der gasförmigen
Schwadenzusammensetzung wird
ein Mehrkomponenten-Gasmessge-
rät der Fa. TESTO eingesetzt.
Die Gaskonzentrationen für die
Komponenten CO – NO – NO2
werden mittels elektrochemischer
Zellen bestimmt und im integrier-
ten Datenspeicher zur späteren
Analyse im 1-Sekunden-Takt zwi-
schengespeichert. Unter Einbezie-
hung der Sprengstoff- und Wetter-
mengen können die spezifischen
Vergleichskenndaten für die getes-
teten Sprengstoffarten ermittelt
werden.
Die Konzentrationsmessung der
Schwadenbestandteile Stickstoff-
dioxid, Stickstoffmonoxid und
Kohlenmonoxid sowie die Regist-
rierung der eingesetzten Spreng-
stoffmengen und die Erfassung
der Wettermengen ermöglichen
die Berechnung der Gaskompo-
nenten in den Sprengschwaden
spezifisch in l/kg Sprengstoff. Bei-
spielhaft sind in der Tabelle 3 die
Mengenberechnungen der Spreng-
schwadenmessungen von EMULGIT
RP-T und ANDEX 2000 aufgeführt.
Über den Quotienten in Formel 1
werden die spez. Mengen der
Gaskomponenten (s. Tab. 4) berech-
net. [3]
Ergebnisse der kleintechnischen VersucheIn der Betrachtung aller KTVs kön-
nen zusammenfassend folgende
Ergebnisse festgehalten werden:
Sprengschwaden – Der Einsatz
von Emulsionssprengstoffen zeig-
Tab. 4: Spezifische Gaskomponenten /
Specific gas components
Tab. 3: Berechnung der Gaskomponenten / Calculation of gas components
Tab. 5: Ergebnis Schwadenmessungen K+S-Werk NE / Blast fumes components in the draft
Sprengbohrlöcher in der gleichen
Zündreihenfolge abgetan. Als Bohr-
wagen kamen computergestützte
Bohrwagen der SMAG Typ BW50
zum Einsatz. Die Kanone wurde mit
26 Bohrlöchern inklusiv der optio-
nalen Helfer (2 x 2 Bohrlöcher) und
einem Rauteneinbruch gebohrt.
Die seitlichen Schleppen (Abklap-
pen) der Kanonen wurden mit einer
Vorgabe von 110 cm gangweise mit
je 3 Sprengbohrlöchern abgebohrt.
Die Abbildungen 12 und 13 zeigen
die Bohrschemata der Kanonen
für ANDEX 2000 Sprengstoff und
Emulsionssprengstoff im Vergleich.
Die Abschläge wurden grundsätz-
lich mit U-Sprengzünder mit einer
Verzögerungszeit von 250 ms und
mit Verstärkerladung initiiert. In
der Wettermessstrecke wurden
die Abschläge ausschließlich mit
NOBELIT 310 als Verstärkerladung
gesprengt. Ansonsten wurde zur
Initiierung des Emulsionsspreng-
stoffes ein PRIMER der Spreng-
stoffwerke Gnaschwitz GmbH
verwendet.
Streckenaufmaß – Zur Beurtei-
lung der Sprengung wurden jeder
Arbeitsabschnitt (Kanone und/oder
Abklappen) messtechnisch hin-
sichtlich Breite und Höhe sowie
alle Bohrlochlängen und Spreng-
lochpfeifen (nicht gesprengte Bohr-
lochlängen) sowie Sprengstoffver-
brauch erfasst.
Gassingverhalten – Des Weite-
ren sind die Sprengstoffenddichte
im Bohrloch bestimmt und das
Gassingverhalten aufgezeichnet
worden. Hierfür sind die Ladesäu-
len der Mittellöcher ausgewählter
Arbeitsabschnitte zeitabhängig
gemessen und in einem standardi-
sierten Formblatt erfasst worden.
VOD – Teilweise ist von den
Sprengstoffherstellern die Deto-
nationsgeschwindigkeit gemessen
worden.
Firstsicherheit – Zur Beurteilung
der Firstsicherheit sind in regelmä-
ßigen Abständen Fühlhakenlöcher
zur Beobachtung der Rissbildung in
die Firste gebohrt worden.
Sprengschwadenmessungen – Die
wettertechnischen Messungen in
den Strecken hatten zum Ziel,
vergleichende Angaben zur Zusam-
mensetzung der Schwaden des
Sprengstoffes zu machen. Durch
Aufschüttung zusätzlicher Wet-
terwälle wurde sichergestellt, dass
die Sprengschwaden über diesen
Messort abgeleitet wurden. Dazu
wurde immer ein Querort zwischen
zwei Vortriebsstrecken als Messort
vorbereitet. Der Messstellenplan
in Abbildung 14 zeigt die grund-
sätzliche Anordnung der Gasent-
nahmesonden in den Querorten.
Zwei in unterschiedlicher Höhe
angebrachte Spannseile dienten
der Aufnahme der gleich langen
Gasentnahmeschläuche Nr. 1 bis
4, die im Knotenpunkt K auf ein
Abb. 14: Messstellenplan zur Bestimmung der Schwadenzusammensetzung der Wetter / Setup for measuring blast fumes
components in the draft Bild TU-Lindecke – 2003
Formel1: Berechnung der spezifischen Gaskomponenten/ Calculation of specific
gas components
38 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 39
Forschung und Entwicklung
Durchführung eines GTV ausge-
wählt worden.
Es ist entschieden worden, in
Zusammenarbeit mit dem Indus-
triepartner eins von sechs beste-
henden Sprengstoffladefahrzeugen
zum pneumatischen Einbringen
von ANFO-Sprengstoffen im Gru-
benbetrieb Neuhof-Ellers zu einem
Mischladefahrzeug (MLF) von Emul-
sionssprengstoff umzurüsten. Dazu
sollte auch die Logistik zur Versor-
gung dieses MLF mit Sprengstoff-
vorprodukten technisch ausgelegt
werden. Da die wirtschaftliche
Vergleichsbasis des KTV hinter-
fragt worden ist, ist entschieden
worden zu klären, inwieweit die
bestehenden Sprengverfahren mit
ANFO Sprengstoffen am wirtschaft-
lichen Optimum betrieben werden.
Darum sollten zeitgleich mit den
Emulsionsversuchen in Neuhof-
Ellers Versuche zur Bestimmung
einer neuen Null-Linie für den
ANFO-Sprengstoff ANDEX 2000
durchgeführt werden.
5. Großtechnischer Versuch (GTV)Aufgaben- und ZielstellungDer „Großtechnische Versuch“ ist
unter Tage im Grubenbetrieb Neu-
hof-Ellers der K+S KALI GmbH unter
folgender Aufgaben- und Zielstel-
lung durchgeführt worden:
• Betriebstauglichkeit des Emul-
sionssprengstoffes, der Einbring-
technik sowie der Logistik nach-
weisen.
• Statistisch abgesicherte Daten
für Bohr- und Ladeleistung sowie
Abschlagwirkungsgrad ermit-
teln.
• Wirtschaftlichkeit in Neuhof-
Ellers über eine Wirtschaftlich-
keitsrechnung nachweisen.
• Zwischenbericht als Entschei-
dungsbasis für den Start von
weiteren „Kleintechnischen
Versuchen“ auf ausgewählten
Standorten der K+S.
VersuchskonzeptGrundsätzliches – Grundsätzlich
sollte das Mischladefahrzeug im
Normalschichtbetrieb, mindestens
2-schichtig, eingesetzt werden. Die
Anzahl der Sprengungen sollte
maximal 3 Orte pro Schicht umfas-
sen. Als Ort wird dabei die Kanone
mit den beiden seitlichen Abklap-
pen verstanden (s. Abb. 11). Das MLF
sollte dabei analog zum pneuma-
tischen ANFO im Einmannbetrieb
bedient werden.
Auf Grund der höheren Spreng-
energie des Emulsionssprengstoffes
sollte ebenfalls grundsätzlich die
First- und Stoßsicherheit bewertet
werden.
Nach Umbau des Sprengstoffla-
defahrzeuges zu einem Mischlade-
fahrzeug ist das MLF am 14.04.2004
in Betrieb genommen worden und
der GTV in seinen Versuchsphasen
gestartet.
Einführungsphase – In der Einfüh-
rungsphase sollten vornehmlich
die Personalschulung zur Befä-
higung der Sprengberechtigten
vorgenommen, die Maschinen- und
Logistiktauglichkeit geprüft, eine
Leistungskonstanz erreicht sowie
die Datenerhebung und Auswer-
tung verifiziert werden.
Optimierungsphase – In der
anschließenden Optimierungspha-
se sollte die Sprengtechnik durch
Variation von Vorgaben, Bohrloch-
durchmesser und Sprengstoffdich-
te optimiert werden. Über die Veri-
fizierung des Grenzwinkels sollte
weiteres Potenzial hinsichtlich Vor-
gabenerhöhung geprüft werden.
Die Variation der Sprengstoffdichte
in einem Abschlag ermöglicht
das Laden von Sprengbohrlöchern
in der Firste mit EMULGIT RPT
geringerer Dichte als in Spreng-
bohrlöchern im Einbruchsbereich
(firstschonendes Sprengen). Somit
könnte eine Steuerung der Spreng-
energie von Bohrloch zu Bohrloch
möglich werden.
Leistungsphase – In der Leis-
tungsphase sollte eine Leistungs-
te eine signifikante Reduzierung
der Sprengschwadenbestandteile.
Die Anteile der Stickoxide (NO)
konnte um bis zu 60 %, die Anteile
der Stickstoffdioxide (NO2) um bis
zu 80 % und die Anteile an Koh-
lenmonoxid (CO) um bis zu 70 %
der Sprengschwadenanteile von
ANDEX 2000 reduziert werden.
Diese Reduzierung setzt jedoch vor-
aus, dass der Emulsionsmatrix eine
Natriumnitrit-Lösung mit einem
NaNO2-Gehalt > 5 % zugesetzt wird
(s. Tabelle 5).
Sprengtechnik – Die sprengtech-
nischen Ergebnisse sind in Tabelle
6 zusammengefasst. Diese Ergeb-
nisse geben das Ist-Resultat der
Versuche wieder. Die Resultate sind
untereinander nicht vergleichbar.
Da über die verschiedenen Ver-
suchsserien die Abbaubedingun-
gen, wie Streckenhöhe, -breite und
Abschlaglänge, betriebstechnisch
nicht konstant gehalten werden
konnten, sind die Ergebnisse zur
Vergleichbarkeit mit ANFO Spreng-
stoff auf geometrisch einheitliche
Abschläge normiert worden (s.
Tabelle 7). Durch die Reduzie-
rung des Bohraufwandes um bis zu
25 % pro Abschlag und einer Dichte
unter 1,00 g/cm3 ergibt sich auch
eine Verringerung des spezifischen
Sprengstoffverbrauchs.
Firstkontrolle – Die Kontrolle der
Fühlhakenlöcher ergab keine dem
Emulsionssprengstoff zuordenbare
Firstbeeinträchtigung.
Technische Machbarkeit – Das
Handling der Sprengstoffvorpro-
dukte über die gesamte Logis-
tikkette vom Umschlag über die
Verwendung im Mischladegerät
bis hin zur Entwicklung als Emul-
sionssprengstoff im Bohrloch zeigt,
dass eine Einführung von pumpfä-
higem Emulsionssprengstoff tech-
nisch machbar ist.
Wirtschaftlichkeit – Die beiden
Kenngrößen Bohraufwand und
spezifischer Sprengstoffverbrauch
sind wesentliche Eingangsgrößen
einer Wirtschaftlichkeitsabschät-
zung, die eine positive Prognose
eines wirtschaftlichen Großeinsat-
zes von Emulsionssprengstoff zeigt.
Aber ist dieses wirtschaftliche
Ergebnis auch großmaßstäblich
erreichbar?
ProjektentscheidungAuf Grund des positiven Versuchs-
ergebnisses entschloss sich K+S für
die Durchführung eines „Groß-
technischen Versuches“ (GTV) im
Grubenbetrieb Neuhof-Ellers.
Der GTV bekam den Status
eines strategischen Projektes bei
K+S. Die Aufgaben sind in 5 Pro-
jektteams in den Fachrichtungen
Matrixherstellung/Logistik ü.T.,
Sprengstoff ladetechnik/Logistik
u.T., Sprengstoffanwendung, Wirt-
schaftlichkeit/Controlling und
Einkauf/Beschaffung bearbeitet
worden. Die Projektleitung koordi-
nierte die Aufgaben und sorgte für
die Umsetzung der Ziele. Die Ent-
scheidungsebene wurde mit einem
Lenkungsausschuss besetzt. Die
Wahl des Industriepartners ist auf
Grundlage einer Bewertungsmatrix
vorgenommen worden. Dazu sind
die Ergebnisse der fünf „Kleintech-
nischen Versuche“ zur objektiven
Vergleichbarkeit in einer Ergebnis-
matrix zusammengefasst worden.
Bewertet worden sind:
1) Sprengschwaden
2) Sprengtechnik
3) Emulsionssprengstoff
4) Maschinentechnik
In Konsequenz des Gesamtergeb-
nisses ist die Firma WESTSPRENG
GmbH als Industriepartner für die
Abb. 16: Logistik der Sprengstoffvorprodukte / Logistic of bulk explosive
pre-products
Abb. 15: Umbau Sprengstoffladefahrzeug zu einem Mischladefahrzeug /
Reconstruction of a ANFO loading truck to a mixing-loading truck
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Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 41
Forschung und Entwicklung
Beantragung des Sonderbetriebs-
planes musste zudem die nach §7
SprengG erforderliche Erlaubnis
für das Unternehmen um das
Herstellen von Sprengstoff erwei-
tert werden. Ebenso musste nach
§20 SprengG die Fachkunde der
Befähigungsscheininhaber um das
Herstellen von Sprengstoff erwei-
tert werden. Das Herstellen von
Sprengstoff ist auf das Mischladen
von Sprengstoff beschränkt. Nach
BBergG mussten auch die Sprengbe-
rechtigten die Fachkunde zum Her-
stellen nachweisen. Über einen ent-
sprechenden Fachkundelehrgang
und praktische Nachweisschichten
konnte diese Befähigung im Einzel-
nen nachgewiesen werden.
MischladefahrzeugFür den Betrieb eines Mischlade-
fahrzeuges wurde ein ANFO Spreng-
stoffladefahrzeug Typ SFZ BTZ 1700
NE (DIETLAS) aus dem Betrieb
genommen und unter Tage in der
KFZ-Werkstatt durch die Firma
WESTSPRENG zu einem Mischlade-
fahrzeug umgebaut. Dazu wurden
zuvor die maschinentechnischen
Komponenten für das pneumatische
Einbringen von ANFO-Sprengstoff
abgerüstet. Dies waren insbesonde-
re die ANFO-Sprengstoffbehälter
(2 x 750 L) und der Kompressor.
Die Größe des Matrixbehälters
ist am Schichtbedarf ausgelegt.
Die Größe der Reaktantenbehäl-
ter ist auf eine möglichst geringe
Umschlagfrequenz (Gefahrstoff-
umgang) ausgelegt. Die Kapazität
des Natriumnitritbehälters ist auf
über eine Woche ausgelegt, die
Menge Essigsäure reicht für meh-
rere Monate (s. Abb. 15 – oben). Der
gewonnene Raum wurde durch den
Matrixtank (950 L), den Wassertank
(200 L), Hydraulikaggregat und
das Reaktantenmodul genutzt. Das
Reaktantenmodul ist mit den Vor-
ratsbehältern für Essigsäure und
Natriumnitrit lösung (je 90 L) sowie
deren Kolbenpumpen bestückt. Die
Matrixpumpe ist geschützt unter-
halb des Matrixtanks angebracht.
Die Prozesssteuerung (SIEMENS
S7) ist gut zugänglich an der Rück-
seite des MLF befestigt (s. Abb. 15
– unten).
Der neue sprengtechnische Anla-
genteil des Fahrzeuges ist durch die
BAM abgenommen worden.
Die durch den Eingriff in das
Fahrzeug erloschene CE-Konfor-
mität ist durch eine Gesamtkon-
formität für das Fahrzeug durch
den Standort Neuhof-Ellers erklärt
worden. Diese Gesamtkonformität
ist auf der Grundlage einer neuen
Bremsberechnung der Firma DIET-
LAS und der Herstellererklärung
der Firma WESTSPRENG zu den
eingebauten Aggregaten erklärt
worden.
LogistikDie Sprengstoffvorprodukte Emul-
sionsmatrix, Natriumnitritlösung
und Essigsäure werden per LKW in
1-m3-Klein-Containern (KC) angelie-
fert. Die Transportgebinde sind im
Ergebnis einer Gefährdungsanalyse
als Edelstahl-Container ausgelegt
worden. Dabei wird grundsätzlich
in der gesamten Logistikkette (u.T.
und ü.T.) Essigsäure getrennt von
der Natriumnitrit-Lösung trans-
portiert und umgeschlagen Die
Abbildung 16 zeigt schematisch das
Logistikkonzept. Die Klein-Contai-
ner (KC) werden per Gabelstapler
vom LKW umgeschlagen und per
Schachtförderung nach unter Tage
transportiert (Abb. 17). Im Füllort
werden die KCs ebenfalls mit Gabel-
stapler umgeschlagen und in einen
schachtnahen Raum zur Lagerung
oder zum weiteren Umschlag trans-
portiert.
Zur Befüllung des Mischlade-
fahrzeuges ist jeweils ein KC für
Essigsäure und Natriumnitritlö-
sung in einem Schwerlastregal
untergebracht. Das Schwerlastregal
ist zweistöckig. Dies ermöglicht
ein gravimetrisches Umfüllen der
Reaktanten ohne Pumpbetrieb in
das MLF und die Aufnahme von
jeweils einer Auffangwanne unter
den KCs, die im Falle einer Havarie
jeweils den Gesamtcontainerinhalt
auffangen können (s. Abb. 18). Die
KC werden mit Schlauchleitungen
über verwechslungssichere und
tropffreie Schnellkupplungen mit
den Vorratstanks des MLF verbun-
den. Bei der Essigsäure wird zudem
eine Gaspendelleitung angeschlos-
sen (s. Abb. 19). Die Emulsionsmat-
rix wird aus den KCs gravimetrisch
in Transport-Container (TC) umge-
füllt. Die leeren KCs werden bei
der nächsten Anlieferung wieder
nach ü.T. verbracht. Die TC haben
Tab. 6: Sprengtechnische Versuchsergebnisse / Results of test blasts
ermittlung unter konstanten
Betriebsbedingungen stattfinden.
Leistungsaufschreibungen sowie
Zeitaufnahmen sollten hierbei den
1-Mann-Betrieb begleiten.
Verifizierungsphase – In einer
Verifizierungsphase sollte die Leis-
tung unter Betriebsbedingungen in
carnallitischem Salzgestein nach-
gewiesen werden. Alle anderen
Versuchsphasen sollten im kiese-
ritischem Hartsalz durchgeführt
werden.
Validierungsphase – Eine optio-
nale Validierungsphase wurde für
den Fall einer Umrüstung des MLF
mit einer neuen Steuerung vorge-
sehen. In diesem Fall wäre eine
Validierung der bereits erzielten
Ergebnisse mit der neuen Steue-
rung nachzuweisen.
GenehmigungsverfahrenMit dem Start eines „Großtechni-
schen Versuches“ änderte sich auch
der Maßstab der Versuche. Hinsicht-
lich des Gefahrstoffumganges war
ein Umgang mit Kleinstmengen
nicht mehr aufrechtzuerhalten.
So erfolgte vor Aufnahme des
GTV im Rahmen des Betriebs-
planverfahrens auch die Beantra-
gung des Gefahrstoffumgangs mit
Natriumnitrit-Lösung (Gehalt ≥
5 % NaNO2), mit Essigsäure (50 %–
80 %) und Emul sionsmatrix bei der
hessischen Bergbehörde.
Die Gefahrstoffe Emulsionsma-
trix und Essigsäure (50 % – 80 %)
sind für den untertägigen Umgang
nach §4 Abs. 1 Nr. 2 GesBergV auf
der Grundlage der Begutachtung
durch das Hygieneinstitut in NRW
von der Bezirksregierung Arnsberg
als zuständige Behörde längerfris-
tig zugelassen worden.
Der Umgang mit Natrium nitrit-
Lösung (Gehalt ≥ 5 % NaNO2) unter
Tage ist durch die Erteilung einer
Ausnahmeregelung von den Vor-
schriften der GefStoffV zugelassen
worden. Der Rahmen der Ausnah-
meregelung ist länderübergrei-
fend und einheitlich durch die
Länderbergbehörden abgestimmt
worden. So sind die Auflagen in
den Nebenbestimmungen für den
Umgang mit dem Gefahrstoff für
alle Gruben der K+S-Gruppe inhalt-
lich gleich. Antrag/Erteilung einer
Ausnahme von der Kennzeichnung
ist immer an ein Betriebsplan-
verfahren/Betriebsplanzulassung
gekoppelt, in dem der Umgang mit
den Gefahrstoffen darzulegen/zu
genehmigen ist. Hervorzuheben ist
hier die zeitnahe, länderübergrei-
fende und einheitliche Regelung
der Behörden, mit der ein neues
Sprengverfahren für den deutschen
Kali- und Steinsalzbergbau unter
Tage ermöglicht wurde. Vor der
Abb. 18: Befüllung des Mischladefahrzeugs mit Reaktanten / Filling of mixing-
loading truck with bulk explosive pre-productsa
Abb. 17: Umschlag der Kleincontainer (KC) / supply of small scale containers
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Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 43
Forschung und Entwicklung
GIT RPT und bestätigt die Messun-
gen des KTV.
Auswetterung – Auffällig ist
zudem der Trend zu deutlich kür-
zeren Auswetterzeiten. Inwieweit
dieser Effekt zu einer schnelleren
Revierfreigabe und damit zur Erhö-
hung der Produktivzeit führen
könnte, wird z.Z. untersucht.
Firstkontrolle – Über Fühlhaken-
bohrlöcher in der First werden in
regelmäßigen Abständen durch
manuelles Abtasten der Bohrloch-
wandung evt. Klüfte in der Firs-
te festgestellt und protokolliert.
Evtl. Veränderung der Spaltwei ten
werden so registriert. Die Auswer-
tung der Ergebnisse ergab keine dem
Emulsionssprengstoff zu orden bare
Beeinflussung der Firste.
Ergonomie – Der bis zum Ende
(statischer Mischer) mit Emulsi-
onsmatrix gefüllte Ladeschlauch
stellt durch sein Gewicht eine
höhere ergonomische Belastung
für den Bediener des Mischlade-
fahrzeugs dar. Insbesondere beim
Laden höherer Firstlöcher oder
beim Bühnenbetrieb treten diese
Belastungen auf. Von Vorteil und
für den MLF-Bediener entlastend
erweist sich das selbstständige
He rausgleiten des Ladeschlauches
aus dem Bohrloch beim Laden.
Haufwerksstückigkeit – Im Ver-
gleich zum mit ANDEX 2000
gesprengten Haufwerk zeigt sich
das mit EMULGIT RPT gesprengte
Haufwerk grobstückiger. Das Hauf-
werk ist ladefähig. Die gemessene
Stromaufnahme des Brechers lässt
keine Rückschlüsse auf die Stückig-
keit des Brechgutes zu.
Bohrlochfüllungsgrad – Auf Grund
der kontinuierlichen Förderung
der sensibilisierten Emulsionsmat-
rix aus dem Ladeschlauch und des
selbstständigen Herausgleitens des
Ladeschlauches ist ein 100prozen-
tiger Füllungsgrad im Bohrloch
gewährleistet. Versuche in durch-
sichtigen Plexiglasrohren (Versu-
che zur Bohrlochsimulation) haben
dies eindrucksvoll gezeigt. Auf
Grund der Konsistenz von Emulsi-
onssprengstoffen überbrückt die
Ladesäule auch in gewissen Maßen
klüftige Bereiche ohne abzubre-
chen. So erwies sich der Einsatz des
Emulsionssprengstoffes EMULGIT
RPT in Lagerstättenbereichen mit
Gasschnitten als vorteilhaft gegen-
über ANDEX 2000.
ANDEX-Optimierung – Die Projekt-
entscheidung, einen „Großtechni-
schen Versuch“ im Grubenbetrieb
Neuhof-Ellers durchzuführen,
war wie bereits o.g. mit Unter-
suchungen zur neuen ANDEX-
2000-Nulllinie verbunden. Parallel
zum GTV wurde das bestehende
Sprengverfahren unter Anwen-
dung des ANDEX-2000-Sprengstoffs
optimiert. Dabei wurde versucht,
das wirtschaftliche Optimum zwi-
schen Abschlagwirkungsgrad und
Bohraufwand zu finden und als
neue ANDEX-2000-Nulllinie fest-
zuhalten. Der Bohraufwand wird
durch die Anzahl der Bohrlöcher
in einem Abschlag maßgeblich
bestimmt. Die Gesamtanzahl der
Sprengbohrlöcher ergibt sich aus
dem Bohrschema in der Kanone und
aus der Anzahl der Gänge (3 an der
Bauhöhe ausgerichtete übereinan-
derliegende Sprengbohrlöcher) in
den Abklappen. Die Tabelle 9 zeigt
einen Vergleich dieser Ergebnisse
aus der neuen Nulllinie mit denen
aus den Emulsionsversuchen.
Wirtschaftlichkeit – Auf Grund
der differenzierten Bohrleistung
der beiden eingesetzten Bohr-
wagentypen im Grubenbetrieb
Neuhof-Ellers musste beim wirt-
schaftlichen Vergleich der beiden
Sprengstoffsysteme zwischen den
SMAG-Bohrwagen BW45 und BW50
unterschieden werden. Des Wei-
teren führte der Einsatz der Ver-
stärkerladung PRIMER der Spreng-
stoffwerke Gnaschwitz GmbH zur
Reduzierung des Bohraufwandes
beim Einsatz von ANDEX 2000. Auf
Grund der geringen Versuchsan-
Abb. 21: Umpumpen der Emulsionsmatrix in das Mischladefahrzeug (MLF) /
Pumping bulk emulsion matrix into the mixing-loading truck
eine Kapazität von jeweils 1,9 m3.
Zwei TC sind auf einer Stahlpalette
montiert, die mit einem Müller-
Mittelthal-System zur Umfüllsta-
tion nach vor Ort transportiert
werden (s. Abb. 20). Zur Versorgung
eines MLF sind drei dieser Systeme
für den Großtechnischen Versuch
angeschafft worden. Die Trans-
portcontainer sind von vornherein
für einen möglichen Großeinsatz
ausgelegt. Dabei können später die
TC ausgehängt und ü.T. aus einem
Großgebinde befüllt werden.
Am Umfüllplatz unmittelbar
in Kippstellennähe vor Ort wird
das MLF nach jeder Schicht mit
Emul sionsmatrix befüllt. Das
Um pumpen wird mit einer mobi-
len Schneckenpumpe bewerkstel-
ligt (s. Abb. 21).
Ergebnisse des GTVEmulsionsmatrix – Im Versuchs-
zeitraum vom 14.04.2004 bis zum
15.11.2004 wurden 7 verschiedene
Emulsionsmatrizes eingesetzt. Die
Historie der im Versuchszeitraum
(s.o.) verwendeten Emulsionsmat-
rizes zeigt die herstellerseitige
Anpassung der Matrix auf die Ein-
satzbedingungen vor Ort im Kali-
bergbau. Mit der letzten Charge,
die sich im Rahmen der Zulassung
des EMULGIT RPT zu den Rezeptu-
ren der vorherigen Charge leicht
unterscheidet, ist eine anwendba-
re Matrix gefunden worden, auf
deren Basis eine Optimierung der
sprengtechnischen Parameter vor-
genommen wird.
Sprengtechnik – Im o.g. Versuchs-
zeitraum sind fast 1000 Arbeiten
(Kanonen mit 26 Bohrlöchern und
Abklappen) versuchstechnisch
begleitet worden (s. Tab. 8). Die
Merkmale und Ergebnisse sind
in einer Datenbank geführt. Auf
Grund der Vielzahl der spreng-
technischen Parameter jeder ein-
zelnen Sprengung lassen sich die
einzelnen Sprengungen nur bei
annähernd gleichen Rahmenbe-
dingungen sinnvoll untereinander
vergleichen. Die Strecken lagen in
einem operativen Kippstellenbe-
reich und waren keine ausgesuch-
ten Versuchsstrecken wie bei den
„Kleintechnischen Versuchen“. So
konnten nur Abschläge möglichst
gleicher Bauhöhe miteinander ver-
glichen werden. Solche und weitere
Selektionskriterien führten zur
Reduktion der Anzahl vergleich-
barer und somit laut Tabelle 8
auswertbarer Abschläge. Die Selek-
tionskriterien sind nachvollziehbar
und beliebig modifizierbar, sodass
Datenbankabfragen hinsichtlich
verschiedener Aufgabenstellungen
durchführbar sind.
Sprengschwaden – Die Belastung
der Wetterströme im Kippstel-
lenbereich des „Großtechnischen
Versuches“ wurden eingangs-
(Frisch wetter) und ausgangssei-
tig (Abwetter) jeweils mit einem
Mehrkomponenten-Gasmessgerät
MULTI WARN II der Firma DRÄGER
gemessen. Der Vergleich der Spreng-
schwaden von ANDEX 2000 mit
EMULGIT RPT zeigt eine deutliche
Reduktion der Sprengschwaden-
belastung beim Einsatz von EMUL-
Abb. 20: Transport der Emulsionsmatrix in Transportcontainern (TC) auf Mül-
ler-Mittelthal-Paletten / Transport of bulk emulsion matrix in containers (TC) with
Müller-Mittelthal transportation system
Abb. 19: Anschlüsse der Befüllleitungen am Mischladefahrzeug / Hose conections
of the mixing-loading truck
44 Kali und Steinsalz Heft 1/2005
Forschung und Entwicklung
Kali und Steinsalz Heft 1/2005 45
Forschung und Entwicklung
erbringen. Die Optimierung der
Sprengschemata hinsichtlich Redu-
zierung von Sprengbohrlöchern ist
noch nicht abgeschlossen. Mit der
Dichtereduzierung können mit neu
entwickelten Bohrschemata weite-
re Bohrlocheinsparungen erzielt
werden. Die Verbesserung der Lade-
ergonomie erhöht die Arbeitsleis-
tung des MLF-Bedieners.
Der Einsatz von EMULGIT RPT
zeigt im Trend kürzere Auswetter-
zeiten. Dieses Ergebnis erschließt
die Möglichkeit einer schnelleren
Ortfreigabe. Es wird z.Z geprüft,
inwieweit dieser vorerst hypothe-
tische Zeitgewinn wirtschaftlich
umsetzbar ist.
6. Weiteres VorgehenDer Lenkungsausschuss hat auf
Empfehlung der Projektleitung
eine eingeschränkte Fortführung
des GTV im Grubenbetrieb des
Werkes Neuhof-Ellers beschlossen.
Auf Grund der erkannten und für
umsetzbar beurteilten Potenziale
in der Anwendung des EMULGIT
RPT im Kali- und Steinsalzbergbau
soll das System im Grubenbetrieb
Neuhof-Ellers zur Betriebsreife ent-
wickelt werden. Das Projekt ist an
den Standort Neuhof-Ellers überge-
ben worden.
Der übergeordnete Lenkungsaus-
schuss und die Projektteams sind
aufgelöst worden. Die Projektver-
antwortung und die Projektleitung
ist an den Standort übergeben
worden.
In Zusammenarbeit mit der Fir-
ma WESTSPRENG wird der Stand-
ort Neuhof-Ellers sich in 2005 bei
der Entwicklung der Betriebsreife
des Gesamtsystems auf folgende
Ziele konzentrieren:
• Dichtereduzierung < 1,00 g/cm3
• Gassingzeit < 1h
• Sprengen ohne Verstärker-
ladung
Parallel dazu wird zur ergono-
mischen Entlastung des MLF-Bedie-
ners ein Manipulator zur Führung
des Ladeschlauches entwickelt.
Gemeinsam mit dem Hersteller
und Produzenten Westspreng
GmbH hat K+S im Prozess der
untertägigen Erprobung und selek-
tiven Anwendung im Rahmen des
GTV viel dazugelernt. Der Ein-
satz von Emulsionssprengstoff im
Kali- und Steinsalzbergbau wird
grundsätzlich technisch für mög-
lich erachtet. Es sind jedoch noch
eine Reihe von Aufgaben zu lösen,
bevor im Vergleich zum ANFO
ein wirtschaftlich konkurrenzfä-
higes Produkt in unseren Werken
zum Einsatz kommen kann. Die
eingeschränkte Fortsetzung der
Versuche in Neuhof-Ellers dient in
diesem Zusammenhang dem Ziel,
den dabei zu beschreitenden Weg
zeitlich besser bestimmen, die
technische Realisierbarkeit in den
Einzelschritten besser einschätzen
sowie die Wirtschaftlichkeit des
Gesamtsystems besser zu hinterfra-
gen und präzisieren zu können.
Quellen[1] TECHNISCHEN REGELN FÜR GEFAHRSTOFFE TRGS 900 – Grenz-
werte in der Luft am Arbeitsplatz
– Luftgrenzwerte Ausgabe Oktober
2000 (BArbBl. 10/2000 S. 34–63;
eingearbeitete Änderungen: 4/2001
S. 56; 9/2001 S. 86; 3/2002 S. 71;
10/2002 S. 76)
[2] LINDECKE, B.; Beschreibung Mess-
aufbau Testo, unveröffentlicht, Kas-
sel 2002.
[3] VOGES, K.; Beschreibung Spreng-
schwadenmessungen, unveröffent-
licht, Kassel 2002.
[4] SCHMÜCKER, G.; Beschreibung
Mischladegerät Tunnel 01 der
WESTRSPRENG GmbH, aus „Test-
bericht zum Einsatz von EMUL-
GIT RPT“; unveröffentlicht, Kassel
2003.
[5] HAMMELMANN, F.; Beschrei-
bung Mischladegerät MiniPump
der ORICA GERMANY GmbH, aus
„Testbericht zum Einsatz von NOBE-
LIT 2000“;unveröffentlicht, Kassel
2002.
[6] GÖDER, R.; Beschreibung Misch-
ladegerät EMOUNT 01 der SPRENG-
STOFFWERK GNASCHWITZ GmbH,
aus „Testbericht zum Einsatz von
EMULLEX B“; unveröffentlicht,
Kassel 2002.
[7] REGIERUNGSPRÄSIDIUM KASSEL,
Staatliches Umweltamt Bad Hers-
feld; Ausnahme von den Bestim-
mungen des §17 Abs1 GefStoffV,
Ausnahmen von der Kennzeich-
nungspflicht; unveröffentlicht,
6. Juni 2003.
Tab. 9: Bohrlochanzahl und Vorgaben im Vergleich / Comparision of amount of
boreholes and spacing per drift
zahl EMULGIT RPT mit Verstärker-
ladung zu initiieren, konnten im
beschriebenen Versuchszeitraum
die Effekte des PRIMERS noch nicht
dem Sprengen ohne Verstärkerla-
dung („Nacktsprengen“) gegenüber-
gestellt werden. Eine signifikante
Reduzierung des Bohraufwandes
durch den Einsatz von Emulsions-
sprengstoff EMULGIT RPT ergibt
sich nur beim Sprengen ohne
Verstärkerladung und unterstell-
tem unverändertem Abschlagwir-
kungsgrad.
Die Ergebnisse des „Großtechni-
schen Versuches“ lassen zur Zeit
noch keine Umstellung auf ein
Emulsionssprengstoff-System im
Grubenbetrieb Neuhof-Ellers zu.
Z.Z. ist das EMS-System nicht wirt-
schaftlich einsetzbar.
Fazit des GTVAls negatives Fazit des GTV kann
festgehalten werden:
• Das Gesamtsystem ist noch nicht
betriebsreif.
• Die Dichtevariation in einem
Abschlag ist noch nicht stabil
möglich.
• Die Dichtereduzierung unter 1,00
g/cm3 ist nicht gezeigt worden.
• Die Gassingzeit < 1 Stunde ist
deutlich größer als spezifiziert
(30 min).
• Das Sprengen ohne Verstärkerla-
dung ist nicht stabil möglich.
• Das Ladeverfahren verursacht
eine höhere ergonomische
Belastung für den Bediener des
Mischladefahrzeuges.
Als positives Fazit des GTV kann
festgehalten werden:
• Die Sprengschwaden und die
Haufwerksausgasung beim Laden
sind unauffällig.
• Die Auswetterzeiten nach dem
Sprengen mit EMULGIT RPT sind
tendenziell geringer als beim
Sprengen mit ANDEX 2000.
• Die Maschinenverfügbarkeit des
Mischladefahrzeuges ist sehr
hoch.
• Der Emulsionssprengstoff ist
während der Versuchsphase
vom Hersteller weiterentwickelt
worden.
• Der Gefahrstoff Essigsäure ist
substituiert worden. D.h. keine
Zufuhr von Essigsäure auf dem
MLF in den Mischprozess.
• Die Großtechnische Fremdpro-
duktion der Emulsionsmatrix bei
WESTSPRENG läuft stabil.
• Es ist ein viskositätsbedingtes
Nachemulgieren der Emulsions-
matrix festgestellt und behoben
worden.
• Das Gassingverhalten im Bohr-
loch ist sehr homogen.
• Die Firstkontrolle ergab keinen
signifikanten Unterschied in der
Anwendung von ANDEX 2000 zu
EMULGIT RPT.
Potenzial – Aus dem Fazit lässt
sich ein wirtschaftliches Potenzial
ableiten. Durch die Herstellung
des Sprengstoffs vor Ort werden
Sprengstofflagerung und Trans-
port erheblich reduziert. Es brau-
chen dadurch keine aufwendig
verschließbaren Räume (Spreng-
stofflager und Sprengmittelab-
stellräume) mehr hergestellt wer-
den. Die Betankung des MLF in
Kippstellennähe verkürzt Rüstzei-
ten und erhöht gleichzeitig die
Einsatzzeit des MLF.
Ein hydraulisch förderndes Sys-
tem ist einfacher zu automatisieren
als ein pneumatisch förderndes und
bietet zukünftig mehr Ansätze zur
Verbesserung der Ladeergonomie.
Mit den Messungen zur Erstel-
lung einer Zeitstudie sind zeitin-
tensive Arbeitsschritte detektiert
worden. Eine Leistungssteigerung
beim Betrieb des MLF ist möglich.
Der Einsatz unterschiedlicher
Matrizes hat auch das Potenzi-
al in der Sprengstoffherstellung
gezeigt. Mit der Dichtereduzie-
rung des Emulsionssprengstoffs
im Bohrloch von 1,14 g/cm3 bei
der letzten Charge auf 0,95 g/cm3
bis 1,05 g/cm3 würde nicht nur der
spezifische Sprengstoffverbrauch
reduziert werden, sondern würde
auch das firstschonende Sprengen
ohne Wechsel der Sprengmittel
einen wirtschaftlichen Vorteil
Tab. 7: Normierte Vergleichsabschläge / Standardized blast results
Tab. 8: Versuchsanzahl bis 15.11.2004 /
Amount of testblast selected