Planning and rock mechanical evaluation of variants for the continuation of the underground mine in Kleinfeistritz

Der Untertagebergbau in der Grube Kleinfeistritz startete im Jahre 1917 auf der Westseite des Feistritzbaches, 2007 wurde ein neues Revier aufgeschlossen, da das alte Abbaugebiet ausgeerzt war. Das neue Revier liegt direkt gegenüber des alten Abbaugebiets, am anderen Ufer des Feistritzbaches im Kothgraben. Nach fast 20 Jahren Abbautätigkeit sind nun die Grenzen des genehmigten Abbaugebiets erreicht und ein neuer Gewinnungsbetriebsplan ist einzureichen. Die Mine gehört nun der Imerys Talc Austria GmbH, der Nachfolger einer langen Reihe von Eigentümerfirmen, welche diese Mine in den letzten 109 Jahren bessessen haben. Imerys Talc Austria GmbH bot der Montanuniversität Leoben im Zuge dieser Planungen eine Masterarbeit zu verfassen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, in kurzer Zeit, einen wirtschaftlich tragfähigen Gewinnungsbetriebsplan einreichen zu können. Der Schwerpunkt liegt auf Bergbauplanung, basierend auf 3D-CAD Modellen und Simulationen um die Laufzeit der Mine auf die nächsten 15 oder mehr Jahre, bei der derzeitigen Jahresproduktion von 15000 Tonnen, ausdehnen zu können. Zu Beginn wurden drei Varianten, auf Basis der bestehenden untertägigen Werke und der zugehörigen Infrastruktur (Bewetterungssytem, Wasserhaltung und Taganlagen), festgelegt. Variante 1 sollte die Mine im Hängenden in die Lagerstätte erweitern, sozusagen direkt über den existierenden Stollen aufgefahren werden. Variante 2 sollte die Mine im Liegenden in die Lagerstätte erweitern, direkt unter den existierenden Stollenanlagen, wobei eine alte Erweiterungsplanung als Grundlage diente. Variante 3 sollte die Mine auf mehr oder weniger gleicher Höhe in die Lagerstätte hinein erweitern, indem eine Störungszone durchstoßen wird. Um die am besten geeignete Variante zu bestimmen, wurden diese auf vier Schlüsseleigenschaften hin untersucht, bewertet und miteinander verglichen. Diese Schlüsseleigenschaften sind: Länge der Förderstrecke, Investitionskosten zur vollständigen Umsetzung der Variante, Herausforderungen bei der Auffahrung und Weiterverwendungsmöglichkeit der aufgefahrenen Stollen für zukünftige Erweiterungen. Variante 3 wurde sofort, auf Grund der hohen Investitionskosten, verworfen. Variante 1 und 2 wurden näher untersucht, indem Simulationen zur Beurteilung des Gebirgsverhaltens und der Bewetterung durchgeführt wurden. Dadie Überlagerung der beiden Baufelder nicht allzu hoch ist, wurde das Gebirgsverhalten als unkritisch eingestuft, allerdings wurde in den Simulationen zur Bewetterung durchaus Bemerkenswertes entdeckt. Die Simulationsmodelle legen nahe, dass der bereits verbaute Hauptgrubenlüfter durchaus in der Lage ist, die benötigten Mengen an Frischwetter in die neuen Abschnitte zu liefern, wenn die exisitierenden Frischwetterlutten an kritischen Abschnitten durch größere ersetzt werden. Ausserdem wurde das Phänomen des natürlichen Wetterzuges festgestellt und dass durch geschicktes Anordnen von Wettertüren und Klappen, dieser natürliche Wetterzug dazu genutzt werden könnte, die Grube auch ohne Hauptlüfter, ausreichend zu bewettern. Diese Erkenntnisse und eine vereinfachte Investitionskostenrechnung haben ergeben, dass Variante 2 unter den gegebenen Umständen die beste Möglichkeit zum Ausbau und Weiterführung der untertägigen Abbautätigkeit ist und so der Bergbau bis Ende der 2030er Jahre fortgeführt werden kann.