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Bergbauliche Beeinflussung

Bergbaugebiete sind Regionen, in denen flächenhaft mit erhöhten Wegsamkeiten im Untergrund zu rechnen ist. Als Folge des Bergbaus kommt es zu einer Störung des im Gleichgewicht befindlichen Spannungszustandes des Gebirges mit einer Schließung der untertägigen Hohlräume. Dieser Ausgleichsprozess dauert so lange an, bis wieder ein neuer Gleichgewichtszustand innerhalb des Gebirges erreicht worden ist. Bei dem im Steinkohlebergbau üblichen Strebbau geschieht dies in der Regel rasch nach dem Abbau. Das Hangende wird innerhalb weniger Tage großflächig (250 m Streblänge und mehr, Abbaufortschritt von 5 m pro Tag) freigelegt und bricht aufgrund der fehlenden Unterstützung wenige Meter hinter der Abbaufront in den Abbauhohlraum. Das Haupthangende, d.h. die über dem unmittelbaren Hangenden anstehenden Gebirgsschichten, folgt den Bewegungen der hangenden Schichten in zeitlich größeren Abständen. Die Bodenbewegungen an der Erdoberfläche stellen einen dynamischen Vorgang dar. Sie beginnen nach Aufnahme der Gewinnung zu dem Zeitpunkt, an dem eine senkungsfähige Fläche freigelegt ist. Bei einer Streblänge von ca. 250 m ist dies nach 50 m Abbaufortschritt entsprechend zwei Monate nach Abbaubeginn der Fall und dauert nach Einstellung der Gewinnung ca. zwei Jahre an. Die höchsten Senkungsgeschwindigkeiten werden ca. ein bis zwei Monate nach der Unterbauung des jeweiligen Bereiches an der Erdoberfläche registriert und können je nach Lagerstätten- und Abbausituation (z.B.: Abbaumächtigkeit, -geschwindigkeit, Durchbauungsgrad) ein bis zwei Zentimeter pro Tag betragen. Etwa ein Jahr nach Beginn der Einwirkungen sind ca. 75 % der zu erwartenden Bodenbewegungen eingetreten. Untersuchungen im südlichen Saarland zeigen deutlich unterschiedliche Bodenluftgehalte in Gebieten, die vom Bergbau weitgehend unbeeinflusst bleiben und denjenigen, die im Einwirkungsbereich des aktuellen Abbaus (jünger als 2 Jahre) liegen. Im bergbaubeeinflussten Gebiet ist beispielsweise der Median der Radonaktivitätskonzentration in der Bodenluft doppelt so hoch wie im unbeeinflussten Gebiet.
Radonmigration Eine radial zum Abbau liegende Linie im Abbauvorfeld, d.h. außerhalb der an der Erdoberfläche projizierten Abbaufläche, wird gezerrt, wohingegen eine tangential laufende Linie eine Pressung erfährt. Innerhalb der projizierten Abbaufläche treten in jeder Richtung nur Pressungen auf. Auf der radialen Linie ändert sich die Zerrung auch nach Beendigung des Abbaus nicht, die geschaffenen Wegsamkeiten bleiben geöffnet (stehende Zerrungszone). Bei einer solchen Zerrungszone handelt es sich nicht um ein schmales lineares Flächenelement, sondern um eine Flächenschar in einem breiten Bereich erhöhter Wegsamkeiten mit einer lateralen Ausdehnung von einigen 10er Metern. Über und nahe Zerrungszonen wurden an zahlreichen Stellen erhöhte Radonkonzentrationen in der Bodenluft gemessen, deren Maxima bis zum Fünffachen des jeweiligen lokalen Untergrundes reichten.
Durch die bergbauliche Tätigkeit kommt es auch zu einer Vergrößerung der inneren Oberflächen im Gestein, wodurch Gasadsorption und -freisetzung beeinflusst werden. Bei der Entstehung von Steinkohle kommt es während des Inkohlungsprozesses zur Bildung von Methan, das im Gestein gespeichert wird und bei der Entstehung von Hohlräumen im Gebirge freigesetzt werden kann. Von dort ist eine Migration entlang der Wegsamkeiten aus dem tieferen Untergrund in das Deckgebirge oder - beim Fehlen abdichtender Bodenhorizonte - an die Erdoberfläche möglich. Hier kann es flächenhaft, lokal punktförmig oder auch entlang linear angeordneter Austrittsstellen zutage treten. Da Radon advektiv mit dem Trägergas transportiert werden kann, entstehen in Oberflächennähe Radonanomalien. Dabei zeigt sich an Methanmessstellen eine hoch signifikante, positive Korrelation zwischen dem Auftreten der beiden Gase Methan und Radon, wie sie (z.B. im Saarland) nachgewiesen werden konnte.
Die Veränderungen im Untergrund wirken sich durch das Auftreten von Rissen in den Wänden und der Bodenplatte auf die Radonkonzentrationen in Kellerräumen aus. Der steuernde Einfluss ist die auf den Abbau unmittelbar folgende Bewegung des Untergrundes. Durch die dynamische Änderung des Korngefüges in Boden und Gestein und möglicherweise auch des Gefüges im Mauerwerk der Häuser wird eine Radonmigration in Richtung des Konzentrationsgradienten Bodenluft-Raumluft begünstigt - vergleichbar dem bekannten "Pumpeffekt" der Erdgezeiten oder tektonischer Bewegungen. Diese Vorgänge sind räumlich und zeitlich begrenzt.

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Letzte Änderung: 06. 07. 2012