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L e i t f a d e n
der Bezirksregierung Arnsberg,
Abt. Bergbau und Energie in NRW,
für das Verwahren von Tagesschächten
vom 05.12.2007
- 86.18.13.1-8-35 -Inhaltsübersicht
1. Allgemeines
1.1 Rechtsgrundlagen und Anwendungsbereich
1.2 Begriffsbestimmungen2. Verfahrensweise bei der Verwahrung von Tagesschächten
2.1 Ermittlung des Ist-Zustandes
2.1.1 Auswertung von Unterlagen
2.1.2 Weiterführende Untersuchungen
2.1.3 Situation an der Tagesoberfläche
2.2 Ableitung der Verwahrungsziele
2.3 Planung der Verwahrungsmaßnahmen
2.3.1 Festlegung der Verwahrungsart und des Verfüllumfangs
2.3.2 Auswahl des Füllgutes
2.4 Auswahl des Einbringverfahrens
2.5 Gefahrenbereich3. Qualitätssicherung
4. Maßnahmen nach Abschluss der Verfüllung
5. Verwahrungsdokumentation
6. Betriebsplanverfahren
7. Beendigung der Bergaufsicht
Anhang 1: Allgemeine Anforderungen an die dauerhafte Verwahrung von Schächten
1. Grundsätzliche Anforderungen
2. Verwahrungsart
3. Sicherung der Füllsäule gegen Auslaufen
4. Füllgut
4.1 Überwachung des Füllgutes
4.2 Überwachung des Füllstandes
5. Einbringverfahren
6. Sicherung der TagesoberflächeAnhang 2: Weitergehende Anforderungen an eine langzeitsichere Schachtverwahrung
1. Einleitung
2. Anforderungen
3. Grundsätze für die Auslegung
4. Durchführung der Verwahrungsarbeiten
4.1 Vorbereitende Maßnahmen
4.2 FüllgutAnhang 3: Anforderungen an eine dauerhafte Schachtverwahrung im Steinkohlebergbau
1. Einleitung
2. Anforderungen
3. Füllgut
4. Wettertechnische Maßnahmen
4.1 Ermittlung des Ausgasungsverhaltens
4.2 Behandlung der Schachtabgänge
4.3 Vorsorge hinsichtlich des Ausgasens verfüllter Schächte
4.4 Maßnahmen zur Beschränkung etwaiger Explosionsauswirkungen
4.5 Vorbeugende Maßnahmen
4.6 Maßnahmen während der Verfüllung
4.6.1 Stetiges Verstürzen großer Füllgutmengen
4.6.2 Messtechnische Maßnahmen
4.6.3 Maßnahmen zur Vermeidung explosionsfähiger Atmosphäre
4.7 Maßnahmen bei Ausgasungen an der TagesoberflächeAnhang 4: Maßnahmen zur Sanierung nicht dauerhaft verwahrter Schächte
1. Sanierung des Schachtkopfes
2. Sanierung der Füllsäule
3. Maßnahmen bei Ausgasungen an der Tagesoberfläche1. Allgemeines
1.1 Rechtsgrundlagen und Anwendungsbereich
Zur Erfüllung der Anforderungen des § 55 Absatz 1 Satz 1 Ziffer 5 und Abs. 2 Ziffer 1 BBergG
sind Tagesschächte, die abgeworfen bzw. nicht mehr befahren werden und deren sicherheitlich
ordnungsgemäßer Zustand nicht mehr erhalten wird, zu verwahren.Dieser Leitfaden richtet sich an Unternehmer, die Schachtverwahrungsmaßnahmen planen, und
an die Bergbehörde als Richtschnur für die Behandlung von Betriebsplänen.Der Leitfaden enthält Hinweise und beschreibt Verfahrenswege für die Abarbeitung von Projekten
zur Verwahrung von Schächten. In den Anhängen 1 bis 3 sind Anforderungen zusammengefasst,
die aus Sicht der Bergbehörde bei herkömmlichen Verwahrungen bzw. Verwahrungen mit höheren
Ansprüchen gestellt werden.Der Leitfaden kann auch bei Verwahrungsmaßnahmen und zur Gefahrenabwehr im Altbergbau
zum Anhalt genommen werden, soweit die Bestimmungen einschlägig sind.Im Anhang 4 sind Maßnahmen zusammengestellt, die einer Verbesserung der Sicherheit an nicht
dauerhaft verwahrten Tagesschächten dienen können.1.2 Begriffsbestimmungen
Auflager für die Schachtabdeckung ist der Teil des Schachtausbaus oder des den Schachtausbau
umgebenden Baugrundes, in welchem durch die Schachtabdeckung eingeleitete Kräfte wirksam sind
oder wirksam werden sollen.Dauerhaft bedeutet nach gegenwärtigem Erkenntnisstand eine über die Haltbarkeit von Bauwerken
hinausgehende Sicherung zur Verhinderung von Gefahren aus dem Schacht.Füllgut ist das zum Verfüllen des Schachtes, einschließlich seiner untertägigen Abgänge benutzte
Material.Füllsäule ist die Gesamtheit des in den Schachthohlraum und damit unmittelbar verbundene Abgänge
(z.B. Füllörter) eingebrachten Füllguts.Gefahrenbereich ist der Bereich, in dem während der Verwahrung Schutzmaßnahmen aus
arbeitssicherheitlichen Gründen erforderlich sind.Kohäsiver Füllsäulenabschnitt ist ein Schachtabschnitt mit hydraulisch abbindendem, standfestem,
nicht auswaschbarem, z.B. zementgebundenem Material, der die durch die jeweiligen Beanspruchungs-
zustände hervorgerufenen Belastungen auf den Schachtausbau und das Gebirge dauerhaft überträgt.Langzeitsicher ist eine Verwahrung, wenn sie über sehr lange Zeiträume verhindert, dass es zu einer
Beeinträchtigung der Biosphäre kommen kann.Sachverständig i. S. dieses Leitfadens sind Personen, die für das Tätigkeitsfeld über eine einschlägige
Ausbildung, ausgeprägte Fachkenntnisse, praktische Erfahrungen sowie die Fähigkeit Gutachten zu
erstellen, verfügen.Schachtabdeckung ist eine bauliche Anlage zum Abschluss der Schachtöffnung im Bereich der
Tagesoberfläche.Schachtabgänge sind Grubenbaue, die den Schacht mit dem Grubengebäude verbinden
(z. B. Füllörter, Seil-, Rohr-, Kabel- und Wetterkanäle).Nicht als Schachtabgänge im Sinne dieses Leitfadens gelten Grubenbaue, in die wegen ihrer
geringen Abmessungen keine nennenswerten Verfüllmassen abfließen können.Schachtpfropfen sind Widerlager bei einer Teilverfüllung des Schachtes. Sie können auch als
Sonderform der Teilverfüllung in Betracht kommen.Schachtverschlüsse dienen zum Abdichten von Grubenhohlräumen gegen das Grundwasser
und die Biosphäre. Schachtverschlüsse können in einem oder mehreren Abschnitten eingebaut
werden oder die gesamte Füllsäule eines Schachtes umfassen.Sicherheitszone ist der Bereich an der Tagesoberfläche, in dem nach Abschluss der Verwahrung
gemäß den Anforderungen dieses Leitfadens Gefährdungen durch Senkungen, Setzungen, Einsturz
oder Ausgasung nicht vollständig ausgeschlossen werden können.Standfestes Gebirge liegt vor, wenn das Gebirge in der Lage ist, die auftretenden Lasten dauerhaft
ohne nachteilige Wirkungen auf die Gebirgseigenschaften zu tragen.Verwahrung umfasst alle Maßnahmen, die zur Herstellung eines dauerhaft sicheren Zustands des
Schachtes erforderlich sind.Widerlager für das Füllgut im Schacht sind das anstehende Gebirge oder Massiv- bzw.
Erdbauwerke aus Mauerwerk, Beton, Füllgut oder Bruchhaufwerk, an denen sich das Füllgut und
ggf. Kräfte aus zusätzlichen Belastungen (z.B. die Wassersäule) im Schacht oder in den Schacht-
abgängen abstützt bzw. abstützen soll.2. Verfahrensweise bei der Verwahrung von Schächten
2.1 Ermittlung des Ist-Zustandes
Die Ermittlung des Ist-Zustands hat das Ziel, die Verhältnisse des zu verwahrenden Schachtes zu
untersuchen, damit nachfolgend die Art der Verwahrung abgestimmt auf die vorliegenden Verhältnisse
festgelegt werden kann.Angrenzende und benachbarte Grubenbaue und Hohlräume sind in die Ermittlungen einzubeziehen.
Nachfolgende Abstände zur Schachtkontur können bei der Betrachtung zum Anhalt genommen werden:-
Braunkohlen-, Steinkohlen-, Kaolin- und Erzbergbau (sedimentär) 20 m
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Erzbergbau (magmatisch) 10 m
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Salzbergbau 50 m
Liegen Schwächungen des Gebirges durch Abbaueinwirkungen oder hohen Durchbauungsgrad vor,
ist der v. g. Betrachtungsbereich ggf. höher anzusetzen.2.1.1 Auswertung von Unterlagen
Im ersten Schritt sind vom Unternehmer alle Aufzeichnungen über den Schacht, die Einfluss auf
die Planung der Verwahrung haben können, auszuwerten. Dazu gehören insbesondere:-
Markscheiderische Unterlagen
Bezeichnung der Schachtanlage, Lage (einschließlich Koordinaten), Höhenangaben
(Niveau der Rasensohle, Teufen der Schachtabgänge und des Schachttiefsten),
Querschnitt, Einfallen bei nicht seigeren Schächten, benachbarte Grubenbaue und
ggf. deren Schachtanschlüsse; Abbau in Schachtnähe.
Die risslichen Unterlagen sollten mindestens den Tageriss, Schachtscheiben und
Schachtprofile sowie Darstellungen der Grubenbaue bis zu den in 2.1 festgelegten
Abständen umfassen.
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Technische Unterlagen
Beschreibungen und zeichnerische Darstellungen über Schachtausbau, Einbauten,
Förderanlagen, Befahrbarkeit und nutzbare Wasserhaltungen, frühere Nutzungen,
Schäden mit Auswirkungen auf die Standsicherheit des Schachtes, frühere
Verwahrungsmaßnahmen.
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Geologie
Darstellung der geologischen Verhältnisse auf der Grundlage eines Schichten-
verzeichnisses (Schachtprofil).
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Hydrologie/Hydrogeologie
Informationen zu den Grundwasserverhältnissen (vorbergbaulich und während der
Bergbauphase) sowie Menge, Herkunft und Beschaffenheit (z.B. Betonaggressivität)
der dem Schacht zusitzenden Wässer.
2.1.2 Weiterführende Untersuchungen
Soweit die Auswertung der Unterlagen keine ausreichenden Erkenntnisse erbracht haben,
sind zusätzliche Untersuchungen durchzuführen. Dazu können u. a. geeignet sein:-
Befahrungen
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Kamerabefahrungen
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Bohrungen
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Messungen
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Nachkartierungen
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Geotechnische Untersuchungen
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Hydrologische Untersuchungen
2.1.3 Situation an der Tagesoberfläche
Die Situation an der Tagesoberfläche ist im Hinblick auf den Schutz der Oberfläche im Interesse
der persönlichen Sicherheit und des öffentlichen Verkehrs darzustellen. Insbesondere gehören dazu
Infrastruktureinrichtungen, bauliche Anlagen, Schutzgebiete, Vorfluter und zu schützende Objekte.
Die Eigentumsverhältnisse und bestehende Nutzungsrechte betroffener Grundstücke sind zu ermitteln.2.2 Ableitung der Verwahrungsziele
Auf der Grundlage der Erkenntnisse aus der Ermittlung des Ist-Zustands sind Ziele für die Verwahrung
abzuleiten, um die in § 53 Abs. 1 i. V. m. § 55 BBergG festgelegten allgemeinen Anforderungen zu
erreichen. Insbesondere sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:-
Sicherung der Tagesoberfläche im Hinblick auf die Folgenutzung (Abstand zu baulichen Anlagen
und Infrastruktureinrichtungen, Gewährleistung der Standsicherheit des Schachtes), -
Sicherung gegen Zutritt/Austritt von gefährdenden Stoffen in das oder aus dem Grubengebäude
(z. B. Grubengas, Wasserzutritt im Salz, kontaminierte Wässer, Sauerwasser), -
Schutz des Grundwassers (Erhaltung der Grundwasserstockwerke in ihrer Funktionalität),
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Schutz der Lagerstätte,
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Schutz anderer Bergbaubetriebe.
2.3 Planung der Verwahrungsmaßnahmen
Die Schachtverwahrung ist auf der Grundlage der nach 2.2. ermittelten Ziele nach dem
Stand der Technik zu planen. Bei der Planung sind die sich einstellenden hydrologischen
Verhältnisse während und nach der Verwahrung des Schachtes und ggf. Flutung der Grube
zu berücksichtigen sowie die in Anhang 1 festgelegten allgemeinen Anforderungen zu beachten.Erfordern die Verwahrungsziele einen langzeitsicheren Verschluss des Schachtes, sind zusätzlich
die in Anhang 2 enthaltenen weitergehenden Anforderungen zu beachten.Besondere Anforderungen an die Verwahrung von Tagesschächten des Steinkohlebergbaus sind
im Anhang 3 enthalten.Maßnahmen zur Sanierung nicht dauerhaft verwahrter Schächte sind in Anhang 4 dargestellt.
Sind Messungen oder Probenahmen auch nach Abschluss der Verwahrung erforderlich, müssen
bei der Planung die hierfür notwendigen Einrichtungen (z.B. Rohrleitungen für Lotungen)
berücksichtigt werden.Soll von den festgelegten Anforderungen abgewichen werden, ist nachzuweisen, wie die
geforderte Sicherheit auf andere Weise gewährleistet wird.2.3.1 Festlegung der Verwahrungsart und des Verfüllumfangs
Zu verwahrende Tagesschächte können in Abhängigkeit von den bergbaulichen und geotechnischen
Gegebenheiten und den festgelegten Verwahrungszielen vollständig oder teilweise verfüllt werden.
Grundsätzlich ist eine Vollverfüllung zu bevorzugen.Teilverfüllungen können in Frage kommen, wenn tiefere Abschnitte des Schachtes nicht mehr
zugänglich sind oder wenn z. B. die Abführung von Grubengas oder Wasser eine Vollverfüllung
nicht ratsam erscheinen lassen.Schachtpfropfen können eingebaut werden, wenn das Gebirge ausreichende Standfestigkeit aufweist
oder aus technischen Gründen eine weitergehende Verfüllung nicht zu realisieren ist.2.3.2 Auswahl des Füllgutes
Beim Füllgut sind die in Abb. 1 dargestellten, grundlegenden Eigenschaften zu unterscheiden.
Abb. 1: Eigenschaften von Füllgut
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Tragendes Füllgut
Tragendes Füllgut muss neben seiner Hohlraum verfüllenden Eigenschaft lagestabil sein und
die auftretenden Kräfte ableiten können.
Als tragendes Füllgut haben sich nach gegenwärtigem Kenntnisstand Hartgesteinschotter und
hydraulisch abbindendes Füllgut bewährt.
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Hohlraum verfüllendes Füllgut
Hohlraum verfüllendes Füllgut dient lediglich der vollständigen Ausfüllung von Schachthohl-
räumen. Es muss nicht zwingend lagestabil sein.
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Dichtendes Füllgut
Dichtendes Füllgut verhindert den Stoffaustausch bzw. –transport.
2.4 Auswahl des Einbringverfahrens
Zur Einbringung des Verfüllgutes stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Bei der Auswahl
des Verfahrens steht der Gesichtspunkt im Vordergrund, Brückenbildung, Schattenbildungen
unter/hinter Einbauten zu vermeiden und die geforderte Qualität des Füllguts am Einbauort zu erreichen.-
Freies Verstürzen
Das freie Verstürzen kommt nur in Betracht, wenn keine Gefahr einer Brückenbildung im Schacht
besteht. Andernfalls ist das Rauben aller den freien Fall behindernden Einbauten erforderlich.
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Einbringen über Rohrleitung
Bestehen z. B. aus Gründen vorhandener Ein- und Ausbauten Bedenken gegen freies Verstürzen,
so muss das Verfüllgut schonend z. B. über Rohrleitungen eingebracht werden. Die verbleibende
Versturzhöhe ist in Abhängigkeit von den zu schonenden Ein- und Ausbauten und von der
Korngröße des Verfüllgutes festzulegen. Der Rohrdurchmesser ist in Abhängigkeit von der
Korngröße zu bestimmen.
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Einbringen mit diskontinuierlich arbeitenden Verfahren
Das schonende Einbringen von Verfüllgut kann bei vorhandener Schachtförderanlage mittels Skip
oder Kübel mit Bodenentleerung erfolgen.
Das Einbringverfahren ist so zu wählen, dass die geforderte Qualität des Füllguts am Einbauort
gewährleistet bleibt.Die Verfüllgeschwindigkeit ist bei kohäsiven Füllsäulen oder Schachtpfropfen so zu wählen, dass die
Tragfähigkeit der bisher eingebrachten Füllsäule erhalten bleibt.2.5 Gefahrenbereich
Während der Verfüllarbeiten ist um den Schacht ein ausreichender Gefahrenbereich abzusperren.
Er sollte wenigstens den Bereich von 20 m um den Schacht sowie das Schachtgebäude umfassen,
wenn nicht zuvor anders bestimmt. Bei der Festlegung dieses Bereiches sind auch Gefahren durch
möglicherweise austretende Gase zu berücksichtigen. Die Arbeiten im Gefahrenbereich sind
gefährliche Arbeiten i. S. der ABBergV.3. Qualitätssicherung
Der Umfang der erforderlichen Maßnahmen zur Qualitätssicherung sowie die Begleitung der
Gesamtmaßnahme sind im Einzelfall ggf. unter Hinzuziehung eines Sachverständigen festzulegen.
Mindestens sind folgende Punkte zu überwachen:-
Übereinstimmung des Füllgutes mit den Anforderungen
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Füllstandsüberwachung
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Volumen des eingebrachten Füllgutes
Bei der Verwendung von kohäsivem Füllgut müssen vor dem Einbringen mindestens nachgewiesen
werden:-
die geforderte Festigkeit,
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das Schwindverhalten,
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das Ausbreitmaß für die einzelnen Mischungen,
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Art, Festigkeitsklasse und Menge des Bindemittels,
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Herkunft und Sieblinie der Zuschlagstoffe,
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ggf. Art und Menge des zugesetzten Kornanteils < 0,06 mm und/oder verwendeter Additive,
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die Umweltverträglichkeit,
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dass das Füllgut nicht zur Bildung von Gasen in gefährlichen Konzentrationen neigt.
Weitergehende Anforderungen sind in den Anhängen 1-3 festgelegt.
4. Maßnahmen nach Abschluss der Verfüllung
Die Maßnahmen nach Abschluss der Verfüllung richten sich im Wesentlichen darauf, die Tages-
oberfläche so herzurichten, dass eine sichere Folgenutzung gewährleistet ist. Zu diesen Maßnahmen
gehören insbesondere:-
Abdecken
Zum Abdecken von Tagesschächten kommen üblicherweise Platten aus Stahlbeton zur
Anwendung. Der Schachtausbau kann als Auflager für die Schachtabdeckung dienen, wenn
seine Standsicherheit örtlich untersucht und rechnerisch nachgewiesen ist. Eine Abdeckung
kann entfallen, wenn der Schacht kohäsiv verfüllt ist (siehe Anhang 1 Nr. 6).
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Kennzeichnung
Die Lage der Tagesöffnung ist in geeigneter Weise dauerhaft zu kennzeichnen. Die Kennzeichnung
soll den Namen, die Lage des Mittelpunktes, die lichte Weite, die Teufe des Schachtes und die
zulässige Belastung der Abdeckplatte angeben.
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Festlegen einer Sicherheitszone
Die Festlegung einer Sicherheitszone kann notwendig sein, z. B.
o zur Abwehr von Explosions- und Gesundheitsgefahren bei Ausgasungen,
o um unzuträgliche Belastungen bei baulicher Inanspruchnahme der nahen Umgebung
auszuschließen.
Die Größe der Sicherheitszone muss sich nach den Verhältnissen im Einzelfall richten.
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Abführung von Gasen und/oder Wasser
Ist mit einem Austritt von Gasen und/oder Wasser aus dem Schacht zu rechnen, sind
Vorkehrungen zur gefahrlosen Abführung vorzusehen.
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Erhaltung der Zugänglichkeit zur Schachtparzelle
Soweit nach Abschluss der Verwahrung Kontrollen (z.B. Füll-, Wasserstand, Ausgasung)
oder Maßnahmen (z.B. Nachverfüllung) erforderlich sind, muss die Schachtparzelle
zugänglich bleiben.
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Festlegung von Kontrollfristen und –umfang
Der verfüllte und abgedeckte Schacht ist auf das Nachsacken der Füllsäule sowie auf das
Austreten schädlicher Gase zu überprüfen. Die Überprüfungen sollen durch fachkundige Personen
erfolgen. Die Fristen müssen sich nach den Gegebenheiten im Einzelfall richten.
Wesentlicher Gesichtspunkt bei Kontrollen sollten auch Veränderungen der Nutzung im Umfeld
des Schachtes, z. B. durch bauliche Anlagen, sein.
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Nachverfüllungen
Es ist festzulegen, bei welchen Setzungsbeträgen der Füllsäule nachzuverfüllen ist. Bei auftretenden
Gasen ist darauf zu achten, dass Hohlräume zwischen Füllgut und Abdeckplatte auch im Hinblick
auf das Ansammeln eines explosionsfähigen Methan-Luft-Gemisches so klein wie möglich gehalten
werden.
5. Verwahrungsdokumentation
Über die Verwahrung ist eine Dokumentation anzufertigen und der zuständigen Bergbehörde zu
übergeben. Die Dokumentation muss mindestens folgende Unterlagen enthalten:-
Gesamtprojekt inkl. rechtlicher Rahmenbedingungen sowie Zielvorgaben,
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Zustand des Schachtes und des relevanten Schachtumfeldes vor dem Beginn der Verwahrung,
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Zustand des Schachtes und des relevanten Schachtumfeldes nach der Herrichtung zur
Verfüllung inkl. der durchgeführten Arbeitsschritte und der ausführenden Firmen, -
Zustand des Schachtes und des relevanten Schachtumfeldes nach der Verwahrung
inkl. der durchgeführten Arbeitsschritte und der ausführenden Firmen, -
textliche Erläuterung der Verwahrungsmaßnahmen mit dem Ergebnis der Ermittlung eines
evtl. verbleibenden Gefährdungsbereiches, -
zeichnerische Darstellungen (Lageplan mit Darstellung des Schachtes, Schachtprofil mit
Aufbau der Verfüllung, ggf. Gefährdungsbereich) -
Mengennachweise,
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Nachweis der qualitätsgerechten Ausführung der Verwahrung,
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Fotodokumentation.
6. Betriebsplanverfahren
Vor Beginn der Verwahrung eines Schachtes ist der zuständigen Behörde ein Betriebsplan vorzulegen.
Dem Betriebsplan sind die notwendigen Unterlagen beizufügen, aus denen die zuständige Behörde
erkennen kann, wie die Bestimmungen dieses Leitfadens umgesetzt werden und die in den
Anhängen 1 bis 3 festgelegten Anforderungen eingehalten werden.7. Beendigung der Bergaufsicht
Die Bergaufsicht endet, wenn die Maßnahmen des Betriebsplanes für die Verwahrung des Schachtes
vollzogen sind, das Abschlussbetriebsplanverfahren durchgeführt ist und die Voraussetzungen des
§ 69 Abs. 2 BBergG erfüllt sind.Der Beendigung der Bergaufsicht können Gefährdungen entgegen stehen, die sich z. B. durch
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Nachsackungen der Füllsäule,
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Wasseraustritte oder
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Ausgasungen
ergeben.
Sind Entgasungseinrichtungen an verwahrten Schächten notwendig, verbleiben diese Einrichtungen
als bergbauliche Einrichtungen unter Bergaufsicht, bis Gefahren oder Einwirkungen im Sinne des
§ 69 Abs. 2 BBergG nicht mehr zu erwarten sind.Nach Durchführung der Maßnahmen des Abschlussbetriebsplanes empfiehlt sich eine gemeinsame
Abschlussbefahrung mit Vertretern der nachfolgend zuständigen Ordnungsbehörden. -