Der lange Weg zum Bergbau

Rohstoffe werden benötigt, um Güter herzustellen. Andersherum formuliert wird durch einen Bedarf in Produkten die Nachfrage an Rohstoffen ausgelöst. Nahezu immer sind bei steigenden Bedarfen oder auch neuen Technologien die benötigten Rohstoffe, sei es für den Hausbau oder für die Produktion von Smartphones, nicht sofort vorhanden. Es müssen dafür neue Lagerstätten erschlossen werden bzw. neue Bergwerke errichtet werden. Das ist ein langer Prozess, der auch 20 bis 30 Jahre benötigen kann. Im folgenden wird der Prozess beschrieben. Dieser ist allgemein gehalten und weltweit gültig vor allem für Erze und Spate. Je nach Land, Rohstoff aber auch Region kann der Prozess auch davon abweichen.

Der geologische Dienst eines Landes kann Explorationsprogramme durchführen, um mit neu entdeckten Lagerstätten Investoren ins Land zu locken. Private Unternehmen, welche nach neuen Lagerstätten in bisher unerschlossenen Gebieten suchen (sogenannte greenfield exploration). Diese Unternehmen beantragen / kaufen vom Staat Explorationsrechte für ein festgelegtes Gebiet mit dem Ziel, eine Lagerstätte ausfindig zu machen. Ist das gelungen, können die Explorations- oder Schürfrechte zusammen mit den gewonnenen Informationen an ein weiteres Unternehmen verkauft werden, das genügend Kapital hat, um die Lagerstätte zu entwickeln.

Die Entwicklung eines Bergbau-Projektes nimmt in der Regel mehrere Jahre oder sogar Jahrzehnte in Anspruch. Die Abbildung zeigt die Einteilung der Entwicklung einer Lagerstätte in verschiedene Etappen. Nach der Etappe der geologischen Erkundung (" Exploration") erfolgt eine wirtschaftliche Bewertung, um Fehlinvestitionen zu vermeiden.

Bildquelle: Moon, C J. (2006). Introduction to mineral exploration (2. ed.). Malden, MA [u.a.]: Blackwell. Überarbeitet von Greiner,K.

Es gibt also viele potentielle Lagerstätten und Geld ist knapp, sodass genau abgewägt werden muss, ob es sich lohnt, mehr Geld für weitere Untersuchungen zu investieren oder das nächste Projekt zu starten.

Die Suche nach einer vielversprechenden Region für die Lagerstättenexploration beginnt mit dem Sammeln und Bewerten von vorhandenen Studien und geologischen Karten. Denn zu vielen Regionen der Erde ist schon geologisches Wissen vorhanden, oder es sind sogar von anderen Explorationsfirmen schon Untersuchungen gemacht worden.

Aus vorhanden Lagerstätten und durch die Kenntnis darüber, wie Lagerstätten sich bilden, kann man ableiten, dass bestimmte Gesteine oder geologische Formationen " höffig" für bestimmte Erze sind. Zum Beispiel findet man in den Kuppeln von Granitplutonen häufig Zinn- oder Wolframlagerstätten.

Mit Abschluss der Vorerkundungen entsteht ein Plan für die eigentliche Suche nach einer Lagerstätte in der ausgewählten Region.

Jetzt beginnt der praktische Teil: Man sucht in der ausgewählten Region systematisch nach Anomalien, die auf eine Anreicherung der gesuchten Elemente im Untergrund hindeuten. Denn selbst wenn sich ein mineralisches Vorkommen einige hundert Meter im Untergrund befindet, kann an der Erdoberfläche mit modernen und sehr empfindlichen Gerätschaften noch ein Signal gemessen werden, welches sich von der Umgebung abhebt.

Erste Untersuchungsmethoden sind die Interpretation von Satelliten- und Luftbildern, geophysikalische Messungen mit Flugzeug oder Helikopter, erste Geländebegehungen und Kartierungen oder die grobmaschige geochemische Beprobung von Gesteinen und Wässern.

Diese Methoden sind verhältnismäßig günstig und erlauben außerdem, große Flächen abzusuchen.

Werden bedeutende Anomalien gefunden, spricht man von einem "prospect", auf den die weiteren Untersuchungen fokussiert werden.

Zu den sogenannten externen Faktoren, wie beispielsweise aktueller Bedarf und Preis eines Rohstoffs, bestimmen ab dieser Etappe auch "interne Faktoren" die Fortführung eines Bergbauvorhabens. Wichtig sind der geologische Aufbau, die Größe des Erzkörpers und die Erzart und der Erzgrad, also der Gehalt an Erz im Gestein. Denn diese Faktoren bestimmen, wie leicht der Erzkörper abgebaut werden kann, wie aufwändig die Aufbereitung des Erzes ist, welche Maßnahmen für den Umweltschutz getroffen werden müssen - und natürlich welche Menge des gesuchten Rohstoffes gewonnen werden kann.

Deshalb werden weitere Untersuchungen an der Erdoberfläche -detaillierte geologische Kartierungen, engmaschige geochemische Probennahmen und geophysikalische Untersuchungen durchgeführt und die ersten Bohrungen abgeteuft.

Erst die gezogenen Bohrkerne liefern tatsächliche Gesteinsproben aus dem Erzkörper und sind daher extrem wichtig. Allerdings sind Bohrungen, verglichen mit anderen Methoden, relativ teuer. Die durchschnittlichen Kosten pro Meter Bohrung betragen ca. 30 - 80 Euro und kommen üblicherweise erst in der fortgeschrittenen Exploration zum Einsatz. Auch erfordert es je nach Art der Lagerstätte (Gang, Stockwerk, Gold-Adern) viel Erfahrung und etwas Glück, die Bohrung so abzuteufen, dass der Erzkörper im Untergrund auch getroffen wird.

Lassen die Untersuchungen darauf schließen, dass das Vorkommen potentiell wirtschaftlich ist, spricht man von einem sogenannten "Target".

Die entgültige Bewertung des Erzkörpers erfolgt zweigeteilt:

Anhand von engmaschigen Bohrungen werden der Erzgehalt und die genaue Geometrie des Erzkörpers bestimmt. Erste Aufbereitungsversuche werden durchgeführt um zu bestimmen, ob und mit welcher Methode der Rohstoff aus dem Erz gewonnen werden kann, denn abhängig vom Erz ist die Art der Aufbereitung sehr unterschiedlich.

Aus diesen Daten wird eine Montangeologische Wirtschaftlichkeitsstudie zur Bewertung der stofflichen und strukturellen Untersuchungen erstellt.

Fällt diese Wirtschaftlichkeitsstudie positiv aus, werden weitere Abbau- und Aufbereitungstests gemacht. Außerdem erfolgt im Anschluss in der umfassenden Wirtschaftlichkeitsstudie eine Bewertung weiterer äußerer Faktoren. Diese sind alle voraussichtlich anfallenden Kosten, von Erschließung der potentiellen Lagerstätte durch Infrastruktur (z.B. Straßen) bis zu den Auswirkungen auf die Umwelt und den Kosten für die Renaturierungsmaßnahmen nach Schließung der Lagerstätte.

Ist der Erzkörper unter Berücksichtigung aller Faktoren wirtschaftlich abbaubar, kann man endlich von einer Lagerstätte sprechen.

Noch kann die Lagerstätte aber nicht genutzt werden. In vielen Bergbaugebieten ist keine oder nur wenig Infrastruktur vorhanden. Es müssen also Straßen gebaut oder Schienen verlegt werden, die Versorgung mit Wasser und Strom muss gewährleistet und Unterkünfte für die Arbeiter errichtet werden.

Wenn die Lagerstätte untertage abgebaut werden soll, müssen Stollen und Schächte gegraben werden. Für einen Tagebau muss man häufig erst die Deckschichten über dem eigentlichen Rohstoff entfernen (z.B. Braunkohle-Reviere).

Das Erz wird fast immer weiter aufbereitet bevor es per Schiff, LKW oder Güterzug abtransportiert wird, deshalb werden vor Ort Aufbereitungsanlagen errichtet. Und natürlich müssen die für alle diese Aufgaben nötigen Geräte (Radlader, Bagger, Trucks, Bohrgeräte usw.) herbeigeschafft und das Fachpersonal angeworben werden, das diese bedient.

Wenn alle Phasen erfolgreich sind, können also nach einer langen Entwicklungsphase Rohstoffe wirklich gewonnen werden.

[1] Dunbar, W..S. (2012). Basics of mining and mineral processing, University of British Columbia, URL: https://www.pwc.com/gx/en/mining/school-of-mines/2012/pwc-basics-of-mining-1-som-geological-concepts.pdf, s.91, letzter Zugriff am 26.06.2018.

[2] Pohl, W. (2005). Mineralische und Energie-Rohstoffe. 5.Auflage.Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.

[3] Neukirchen, F., Ries, G. (2014). Die Welt der Rohstoffe – Lagerstätten, Förderung und wirtschaftliche Aspekte. Springer Verlag, Berlin – Heidelberg.

[4] Meinert, L. (2007). Introduction to Mineral Exploration. Second Edition.: CHARLES MOON, MICHAEL WHATELEY, AND ANTHONY EVANS, Editors. Pp. 498. Blackwell Publishing.