Hydrogeologische Untersuchungen zum geothermischen Potential der ehemaligen Verbundgrube Holzappel – Leopoldine-Louise – Peter, Untere Lahn-Revier, Rheinisches Schiefergebirge

Abstract

Untersucht wurden die hydrogeologischen Verhältnisse und der Wärmefluss der gefluteten Verbundgrube Holzappel – Leopoldine-Louise – Peter, Untere Lahn-Revier. Die Grube zählte mit einer Abbautiefe bis 1.100 m zu den tiefsten Nichteisenerzbergwerken Deutschlands. Nach der Flutung durchziehen die Stollen und Schächte das devonische Gebirge wie eine Tiefendränage und entwässern das Bergwerk über einen Erbstollen in die Lahn. Durch den Erzabbau und die anschließende Flutung wurde ein bedeutendes Wasserreservoir innerhalb des ansonsten überwiegend nur gering Grundwasser-höffigen Rheinischen Schiefergebirges geschaffen. Auf den Tiefbausohlen treten CO2 führende Mineralwässer zu. Die über den Entwässerungsstollen ungenutzt abfließenden Grundwässer weisen mit Schüttungen von 10 l/s (Sommerhalbjahr) und 15 l/s (Winterhalbjahr) sowie Temperaturen um 20 °C ein hohes geothermisches Potential auf.

The hydrogeology and the geothermal potential of the flooded mine Holzappel – Leopoldine-Louise – Peter, Rhenish Massif were investigated. The underground workings reached a depth of 1,100 m. Therefore this mine was one of the most important and deepest nonferrous metal ore mines in Germany. The ground water hydraulics in the now flooded mine are characterized by high differences in rock permeability. Mineral water springs were found in deeper levels of the mine. The mine water hydraulics can be described as a system of communicating pipes dominated by shafts and galleries. Degassing triggers a gas lift and a multicomponent turbulent flow. This results in minor differences in the physico-chemical composition of the groundwater within these shafts. Mine dewatering happens by a deep adit with 10 l/s (hydrological summer half-year) and 15 l/s (hydrological winter half-year) respectively. The temperature of the discharge ground water is not less than 20 °C. Therefore there is a high geothermal potential that can be used for domestic heating by heat pump technology.