Bergbau

Vorbemerkung. Des beschränkten Raumes wegen sind auf dieser Tafel die Abstände zwischen Erdoberfläche und 1., 2. etc. Bausohle und demgemäß auch die dazwischen liegenden flachen Erstreckungen der Kohlenflöze bedeutend verkürzt im Verhältnis zu den dargestellten Mächtigkeiten der Flöze und den Abmessungen der Grubenbaue. Die einzelnen Bausohlen etwa je 50 m untereinander liegen.

1 = 2. Kohlenflöz abgebaut nach der Methode des ›streichenden Strebbaues‹, wobei die Hohlräume mit losem Gesteinsschutt und Steinpfeilern wieder ausgefüllt sind (›Bergeversatz‹) bis auf die ehemaligen Förderstrecken, die allmählich zusammengedrückt werden.

2 = Holzpfeiler im Bergeversatz des links vom Förderschacht abgebauten 1. Flözes.

3 = Bergeversatz in den obersten, bis an den Schachtsicherheits-Kohlenpfeiler verhauenen Teilen des 3. und 4. Flözes.

4 = Bergeversatz im 4. Flöz unterhalb dieses Sicherheitspfeilers.

5 = Mauerauskleidung des runden Förderschachtes.

6 = dreibödiges, am Drahtseil herabgelassenes Schachtfördergestell, besetzt mit einfahrenden Mannschaften.

7 = das andre Schachtfördergestell am zweiten Drahtseil, besetzt mit beladenen Grubenwagen, im Hinaufziehen begriffen.

8 = Bergleute beim Auswechseln verbrochener Türstockzimmerung im Querschlage der 1. Bausohle.

9 = Grubenbrand.

10 = Bergleute beim Aufführen eines Mauerdammes zur Absperrung des Brandes.

11 = Bergleute, einen von Brandgasen betäubten Kameraden auf einer Bahre forttragend.

12 = Rohrleitung zum Zuführen frischer Luft.

13 = Fuß des Bremsberges im 3. Flöz und Mündung einer wagerechten Seitenstrecke.

14 = Gegengewicht im Bremsberge, auf Schienen laufend.

15 = Bremsfördergestell mit einem beladenen Wagen, im Herabbremsen nach 13 begriffen.

16 = Bremshaspel.

17 = Holzstapelplatz in der 2. Bausohle (B.S.).

18 = Pferd, einen Zug beladener Wagen im Förderquerschlage der 2. Bausohle nach dem Schachtfüllort schaffend.

19 = streichende Hauptförderstrecke (Grundstrecke), 4. Flöz, 2. B.S., in Sparrenzimmerung.

20 = Kohlenhauer beim Hereinbrechen von Firstgestein flüchtend.

21 = Druckluft-Rohrleitung.

22 = Hauer bei der Kohlengewinnung im 4. Flöz, Sprenglöcher bohrend und die Keilhaue schwingend.

23 = mit eisernen Bögen ausgebaute Hauptförderstrecke im 3. Flöz, 3. Bausohle.

24 = elektrische Lokomotive mit einem Kohlenzuge.

25 = Bergleute im Füllort der 3. Bausohle, zum Ausfahren bereit.

26 = Pferd mit einem Zug leerer Wagen.

27 = Hochbrechen des Wetterschachtes von der 3. nach der 2. Bausohle.

28 = Umbruchstrecke, mit Eisenbögen ausgebaut, um den Schachtfuß herumführend.

29 = Abbauförderstrecke i. Türstockzimmerung

30 = Bergleute am Förderhaspel, einen beim Schachtabteufen (43) gefüllten eisernen Kübel im ›blinden‹ Hilfsschacht am Seil emporwindend u. einen leeren Kübel hinablassend.

31 = gefüllter Abteufkübel, in der Zwischensohle auf niedrigem Wagen nach dem Förderschacht geschafft.

32 = unterird. Wasserhaltungsdampfmaschine mit Schwungrad.

33 = Wassersteigrohrleitung.

34 = Dampfzuleitung.

35 = untere Spannvorrichtung für die im Förderschacht hängenden Kabel zur senkrechten Führung der Fördergestelle.

36 = Schachtsumpf mit Saugkorb und Saugrohr der Wasserhebungsmaschine.

37 = Hauer beim Vortrieb einer Fallstrecke im 5. Flöz.

38 = Lehrhauer, Kohlen in einen Förderwagen füllend.

39 = Förderhaspel, elektr. betrieben.

40 = Gesteinsbohrmaschine, mit Druckluft betrieben, an einer Spannsäule befestigt.

41 = Abziehen eines aus dem Abteufen herauf gewundenen vollen Kübels.

42 = Gesteinsbohrmaschine, auf einem Dreifuß verlagert.

43 = Bergleute im Schachtabteufen bohrend, Kübel füllend, auf Strickleiter fahrend.

44 = Altes Grundgebirge.

45 = Wetterbohrloch zwischen dem Hochbrechen (27) und dem Wetterschacht.

46 = Abzug der verbrauchten Wetter aus der 2. Bausohle in den Wetterschacht.

47 = Fahrabteilung des letztern mit Fahrten (Leitern) und Ruhebühnen.

48 = Mauerdamm.

49 = Einmündungen von Wetterabzugsstrecken des 3. u. 2. Flözes in den Wetterschacht.

50 = Einmündungen von Wetterabzugsstrecken des 3. u. 2. Flözes in den Wetterschacht.

51 = Abzug der Wetter aus dem Wetterschacht in den Saugkanal (53) des Ventilators.

52 = Luftdichte Zudeckung des Wetterschachtes, stark beschwert; darüber ein Gerüst mit einem Förderhaspel für Notfälle.

53 = Saugkanal d. Ventilators, rund ausgemauert.

Wasserhaltung.

Die Wasserhaltung umfaßt alle Einrichtungen zur Freihaltung der für den Grubenbetrieb zu benutzenden Baue von Wassern, zur Verhütung des Ersaufens der Grube. Die Menge der Wasserzuflüsse ist oft bedeutend (in der Minute 5–15 cbm und mehr); sie hängt ab von dem geologischen Bau und der Beschaffenheit des Deckgebirges, dem Vorhandensein von Gebirgsstörungen (Spalten, Verwerfungen), ferner von der Ausdehnung des Abbaues, von der Nähe oberirdischer Wasserläufe oder Wasseransammlungen, von den atmosphärischen Niederschlägen etc. Wo eine dauernde Absperrung gewisser Zuflüsse möglich und zweckmäßig ist, wird wasserdichter Ausbau (s. im Artikel bei Grubenausbau) angewendet oder (in Strecken) eine Querverdämmung aus wasserdichter Mauerung ausgeführt. Gegen plötzliche Wasserdurchbrüche aus etwa anzuhauenden Klüften schützt man sich durch Vorbohren (s.d.) und durch rechtzeitiges Einbauen von Mauerrahmen und eisernen gewölbten Dammtüren, die im Notfalle schnell geschlossen und an jene dicht angeschraubt werden. Ein eingemauertes Bohr mit Absperrventil gestattet, die zurückgestauten Wasser beliebig abzuzapfen; über Wasserabführung (Wasserlosung) durch Stollen s. im Artikel bei Aufschließung. In Tiefbaugruben leitet man die Zuflüsse in Wassersaigen der Sohlenstrecken oder besondern Sumpfstrecken nach dein zur Wasserhebung (Wassergewältigung) bestimmten Schacht in dessen Tiefstes (Schachtsumpf, Tafel I, 36) oder in auf den einzelnen Bausohlen angebrachte Sammelbehälter, von wo dann die Wasser zu Tage gepumpt werden. Bei den maschinellen Wasserhebungsanlagen hat man früher meist die Pumpen selbst in einem Schachtteil (Pumpentrum, Kunstschacht), die Kraftmaschinen dagegen über oder nahe unter Tage aufgestellt und die Übertragung von letztem auf erstere mittels Gestänge bewirkt (Gestängepumpen). Dagegen werden in neuerer Zeit fast nur noch unterirdische Wasserhaltungsmaschinen (Tafel I, 32) in nahe dem Schacht ausgebrochenen, meist ausgemauerten Kammern eingebaut. Sie erhalten die Betriebskraft (Dampf, starkgepreßtes Wasser, Elektrizität) in Rohrleitungen (34) oder Kabeln durch den Schacht zugeführt und drücken die Wasser in Steigrohrleitungen (33) unmittelbar zu Tage oder bis auf eine obere Bausohle, von wo sie durch eine andre Maschine weitergehoben werden. Die neuern unterirdischen Wasserhaltungen sind in Anlage und Betrieb weit billiger als die Gestängemaschinen.

Wetterwirtschaft.

Die Wetterwirtschaft umfaßt alle Maßnahmen zur Lüftung (Bewetterung) der Bergwerke, zur Verhinderung und Unschädlichmachung gefährlicher Gasansammlungen oder Kohlenstaubentwickelungen und zur etwa benötigten Abkühlung übermäßig warmer Betriebspunkte. Der Grubenluft wird beständig Sauerstoff entzogen durch die Atmung der Menschen und Zugtiere, das Brennen der Lichter, die Sprengarbeit, das Faulen des Grubenholzes und chemische Zersetzungsvorgänge in den Mineralmassen und im Nebengestein; durch Sauerstoffentziehung werden die Wetter matt. Unter bösen Wettern versteht man Grubenluft gemischt mit schädlichen Gasen, besonders Kohlensäure (Schwaden, Nachschwaden), Kohlenoxydgas (brandige Wetter), Grubengas (schlagende Wetter), Schwefelwasserstoff (faulige Wetter). Diese Gase entstehen teils bei oben er wähnten Prozessen, teils entwickeln sie sich aus Poren, Klüften und sonstigen Hohlräumen, oder bilden sich bei oder nach Grubenbränden (s. Tafel I, 9) und Grubenexplosionen (s.d.). Das beste Mittel gegen die Entstehung böser Wetter ist ein kräftiger Wetterwechsel. Ein natürlicher Wetterwechsel kann durch Höhenunterschiede zwischen den Tagesöffnungen des Bergwerks sowie durch Temperaturdifferenzen zwischen über und unter Tage herbeigeführt und unterhalten werden, doch ist er, abhängig von Witterungsverhältnissen, Jahreszeiten etc., im allgemeinen ungleichmäßig und unzuverlässig, hört mitunter ganz auf oder geht in die umgekehrte Richtung über. Man hat deshalb neuerdings meistens, besonders auf Steinkohlengruben und im Flachlande, künstlichen Wetterwechsel eingerichtet, indem man gewöhnlich aus dem einen Schacht (Wetterschacht, ausziehender Schacht) die verbrauchten Wetter mittels eines meist neben ihm über Tage aufgestellten großen Grubenventilators (Wettermaschine, s. Tafel I, W.SCH. u.V.) heraussaugt, wodurch im ändern Schacht (einfallender Schacht) eine entsprechend große Menge frischer Luft zum Einströmen gebracht wird, die dann die Grubenbaue auf den ihr vorgeschriebenen Wegen nach dem Ausziehschachte hin durchzieht. Unter Umständen ist jedoch die blasende Weiterversorgung vorzuziehen: alsdann ist der Ventilator unter Tage in der tiefsten Bausohle nahe dem Einziehschacht eingebaut, aus dem er die frische Luft einsaugt und anderseits in die Grubenbaue bläst. Die Bewetterung eines Bergwerks ist um so leichter, d.h. bei einer bestimmten Umlaufsgeschwindigkeit der Wettermaschine können um so größere Luftmengen durch jenes durchgetrieben werden, je weiter der Querschnitt und je kürzer die Länge der Wetterwege, je weniger Richtungs- und Querschnittsänderungen sie aufweisen und je glatter ihre Wandungen sind. Die zu liefernde Luftmenge richtet sich nach der Zahl der gleichzeitig in der Grube beschäftigten Arbeiter und Zugtiere, der Gesteinstemperatur, dem etwaigen Auftreten von Gasen etc.; sie beträgt sehr oft mindestens 2 cbm auf den Kopf und die Minute, auf warmen Kohlengruben mit Grubengasentwickelung häufig noch viel mehr, so zwar, daß die Grubenluft nirgends mehr als 1 Prozent Grubengas enthalten darf. Um alle belegten Betriebspunkte mit den entsprechenden Mengen frischer Luft zu versorgen, ist eine wohldurchdachte, sorgsam hergestellte Wetterführung nötig, verbunden mit einer weitgehenden Teilung des einziehenden Wetterstroms, so daß jedes Flöz und in ihm jede Bauabteilung, etc. von einem besondern Zweigstrome 1., 2. etc. Ordnung durchströmt wird. In Schlagwettergruben dürfen die Wetter nicht abwärts geführt werden. Man läßt daher die frischen Wetter bis zu den tiefsten Bausohlen einfallen, in diesen, nach Bedarf geteilt, zunächst wagerecht fortziehen und dann nach den verschiedenen Vorrichtungsörtern und Abbauen aufsteigen und oberhalb durch die Wettersohle getrennt oder wiedervereinigt nach dem Wetterschacht (Taf. I, 46, 49 u. 50) abziehen. Jeder der einzelnen Ströme wird zwangläufig geführt mit Hilfe von quer eingebauten Wetterdämmen aus Holz oder Mauerwerk (10, 48), Wettertüren mit oder ohne Öffnung und Schieber, Wettervorhängen, Wetterschleusen oder längs eingebauten Zwischenwänden (Wetterscheidern) oder kastenförmigen Holz- oder röhrenförmigen Blechluttensträngen (Wetterlutten) etc. Dicht ausgekleidete Wetterbrücken werden zur Überführung eines Stromes quer über einen andern hinweg angelegt. Zur jederzeitigen Orientierung über System und Einzelheiten der Wetterführung dienen bildliche und schematische Darstellungen (Wetterrisse und Stammbäume), zur Ausübung der täglichen Kontrolle ist oft ein besonderer Wettersteiger angestellt, der auch die erforderlichen Wettermessungen an den dazu eingerichteten Meßstationen mittels Anemometers etc. vorzunehmen und in das Wetterbuch einzutragen hat. Sehr wetternötige Aus- und Vorrichtungsbaue erhalten zweckmäßig Sonderbewetterung mit Hilfe von Druckluft- oder Wasserdüsen, Injektoren oder kleinen Ventilatoren (s. Tafel V, Fig. 4), die durch Blechlutten frische Luft vor Ort blasen (Tafel I, 12). Die Unschädlichmachung trocknen, explosibeln Kohlenstaubes geschieht wirksam durch reichliche Netzung (Berieselung) der Abbaue und Strecken oder durch Einpressen von Wasser in die anstehende, hereinzugewinnende Kohlenwand (Durchtränkung).

Beleuchtung.

Zur Beleuchtung des Arbeitsortes im Bergwerk dienen meist tragbare Lichter und Lampen. Auf schlagwetterfreien Gruben sind am gebräuchlichsten mit Rüböl gespeiste offene kleine Lampen aus Schmiedeeisen (Froschlampen, s. Tafel II, Fig. 1) oder aus Blech. In Sachsen hat man Lämpchen, die in einen innen mit Messingblech ausgeschlagenen, vorn offenen Kasten gesteckt sind (Blenden, s. Tafel III, Fig. 3 u. 4); auf Schlagwettergruben sind geschlossene Wetterlampen (Sicherheitslampen, s.d.) vorgeschrieben.

Zahlreiche neuere Versuche, die weit heller leuchtende Acetylengasflamme für die Beleuchtung namentlich höherer Abbauräume nutzbar zu machen, haben in schlagwetterfreien Gruben vielfach Erfolg gehabt. Elektrische Bogenlichter oder starke, etwa 100 kerzige Glühlampen sind in solchen Fällen neben schwächern Glühlampen auch recht gut zu verwenden, wie Tafel IV, Fig. 1, zeigt; doch ist ihre jedesmalige Entfernung vor dem Wegtun der Sprengschüsse und das Wiederaufhängen wegen der langen Leitungen sehr umständlich. Beim Abteufen eines Schachtes braucht jedoch die zur Erhellung dienende starke Glühlampe nur einfach mittels eines oben stehenden Handhaspels, um den das Leitungskabel gewickelt ist, entsprechend hochgewunden oder herabgelassen zu werden. Ganz besonders aber ist die elektrische Beleuchtung am Platze für die stationäre Erhellung der Schachtfüllorte, der Hauptförderstrecken, in denen wegen des meist herrschenden starken Luftzuges ein andres Licht schwer zu erhalten ist, sowie der unterirdischen Maschinenkammern, Magazine, Pferdeställe, viel begangener Kreuzungspunkte etc., wie nicht minder für die Erhellung der oberirdischen Bergwerksanlagen während der Dunkelheit. Zu diesen Zwecken benutzt man gewöhnliche Glühlampen von etwa 16–25 Kerzenstärken, auf Grubenplätzen und in Tagebauen meist Bogenlichter.

Auch bei Ausführung von Not- und Rettungsarbeiten in matten, unatembaren oder entzündlichen Wettern leistet die elektrische Beleuchtung, meist in Gestalt tragbarer Akkumulator-Glühlampen von 1–3 Kerzen Stärke, den nach Erfordernis mit Sicherheitsapparaten ausgerüsteten Bergleuten vortreffliche Dienste.

Bergbau I. (Durchschnitt eines Steinkohlenbergwerks.)

Bergbau II. Erzbergbau.

Bergbau III. Erzbergbau.

Bergbau IV. Elektrischer Betrieb.

Bergbau V. Elektrischer Betrieb.