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letzterer mit einer sogen. Kappe b verbunden werden. c Pfähle zwischen Gestein und Kappe, um das Hereinfallen einzelner Gesteinsblöcke (Wände) zu verhindern. d Spreize, darauf das Laufbrett e und die Schienen f, darunter bei g die Wassersaige. Bei geringem Druck stehen die Thürstöcke vertikal, bei viel Seitendruck unten divergierend. Öfters müssen aber Bergarbeiten in solchen Gesteinen ausgeführt werden, die außerordentlichen Druck ausüben und so lose und mit Wasser geschwängert sind, daß sie beim Anhauen fortfließen (schwimmendes Gebirge), die ausgehauenen Räume erfüllen und, soviel wie dann auch weggefördert werden mag, durch die einmal entstandene Öffnung immer wieder nachtreten.
Hier und bei mehreren andern nicht stehenden Gesteinen und in dem Bruchbergbau wendet man die sogen. Getriebezimmerung an. Bei ihr setzt der Arbeiter zuerst ein Paar Thürstöcke, ist die Sohle nicht fest, auf die Grundsohle, nimmt 5-8 cm starke, 1 Lachter lange und 6-20 cm breite Pfähle, steckt mit denselben um Thürstöcke und Kappe an und treibt sie ein Stück in das lose Gestein ein. Hierbei wird, um das Vorschießen des Sandes oder rolligen Gesteins auf die Strecke zu verhüten, ein Schutz von starken Pfosten hinter die Thürstöcke gestellt.
Sind die Pfähle 1 m weit vorwärts getrieben, so nimmt man einzelne Pfosten, von oben anfangend, aus dem Versatz heraus, füllt das Gestein weg und fährt auf diese Weise bis zu der Bodenpfoste fort. Hat man durch diese Wegfüllbarkeit das Ende der Ansteckpfähle erlangt, so setzt man ein Paar Helferthürstöcke, treibt die Pfähle noch 1 m weiter vor und baut nunmehr die Pfändung. Übt das durchtriebene Gebirge sehr starken Druck aus, so müssen zwischen zwei Paar Ansteckthürstöcken auch zwei Paar Helfer stehen.
Bei ganz ungewöhnlichem Druck werden die Abtreibepfähle, in seltenen Fällen auch die Thürstöcke von Eisen [* 2] hergestellt. Die Getriebezimmerung wendet man auch dann an, wenn gewöhnliche Thürstöcke bei einigermaßen starkem Druck morsch geworden und neu einzuwechseln sind; sie heißt dann Abtreibearbeit. Die Schachtzimmerung dient nicht allein zur Unterstützung des Gesteins, sondern ist auch erforderlich, um Fahrung und Befestigung der verschiedenen Maschinenteile herzustellen.
Bei der Unterstützung des Gesteins ist dieselbe von doppelter Art, nämlich gewöhnliche Schacht- und Schachtgetriebezimmerung. Sind nur die kurzen Stöße, was bei Gängen, auf denen Schächte abgesunken werden, der Fall ist, zu verzimmern, so müssen, wie bei dem Kastenverschlag (doch hier in fallender Richtung), starke Rundhölzer (Stempel) vom Hangenden nach dem Liegenden angetrieben, dieselben mit Schwarten verschossen und dahinter mit Bergen [* 3] versetzt werden.
Ist das ganze Schachtgestein nicht haltbar, so sucht man irgend eine feste Stelle aus, haut hier tiefe Bühnlöcher und legt in die beiden kurzen Stöße zwei sogen. Tragstempel rechtwinkelig auf das Fallen [* 4] des Schachtes. Diese Tragstempel sind besonders starke Stücke Holz, [* 5] auf welche die eigentlichen Schachtgeviere, die aus zwei langen und zwei kurzen, an ihren Enden eingeschnittenen Jöchern bestehen, so zu liegen kommen, daß sie am Einschnitt zur Hälfte übereinander greifen.
Führen einzelne Schichten des durchsunkenen Gebirges sehr viele Wasser, so wird, um diese dem Tiefsten der Schächte nicht zufallen zu lassen, mit wasserdichter Zimmerung durch dieselben gegangen. Diese erfordert sehr viel Sorgfalt bei der Herstellung und eine gute Verdämmung mit Thon und Belegung von in Fett getränktem Hanf. Der Bergversatz findet fast nie allein, sondern in Verbindung mit Zimmerung hauptsächlich in Abbauen seine Anwendung. Durch ihn werden die ausgehauenen Räume teilweise oder ganz mit vorrätigen Bergen ausgesetzt.
Die Füllung geschieht auf die Weise, daß man von Unterzugstempel zu Unterzugstempel von den größten Bergwänden eine Art Mauer aufführt und hinter derselben die klaren Berge bis zur Firste aufstürzt. Der Bergversatz wird auf Quer- und Strebebauen, insofern letztere auf Erzgängen stattfinden, ziemlich rein, beim Abbau mächtiger Steinkohlenablagerungen aber in Verbindung mit Stempelung angewendet. Bei letzterm ist er von außerordentlicher Wichtigkeit, und die verstürzten Berge werden hier nach Verlauf einiger Jahre so fest, daß sie bei weitem besser stehen als die »unverritzten« Steinkohlen selbst.
Die Grubenmauerung dient zur Unterstützung der ausgehauenen Räume durch Einbauen von Steinen. Die Mauerung ist teurer als die Zimmerung, leistet aber dafür auch bei weitem mehr Widerstand, sichert die Grubenräume besser und hält lange aus. Ist in einer Gegend das Holz sehr teuer, sollen die Zechen lange Jahre auf erhalten werden, und fällt nicht immerwährend Wasser auf die Zimmerung, so wählt man lieber Mauerung; auch bringt man sie gern da an, wo nur durch sehr starke Zimmerung dem Druck begegnet werden kann.
Die anzuwendenden Materialien sind Steine und Luft- oder Zementmörtel. Man unterscheidet Strecken- und Schachtmauerung. Jene ist sehr verschieden, je nachdem die Firste und die Sohle der Strecke oder des Stollens fest ist oder nur eine oder beide Ulmen unterstützt werden müssen. Man errichtet im ersten Fall eine gewöhnliche Scheiben- oder, wenn der Druck stark ist, eine flach gekrümmte Bogenmauerung. Ist dagegen die Firste allein zu verwahren, so sprengt man in derselben einen Bogen. [* 6]
Sobald Firste und Ulmen nicht stehen, wird elliptische Mauerung angebracht. Ist auch die Sohle nicht fest genug, um das Gewölbe [* 7] unmittelbar daraufstellen zu können, so legt man einen Grund von Quadern und stellt darauf ganze Ellipsenmauerung. Jeder Streckenmauerung muß eine leichte Verzimmerung vorangehen; dann werden Widerlagen gehauen, wo sie notwendig sind, Lehrbogen aufgestellt, dieselben verschalt und nun die Mauerung ausgeführt. Zum Streckenbetrieb in lockern und schwimmenden Massen ist die Mauerung nicht anwendbar.
Eine ganz besondere und höchst eigentümliche Art der Schachtmauerung ist die Senkmauer, zum Abteufen seigerer Schächte im losen Gebirge sehr geeignet. Zuerst teuft man mit Abtreibearbeit soweit wie möglich nieder, setzt in diese Verzimmerung die Senkmauerung ein, zu welchem Behuf man auf die Sohle des Schachtes einen Kranz von Eichenholz legt, der aus einer doppelten Lage starker Bohlen besteht, die mit Pflöcken aufeinander befestigt sind, und dessen äußerer Rand mit einem scharf zulaufenden eisernen Schuh versehen ist.
Diesem eichenen Ring korrespondierend, wird 2 m weiter oben ein zweiter, der gegen den untern mit Latten abgespreizt wird, angebracht. Jetzt mauern die Bergleute den Raum zwischen beiden Kränzen aus und bilden dadurch einen Cylinder von Steinen, unter welchem nach und nach ganz vorsichtig das schwimmende Gebirge hinweggenommen wird, worauf sich der Cylinder um so tiefer senkt, je mehr Lagen von Steinen oben aufgemauert werden. Statt der Senkmauerung beim Durchteufen schwimmender Massen und auch zur wasserdichten Auskleidung runder Schächte bedient man sich zuweilen übereinander ¶
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stehender gußeiserner Ringe, jeder aus einzelnen Segmenten bestehend. Diese Stücke stützen sich sämtlich mittels vorspringender Ränder gegeneinander, welche bei Senkarbeit nach innen und dann durch Schrauben [* 9] verbunden, sonst aber nach außen gekehrt sind. Die Fugen verdichtet man durch zwischengelegte dünne Holzbrettchen und Verkeilen.
Fahrung. Wetterführung. Beleuchtung.
Fahrung. Das Ein- und Ausfahren der Arbeiter erfolgt in der Regel auf Fahrten oder Leitern, die, seltener frei schwebend und nur durch Seile verbunden, meistens an den Seitenwänden der Schächte mit Haken an der Zimmerung befestigt sind und auf in Zwischenräumen von 7,5-9 m angebrachten Bretterböden (Bühnen) ruhen. Zur bequemen Fahrung müssen die Fahrten geneigt stehen, am zweckmäßigsten unter einem Winkel [* 10] von 70-75°. Diese Vorrichtung ermüdet bei großer Teufe der Schächte den Fahrenden sehr stark, nimmt viel Zeit in Anspruch und wirkt auf die Gesundheit der Arbeiter schädlich.
Treppen [* 11] oder ins Gestein eingehauene Stufen sind nur bei geringerer Neigung der Schächte anwendbar; Rutschen (nur für das Einfahren) sind geneigte runde oder zum Sitz passend bearbeitete Balken oder zwei dicht nebeneinander gelegte abgerundete Pfosten, auf welchen der Fahrende sitzend hinabgleitet, indem er sich an einem seitwärts befindlichen Seil hält (Salzkammergut). [* 12] In tiefen Schächten findet man jetzt fast überall die Fahrung am Seil, d. h. das Ein- und Ausfördern der Belegschaft mittels der gewöhnlichen Fördermaschine auf dem Fördergestell.
Allerdings wird dadurch ein Teil der Zeit der Förderung im Schacht entzogen, aber es wird ohne irgend welche kostspielige Einrichtung die Zeit und Kraft [* 13] des Arbeiters geschont, welche er nun der Gewinnung und Förderung der Mineralien [* 14] widmen kann. Hauptbedingung bei dieser Methode ist die sorgsamste Überwachung des ganzen Apparats, namentlich eine mindestens täglich einmal vorzunehmende genaue Revision aller gehenden Teile. Einen wichtigen Fortschritt bezeichnen die 1833 von Dörell erfundenen Fahrkünste (s. d.).
Wetterführung (Wetterlosung) ist die Besorgung der Gruben mit frischer Luft und die Verteilung derselben auf die Grubenbaue. In diesen letztern wird die Luft durch das Atmen und die Hautausdünstung der Arbeiter und der Tiere, durch die Lichter und Lampen, [* 15] durch die Sprengarbeiten, durch Fäulnis- und Vermoderungsprozesse, durch die Oxydation mancher Gesteinsbestandteile und durch Gase [* 16] verdorben, welche aus dem Gestein, besonders aus Steinkohlen, entweichen.
Die reine Luft (gute Wetter) [* 17] wird durch die genannten Prozesse ihres Sauerstoffgehalts teilweise beraubt (matte, schlechte Wetter) und dagegen mit Kohlensäure, aber auch mit andern Gasen beladen. Letztere sind zum Teil entzündlich (Grubengas) und explodieren, mit Luft gemischt, bei Annäherung einer Flamme [* 18] (schlagende Wetter), oder sie sind direkt giftig, wie das Kohlenoxyd (brandige Wetter), oder wirken erstickend, wie die Kohlensäure (Schwaden). Diese kohlensäurereichen (schweren) Wetter sammeln sich mehr am Boden der Strecken an, besonders in Räumen, welche wenig oder gar nicht betreten werden, und führen Unglücksfälle herbei, wenn die Arbeiter unvorsichtig in solche Räume gelangen.
Gegen die schlagenden Wetter wendet man die Sicherheitslampen an, deren Erfolg indes aus verschiedenen Gründen kein völlig befriedigender ist. Viel bedeutsamer ist die Ventilation, der natürliche und künstliche Wetterwechsel in den Gruben, welchem in neuerer Zeit die größte Aufmerksamkeit geschenkt wird. Den natürlichen Wetterwechsel sucht man mit allen Mitteln zu befördern, doch bleibt derselbe unsicher, da er völlig abhängig ist von dem Unterschied der Temperatur und der Dichtigkeit der Luft über und unter Tage und bisweilen den Luftzug völlig umkehrt, so daß die Wetter dort ausziehen, wo sie zu andern Zeiten eingezogen sind.
Jedenfalls reicht der natürliche Wetterwechsel bei weitem nicht hin, um die Reinheit der Luft in den Bergwerken zu garantieren, u. man wendet daher verschiedene Mittel an, um künstlich Wetterwechsel herbeizuführen. Wetteröfen erbaut man über Tage neben dem Schacht, aus welchem ein besonderer Kanal [* 19] zum Ofen führt, welcher die Wetter aus dem Schacht zieht; zur Belebung des Zugs baut man über dem Ofen wohl noch einen Turm. [* 20] Häufiger benutzte man bisher Wetteröfen unter Tage.
Man stellt sie stets seitlich von dem ausziehenden Wetterschacht und verbindet sie mit diesem durch einen mäßig ansteigenden Kanal. Die Öfen [* 21] sind gemauert, mit Gewölben und meist sehr großen Rostflächen versehen. Indem sie eine stark erhitzte Luftsäule schaffen, erzeugen sie einen lebhaften Zug in dem Schacht. In neuerer Zeit gibt man den Wettermaschinen ganz allgemein den Vorzug, weil sie weitaus am zuverlässigsten funktionieren. Sie wirken entweder luftverdünnend, saugend oder luftverdichtend, blasend und werden meist durch Dampfmaschinen [* 22] betrieben. Der Harzer Wettersatz [* 8] (Fig. 5) besteht aus einem oben offenen Kasten a b c d, in welchem ein zweiter, unten offener, oben geschlossener Kasten e f g h durch mechanische Kraft auf- und abbewegt werden kann.
Der erste Kasten ist bis i k mit Wasser gefüllt, durch seinen Boden geht eine Röhre l m, welche nach unten mit der Lutte n verbunden, bei l durch ein sich nach oben öffnendes Ventil [* 23] geschlossen ist. Ein ähnliches Ventil o befindet sich auf dem Deckel des Kastens e f g h. Beim Aufziehen des Kastens wird Luft durch n m l angesogen und beim Niedergang ausgestoßen, der Apparat wirkt also saugend. Die Wettertrommel besteht aus einer Flügelwelle innerhalb eines Gehäuses, welches mit einer zentralen Saug- und einer tangentialen Ausblaseöffnung versehen ist, und wirkt, je nachdem man die Lutten an die eine oder die andre Öffnung anbringt, saugend oder blasend.
Man hat auch Wettertrommeln konstruiert, welche zu gleicher Zeit blasend und saugend wirken. Die Flügel können radial stehen, konvex oder konkav gekrümmt sein (Eckart, Rittinger). Ventilatoren für ganze Grubengebäude werden stets saugend angewendet, sind an der Peripherie offen und somit in der Regel ohne eigentliches Gehäuse, indem sie zwischen zwei vertikalen, parallelen Mauern aufgestellt sind. Sie haben den Vorteil, daß sie beim Stillstand den Schacht nicht verschließen, vielmehr den Wetterzug auf natürlichem Weg bestehen lassen (Guibal, Latoret). Zu den Wetterrädern gehört der Ventilator von Fabry [* 8] (Fig. 6). Derselbe entspricht den Rotationspumpen und besitzt auf beiden Seiten der Achse eines jeden Rades ein Gußstück mit drei radialen Armen und
[* 8] ^[Abb.: Fig. 5. Harzer Wetterfaß.] ¶