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Titel
Bergbau,
[* 1] der Inbegriff aller
Arbeiten, mittels welcher nutzbare Fossilien in der
Masse des Erdkörpers aufgesucht, gewonnen,
zu
Tage geschafft und auf mechanischem Weg durch
Aufbereitung (s. d.) von unnutzbaren
Bestandteilen
befreit werden. Die dabei
gewonnenen Rohprodukte sind entweder schon Handelsware
(Steinkohlen,
Braunkohlen,
Steinsalz,
Braunstein),
oder bedürfen noch einer chemischen Behandlung (durch Hüttenprozesse) zum Behuf der
Ausscheidung der
Metalle und deren
Verbindungen
sowie gewisser
Nichtmetalle
(Schwefel,
Antimon,
Arsen etc.). Die
Berechtigung zum Betrieb des
Bergbaues wird auf
Grund eines Berggesetzes
durch landesfürstliche
Verleihung erteilt, und man versteht unter
Bergwerk den Inbegriff aller durch eine solche
Verleihung erworbenen Besitzungen.
Zur Orientierung über die Lagerungsverhältnisse der Lagerstätten nutzbarer
Mineralien
[* 2] sowie über
Lage und
Ausdehnung
[* 3] der
unterirdischen
Baue und ihre Beziehungen zur Tagesoberfläche dient die
Markscheidekunst (s. d.), ohne deren
Hilfe
Bergbau überhaupt
nicht geführt werden kann. Die
Beschreibung der Veranstaltungen und Vorrichtungen zur Aufsuchung und Gewinnung von
Mineralien
und die
Aufstellung der hierbei zu befolgenden
Regeln ist
Zweck der
Bergbaukunde.
Vorkommen der nutzbaren Fossilien und ihre Aufsuchung.
Die nutzbaren Fossilien finden sich in der Erdrinde auf Gängen, Lagern und Flözen, Stöcken, Stockwerken, Nestern oder Putzen, Nieren, Seifen und oberflächlichen Lagerstätten. Gänge sind plattenförmige Lagerstätten [* 1] (Fig. 1 a) hauptsächlich metallischer Fossilien von variabler Dicke (Mächtigkeit), welche als ausgefüllte Gangspalten das Gebirge A (Nebengestein), in welchem sie vorkommen (»aufsetzen«),
seiner Schichtung nach »durchschneiden«. Steht der Gang [* 4] nicht senkrecht, so nennt man das darüber befindliche Gestein Hangendes, das darunter befindliche Liegendes. Die Richtung der Gangebene der Länge nach heißt die Streichungslinie und der Winkel, [* 5] den sie mit der magnetischen, durch den Kompaß [* 6] zu ermittelnden Mittagslinie bildet, das Streichen, während man mit Fallen [* 7] den nach dem Gradbogen zu bestimmenden Winkel bezeichnet, unter welchem der Gang in die Tiefe setzt.
Lager [* 8] und Flöze [* 1] (Fig. 1 b) sind zum Unterschied von den Gängen den Schichten parallel gelagert und zwar erstere in ältern, letztere in jüngern Formationen (von der Steinkohle an nach oben). Man findet auf diese Weise sowohl metallische Fossilien als auch besonders Stein- und Braunkohlen sowie Steinsalz in der verschiedensten Mächtigkeit und häufig in mehreren durch taubes Gestein getrennten Lagen übereinander abgelagert. Stöcke sind Lagerstätten von sehr großer Mächtigkeit, nach einer bestimmten Längenerstreckung ausgedehnt und danach liegende oder stehende Stöcke [* 1] (Fig. 1 c) genannt.
Stockwerke bestehen aus einem System sich vielfach kreuzender kleiner Erzgänge. Nester oder Putzen sind kleine Stöcke von Fossilien, welche von dem sie umgebenden Gestein völlig verschieden und unregelmäßig darin verteilt sind. Nieren enthalten bei knollenförmiger Gestalt die Massen um gewisse Zentren der Anziehung angeordnet, während Seifen von ihrer ursprünglichen Lagerstätte fortgeschwemmte Trümmer bilden, welche Metalle oder metallische Verbindungen (Gold, [* 9]
^[Abb.: Fig. 1. Gänge, Lager und Flöze. c Stöcke. A Nebengestein.] ¶
mehr
Platin, Zinnerze) führen können. Oberflächliche Lagerstätten bilden sich noch vor unsern Augen, z. B. Raseneisensteine, Torfmoore.
Deutet die geognostische Beschaffenheit eines bestimmten Terrains auf das Vorhandensein von nutzbaren Lagerstätten, so schreitet man zur Auf- und Untersuchung derselben durch Schürfen bei höherer und durch Bohren bei tieferer Lage unter der Erdoberfläche (unter Tage). Die eigentlichen Schurfarbeiten bestehen in der Ausführung von Schurfgraben oder Röschen in der Richtung des Streichens der Gebirgsschichten beim Vorhandensein eines Ausgehenden oder quer gegen das Streichen zur Aufsuchung des Ausgehenden, ferner in der Anlage einzelner, nicht weit voneinander entfernter Schurfschächte von mäßiger Tiefe und bei wechselnden Niveauverhältnissen der Oberfläche, auch wohl in der Anlage eines horizontalen Schurfstollens von einem tiefer gelegenen Punkt, einem Thal, [* 11] aus.
Ist die Lagerstätte mit jüngern Gebilden von größerer Mächtigkeit überdeckt, so bringt man auf derselben Bohrlöcher nieder und zwar in Massen von geringem Zusammenhalt (Dammerde, Lehm, Thon) mittels eines Schnecken- oder Erdbohrers, bei größerer Festigkeit [* 12] mittels eines Schlangen- oder Schraubenbohrers und bei sehr hartem Gebirge mittels eines Meißelbohrers, welcher unter zeitweiliger Drehung (Umsetzen) an einem festen Gestänge oder an einem Seil in stoßende Bewegung versetzt wird. Die mittels eines Löffels (Schmandlöffel) von Zeit zu Zeit aus dem Bohrloch herausgeholte zerkleinerte Masse (Bohrmehl, Bohrschmand) läßt Schlüsse auf die Beschaffenheit der durchbohrten Schichten zu.
Die Gewinnungs- oder Häuerarbeiten gestalten sich je nach den Verhältnissen sehr verschieden und werden teils durch die Hand [* 13] des Arbeiters, teils durch Maschinen ausgeführt. Die Arbeit des Wegfüllens findet ihre Anwendung für lose, lockere Massen, als Dammerde, Seifengebirge, Sand, Gruß, Braunkohle und bereits gewonnene und aufgestürzte Fossilien, die von dem Ort, wo sie lagern, nach einem andern gebracht werden. Das Werkzeug (Gezähe), welches bei dieser Arbeit in Gebrauch kommt, besteht aus Schaufeln, Kratzen, Gabeln, dem rechenartigen Kräl, Spaten und Trögen.
Die Keilhauenarbeit für schon zusammenhängende, aber doch milde Gesteine wird behufs der Gewinnung von Lehm, Letten, Schieferthon, Gips, [* 14] Steinsalz, Steinkohlen in Anwendung gebracht. Als weiteres Gezähe benutzt man die Doppelkeilhaue, Schrämhammer, Breithaue, Schrämspieß und Axt. Die zu gewinnenden Massen werden durch einen Schram, meist parallel der Lagerungsfläche oder horizontal, häufig auch durch einen Schlitz rechtwinkelig gegen den Schram frei gemacht.
Die Schlägel- und Eisenarbeit, früher bei Gesteinen von allen Festigkeitsgraden mit Ausnahme der höchst festen und höchst milden sowie der lockern Massen angewandt, erfordert als Gezähe das Fäustel (Schlägel) [* 15] und das Eisen. [* 16] Bei der Arbeit wird die kulpige Spitze des Eisens, das Örtchen, angenäßt, an das Gestein gesetzt und mit dem Fäustel auf den obern Teil geschlagen, wodurch streifenweise die Gesteinsmassen abgesprengt werden. Diese Arbeit hat an Wichtigkeit ungemein verloren seit Anwendung der weit wirksamern Sprengarbeit, welche sich des Sprengpulvers bedient und in neuerer Zeit durch Einführung kräftigerer Sprengmittel (Dynamit etc.) und sicherer Zündungen [* 17] ungemein ausgebildet worden ist (vgl. Sprengen). [* 18]
Dem Bohrloch, welches mit Bohrer [* 19] und Fäustel hergestellt, mit Sprengmaterial gefüllt, mit quarzfreiem, geschlämmten Lehm, Thonschiefermehl etc. besetzt und mit Zündung versehen wird, muß eine Vorgabe gegeben werden, es muß Gestein über und unter sich haben, damit der Schuß genügend wirken kann. Nach abgethanem Schuß werden die nicht herabgefallenen, noch lose am festen Gestein sitzenden Partien mittels Brechstangen, Spitzhämmer, durch Eintreiben ungelochter Keile (Fimmel, Wölfe) mittels schwerer Hämmer (Treibfäustel) in entstandene Ritzen hereingewonnen (das Abräumen, Hartmachen).
Die Sprengarbeit soll 1613 durch Martin Weigel oder Weigold in Freiberg [* 20] erfunden sein, kam erst 1632 nach Klausthal und wurde auch in Sachsen [* 21] erst seit 1643 allgemeiner gebräuchlich. Sie hat auch das uralte, von Ägyptern und Römern geübte, bei sehr festem Gestein gebräuchliche Feuersetzen verdrängt, bei welchem Holzstöße nach bestimmten Regeln gegen und vor die zu bearbeitenden Stellen aufgerichtet und verbrannt wurden. Das durch die Hitze ausgedehnte Gestein erhält Risse, fällt zum Teil herab oder kann mittels Brechstangen, Bohr- und Schießarbeit nun leichter gewonnen werden.
Wasser wird zur Gewinnung verwendet namentlich in Salzbergwerken zur Bildung von Salzsolen in Bohrlöchern oder Sinkwerken, auch bei der Ausbeutung von Seifen, indem ein kräftiger Wasserstrahl die Seifenmassen fortführt und eine Scheidung der schweren Erzteile von dem leichtern tauben Gestein herbeiführt. In neuerer Zeit hat man auch im Grubenbetrieb die Handarbeit durch Maschinen zu ersetzen gesucht, namentlich hat man Bohrmaschinen [* 22] angewandt, welche durch die Hand, durch gepreßtes Wasser oder komprimierte Luft, seltener durch Dampf, [* 23] betrieben werden und große Vorteile gewähren. Weniger Bedeutung haben bis jetzt die Schrämmaschine (s. d.) und die Maschinen zur Vermeidung der Schießarbeit in Gruben, welche durch schlagende Wetter stark gefährdet sind.
Durch die aufgeführten Gewinnungsarbeiten werden ober- und unterirdische Räume gebildet, welch letztere den allgemeinen Namen Grubenbaue führen. Die Gesamtheit planmäßig betriebener Grubenbaue nennt man Grubengebäude, Grube, Zeche. Die Grubenbaue sind hinsichtlich ihrer Einrichtung höchst mannigfach; die meisten derselben verlangen aber wegen der einzubringenden Zimmerung oder Mauerung eine sehr regelmäßige Gestalt. Dem Zweck nach teilen sie sich in Versuchs- oder Hoffnungs-, in Ab- und Hilfsbaue.
Die Versuchsbaue haben die Bestimmung, bauwürdige Mittel aufzufinden. Die Abbaue haben lediglich die Gewinnung der nutzbaren Fossilien zum Zweck; die Hilfsbaue aber tragen dazu bei, dieselbe zu ermöglichen, indem der Bergmann durch sie in den Stand gesetzt wird, zu den nutzbaren Bergwerksprodukten zu gelangen, die Förderung zu bewirken und die schädlichen Wetter [* 24] und Wasser abzuführen. Hierher gehören Förder-, Kunst-, Wetterschächte, Radstuben etc. Ihrer Form nach unterscheidet man stollen- und schachtartige Grubenbaue. Erstere werden von dem Querschnitt eines Prismas im wesentlichen in horizontaler Richtung auf größere oder geringere Längen ins Gebirge hineingetrieben und eigentliche Stollen (c d in [* 10] Fig. 1) genannt, wenn sie eine Tagesöffnung (Mundloch c) haben, dagegen Strecken, wenn dieses nicht der Fall ist, sondern die mehr oder weniger horizontalen Kanäle nur innere Grubenräume untereinander verbinden (b in [* 10] Fig. 2). Das Ende der Stollen und Strecken nennt man Ort, ihre Decke [* 25] Firste, den Boden Sohle und die Seitenwände Ulmen oder Stöße. Sie stehen entweder im Festen, oder sind durch Mauerung ¶
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oder Zimmerung unterstützt; eine hölzerne, horizontale Scheidewand (d in [* 26] Fig. 4, Tragewerk) teilt die Stollen in zwei Räume, von denen der obere zur Befahrung und Förderung, der untere g (Wassersaige) zur Wetterlosung und Wasserabführung dient. Außerdem kann der Zweck eines Stollens das Zugängigmachen (Aufschließen, Ausrichten) der Lagerstätte sein, um von dort aus nach der Höhe vorhandene Fossilien zu gewinnen, wenn die Lagerstätte nicht von jüngern Formationen überlagert ist und die Oberfläche nicht erheblichere Niveauverschiedenheiten besitzt.
Ist dieses der Fall, so muß die Lagerstätte durch mehr oder weniger vertikale Grubenbaue (Schächte) zugänglich gemacht werden (e in [* 26] Fig. 1), welche dann gleichzeitig zur Förderung (Treibschacht), zur Fahrung (Fahrschacht), zur Wasserhebung (Kunstschacht), zur Wetterzirkulation (Wetterschacht), zum Einlassen von Materialien (Hängeschacht) etc. dienen können. Zuweilen sind aber für einzelne dieser Zwecke besondere Schächte vorhanden. Nur bis auf Stollen des Wetterwechsels wegen niedergehende Schächte nennt man Lichtlöcher.
Die Schächte, deren Tagesöffnung Hängebank und die Seitenwände Stöße heißen, sind entweder in den
Lagerstätten niedergebracht (abgesunken, abgeteuft), folgen dann deren Fallwinkel, sind danach mehr oder weniger geneigt
(tonnlägig) und finden sich hauptsächlich beim Gang
bergbau, oder man teuft die Schächte vertikal (seiger) ab. Im erstern
Fall sind sie rechteckig, im letztern rechteckig, quadratisch, rund, elliptisch und regelmäßig polygonal
im Querschnitt, je nach Gewohnheiten der Lokalität, dem vorhandenen Gebirgsdruck und der Art der Unterstützung.
Die Dimensionen der Schächte richten sich hauptsächlich nach ihrem Zweck, der Größe der Förderung etc. Behufs des Abbaues treibt man meist vom Schacht aus nach der Lagerstätte in gewissen Abständen untereinander horizontale Kanäle (Strecken), welche durch Schächtchen in gewissen Entfernungen miteinander verbunden werden, teils der Wetterzirkulation wegen, teils um den Abbau vorzurichten [* 26] (Fig. 2 a Schacht, b Strecken, c Absinken, d Abbau), teils zum Herabstürzen gewonnener Erze auf Plätze (Füllörter), von wo der Transport sich bequem beschaffen läßt (Rollschächte).
Das Abteufen der Schächte geschieht von Tage nieder in festem oder ziemlich festem Gebirge durch Schießen [* 27] eines Einbruchs und Nachnehmen der Schachtstöße, welche durch Zimmerung, Mauerung oder Eiseneinbau geschützt werden. In sehr brüchigem oder schwimmendem Gebirge teuft man mittels Abtreibezimmerung oder mittels eingesenkter Mauer- oder Eisenschächte ab. Kinds Verfahren besteht im Abbohren mit nachheriger Verdichtung der Schachtwände im toten Wasser. In Amerika [* 28] bohrt man auf der Schachtsohle eine größere Zahl von 60 m tiefen Löchern mittels Diamantbohrer, füllt sie wieder mit Sand, beschickt sie in 1-1,25 m Tiefe mit Dynamit und entzündet sämtliche Ladungen gleichzeitig, so daß die ganze Schachtscheibe in der Mächtigkeit, welche die Tiefe der Ladung bedingt, losgelöst wird. Im schwimmenden Gebirge hat man in neuester Zeit mit Erfolg künstliche Temperaturerniedrigung angewandt. Man bringt in dem Gebirge eine einfache Rohrleitung an und läßt in dieser auf einer Eismaschine stark abgekühlte Chlorcalciumlauge zirkulieren, bis die den abzuteufenden Schacht umgebenden Massen vollständig gefroren sind und nun hinreichende Festigkeit besitzen.
Abbaumethoden.
Die Abbaumethoden, die Art und Weise, wie die zugängig gemachten Lagerstätten in Bau genommen werden, richten sich hauptsächlich nach ihrem lokalen Charakter, nach ihrem Fallen, der Mächtigkeit, der Beschaffenheit des Nebengesteins etc. Im allgemeinen richtet man auf Gängen Firsten-, Strossen- und Querbau, auf Lagern und Flözen Strebe- u. Pfeiler-, auf Stöcken Bruch- u. Stockwerksbau ein. Beim Firstenbau wird vom Schacht a [* 26] (Fig. 3) aus eine Grundstrecke b getrieben, diese mit Zimmerung od. Mauerung versehen und oberhalb der Zimmerung (Firstenkasten) oder Mauerung der Firste (Firstengewölbe) c bis zum Punkte d ein Stoß vom Schacht abgetrieben, über diesem ein zweiter bis e, darüber ein dritter bis f. Dadurch entstehen treppenförmige Arbeitspunkte bei d, e und f für die auf dem ausgehaltenen tauben Gestein g (Bergversatz) stehende Mannschaft.
Durch das Rollloch h in der Zimmerung oder Mauerung gelangt das Erz auf die Förderstrecke. Der jetzt meist verdrängte Strossenbau ist eine Umkehrung des Firstenbaues. Er geht von einer Strecke aus in terrassenförmigen Absätzen, statt nach oben, nach unten, und der Arbeiter steht, statt auf dem Bergversatz, auf der zu gewinnenden Gangmasse seiner Strosse; über sich hat er in dem ausgehauenen Raum Zimmerung (Kastenschlag), auf dieser den Bergversatz. Man wendet den Strossenbau mehr bei edlen Erzen an, um diese auf einer soliden Unterlage ohne Verlust ausklauben zu können.
Wenn ein Gang die Mächtigkeit von 2 Lachtern überschreitet, so kann der Firsten- oder Strossenbau wegen zu großer Kosten bei der Verzimmerung nicht mehr in Anwendung kommen. Man hat daher zu Schemnitz in Ungarn [* 29] auf dem äußerst mächtigen Spitabergang eine besondere Art des Abbaues, den sogen. Querbau, eingeführt. Bei ihm wird am Liegenden der Lagerstätte eine Strecke, welche mit dem Förderschacht in Verbindung steht, getrieben, das ganze Mittel in mehrere horizontal übereinander liegende, 1 Lachter hohe Abteilungen (Stöcke) gebracht und hierauf eine derselben in Angriff genommen.
Der eigentliche Abbau erfolgt nunmehr auf rechtwinkelig von der Förderstrecke nach dem Hangenden hinüberlaufenden, 2-2,8 m breiten Örtern (Querstrossen), in denen das fallende taube Gestein zur Seite verstürzt, die Ausfüllung aber sofort vollkommen bewirkt wird, wenn die ganze Querstrosse ausgehauen ist. Übrigens kann man in Distanzen von 6 zu 6 Lachtern so viel Querstrossen in Angriff nehmen, als für den Grubenhaushalt zweckmäßig erscheint. Sobald eine Sohle abgebaut ist, rückt der Bau in eine höhere oder in eine tiefere vor. Außer in Ungarn ist der Querbau
[* 26] ^[Abb.: Fig. 2. Abbaustrecken.]
[* 26] ^[Abb.: Fig. 3. Firstenbau.] ¶
Im Meyers Konversations-Lexikon, 1888
Titel
Bergbau.
[* 1] Von den Unfällen, zu welchen der
Bergbau Veranlassung gibt, sind am furchtbarsten
die Explosionen schlagender Wetter, weil sie in der Regel einen großen Teil der Belegschaft treffen, wobei dann zuweilen Hunderte
von Bergleuten getötet werden. In den mit schlagenden Wettern behafteten Gruben werden Sicherheitslampen (Wetterlampen), erfunden
von Davy, verbessert von Müseler, Herold, Stephenson, Neuland, Heinbach, Rosenkranz u. a., verwendet; doch
bieten dieselben keine absolute Sicherheit, da die durch das Drahtnetz dieser Lampe
[* 30] bewirkte Abkühlung bei konzentrierten
Wettern besonders unter Hinzutritt eines kräftigen Luftstroms nicht ausreicht, um ein Durchschlagen der Flamme
[* 31] und eine Entzündung
der Wetter zu verhüten.
Immerhin aber ist die Lampe dadurch wertvoll, daß sich beim Vorhandensein schlagender Wetter je nach deren Mengenverhältnis in der Luft ein mehr oder weniger deutlicher bläulicher Schein über der Flamme (Aureole) einstellt. Die Lampe dient somit als Warnungszeichen. Häufig kommen Unglücksfälle vor, welche nachweislich dadurch entstanden sind, daß die Bergleute, um die Flamme zu regeln oder wieder anzuzünden, die schützende Drahthülle abgenommen haben. Um dies zu verhüten, sind Lampen [* 32] konstruiert, welche nur mit bestimmten, den Arbeitern nicht zur Hand stehenden Mitteln geöffnet werden können, wobei dann die Anzündung wie Regulierung der Lampe von außen ohne Abnahme des Drahtnetzes geschieht.
Hier hat sich besonders die Wolfsche Lampe bewährt, welche zugleich, da sie zum Brennen von Benzin eingerichtet ist, ein bedeutend helleres und gleichmäßigeres Licht [* 33] gibt als die Öl- und Petroleumlampen, so daß man für den gleichen Leuchteffekt ein bedeutend engeres und somit sicheres Drahtnetz verwenden kann. Die Anzündung der Lampe erfolgt mit Hilfe eines im Innern befindlichen Feuerzeugs, welches durch einen außen angebrachten Knopf in Thätigkeit versetzt wird. Verschlossen wird die Lampe durch eine Vorrichtung, die nur mit Hilfe eines sehr starken Elektromagnets geöffnet werden kann, so daß unerlaubtes
Öffnen durch den Arbeiter wenigstens sehr erschwert wird. Zur Erkennung der schlagenden Wetter sind besondere Wetteranzeiger (Indikatoren) konstruiert, welche zum Teil auf der Erscheinung der Endosmose und Exosmose beruhen und im Prinzip aus einem dünnwandigen, mit Luft gefüllten Gummiball bestehen, welcher durch Eindringen von Grubengas anschwillt und mittels eines auf ihm liegenden Hebels ein Läutwerk auslöst. Der Patentgasindikator von Lirling besteht aus zwei Spiralen aus feinem Platindraht, deren eine in einer mit reiner Luft gefüllten Glasröhre eingeschlossen ist, während die andre den Wettern ausgesetzt ist.
Beide werden durch einen elektrischen Strom zum Erglühen gebracht und zwar die erstere gleichmäßig, die letztere je nach dem Gehalt der Wetter an Grubengas mehr oder weniger stark, so daß sich aus einer Vergleichung der Lichtstärke mittels eines Photometers auf die Gegenwart und Menge des Grubengases schließen läßt. Alle diese Apparate sind jedoch entweder nicht empfindlich oder nicht dauerhaft genug, um eine sichere Wetteranzeige zu gewährleisten. Das sicherste Mittel zur Erkennung der schlagenden Wetter besteht in dem Abprobieren mittels der Wetterlampe durch einen damit beauftragten Feuermann.
Hierbei wird die Lampe an verschiedenen Stellen langsam von der Sohle bis zur Firste und, wenn sich schlagende Wetter durch das Wachsen des blauen Scheins kenntlich machen, ebenso langsam wieder zurückbewegt. Bei größern Mengen von Grubengas wird der blaue Saum an der Lichtstamme zu einem blauen Kegel, welcher an Größe zunimmt, bis die ganze Lampe mit heller (nicht mehr blauer) Flamme erfüllt ist. Dann ist höchste Gefahr vorhanden, und man hat den Docht schnell ganz niederzuziehen und die Flamme durch Bedecken mit der Kleidung zu ersticken.
Während nun die gewöhnlichen Wetterlampen erst von 2 Proz. Grubengasgehalt an die Aureole zeigen, genügt dazu bei der speziell zum Abprobieren bestimmten Lampe von Pieter schon ein Gehalt von 0,2 Proz. Bei dieser Lampe wird als Brennmaterial Spiritus [* 34] benutzt und die an und für sich schon wenig leuchtende Spiritusflamme noch mit einem Blechschirm umgeben, um die Erkennung der Aureole möglichst zu erleichtern. Als Mittel zur Beseitigung der schlagenden Wetter ist der Körnersche Apparat versucht worden.
Derselbe besteht aus einer Ligroinlampe, deren fünf Brenner mit rotglühend erhaltenem Asbest- und Palladiumschwamm versehen sind, an welchem die Wetter langsam verbrannt werden sollen (zur explosiven Entzündung gehört Weißglut). Dieser Apparat ist aber nicht leistungsfähig genug, funktioniert bei wenig konzentrierten Grubengasen überhaupt nicht und bewirkt, wenn er arbeitet, eine bedeutende Verschlechterung der Wetter durch die Verbrennungsprodukte. Das beste Mittel zur Beseitigung der schlagenden Wetter ist und bleibt eine gute Grubenventilation.
Viele Explosionen schlagender Wetter werden durch die Schießarbeit, d. h. durch das Lossprengen der Massen mittels Sprengstoffe (Pulver, Dynamit, Schießbaumwolle 2c.), veranlaßt und zwar entweder schon durch das Anzünden der Schüsse oder durch die bei der Explosion der Sprengstoffe entstehende Flamme, welche besonders bei überladenen Bohrlöchern oder den sogen Lochpfeilern (d. h. unwirksamen Schüssen) zu beobachten ist. Dennoch muß an der Benutzung der Schießarbeit aus Mangel eines geeigneten Ersatzes festgehalten werden, so groß auch der Widerspruch sein mag, der darin liegt, daß in derselben Grube das offene Licht verboten, ¶
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Schießarbeit aber gestattet ist. Die Gefahr beim Anzünden der Schüsse würde durch allgemeine Einführung der elektrischen Zündung zu vermeiden sein. Um die Zündung durch die Explosionsflamme zu verhüten, ist die Anwendung von Wasserbesatz (d. h. Anfüllung der Bohrlöcher über der Sprengpatrone mit Wasser) versucht worden, wodurch beim Sprengen mit Dynamit die Flammenbildung auch bei Anwesenheit von Grubengas verhindert wird, während bei Pulverschüssen die Wirkung des Wasserbesatzes nur geringfügig ist.
Verschiedene Versuche sind ferner gemacht, um die Schießarbeit ganz zu umgehen. So besetzen Schmith, Moore u. Komp. in Derby Bohrlöcher mit frischem gebrannten Kalk, welcher nach Art des prismatischen Pulvers zu festen Kernen zusammengepreßt ist, und pressen durch eine Druckpumpe mittels eines Röhrchens Wasser in der zum Löschen des Kalks nötigen Menge hinein. Durch das hierbei erfolgende Aufblähen des Kalks, bez. durch die Wasserverdampfung werden die Massen losgesprengt.
Jedoch ist die hierbei erzeugte Sprengkraft nur ungefähr 0,1 derjenigen des Schießpulvers und deshalb ein Erfolg des Kalksprengens nur unter besonders günstigen Umständen zu erwarten. Versuche, damit sind bei Saarbrücken, [* 36] bei Aachen, [* 37] in Westfalen, [* 38] bei Karwin u. a. O. gemacht worden. Zahlreich sind die Anwendungen des Keils. Der Levetsche Keil wird, zwischen zwei halbrunden Eisenbacken gelagert, mit dem dicken Ende nach vorn ins Bohrloch eingeführt und dann mit Hilfe einer besonders konstruierten hydraulischen Presse [* 39] langsam, aber mit großer Gewalt herausgezogen und zwar derart, daß die im Bohrloch zurückgehaltenen Eisenbacken gewaltsam auseinander getrieben werden, wodurch die vorher unterschrämte Kohlenbank abgetrennt wird.
Diese Vorrichtung soll sich bei weichen Kohlen gut bewährt haben. Ähnlich wirkt der Steinkohlenbrechapparat von Walcher, bei welchem statt des Keils zwischen einem von der hydraulischen Presse herauszuziehenden Mittelstück und der Innenwand der Backen harte gußstählerne, an ihren Enden kugelförmig abgerundete Stelzen in entsprechend ausgefräste Lager eingebettet sind. Beim Herausziehen des Mittelstücks suchen die Stelzen sich aufzurichten und drängen dabei die Backen auseinander.
Der Demanetsche Keil wird in Verbindung mit der stoßenden Bohrmaschine von Dubois und François (Bosseyeuse) angewendet und besteht aus gelenkig verbundenen Keilbacken, zwischen welche ein Keil durch die Bosseyeuse, an der man statt des Bohrers ein schweres Schlagstück angebracht hat, eingetrieben wird, bis die Kohle hereinbricht. Hiermit sind in Frankreich und Belgien [* 40] gute Resultate erzielt. Die angegebenen Apparate und Methoden bieten zwar die Möglichkeit, die Sprengmaterialien zu ersetzen, jedoch immer auf Kosten der Leistung, deshalb wird man sie immer nur im höchsten Notfall anwenden. Auch läßt sich hoffen, daß sich die Notwendigkeit ihrer Verwendung durch Einführung der brisantesten Sprengmittel (Schießbaumwolle, Sprenggelatine, Kinetit, Karbonit), welche eine Zündung der Schlagwetter nicht herbeiführen sollen, vermindern wird.
Eine anderweitige Quelle [* 41] von Unglücksfällen bilden die Fahr- und Fördervorrichtungen, besonders die Seilfahrung in Schächten. Die hierzu nötige Fördervorrichtung ist als ein zweitrumiger Dampfaufzug zu bezeichnen (s. Aufzüge, [* 42] Bd. 2). Die Fahrenden befinden sich dabei im Förderkorb (Fördergestell), welcher so verschlossen sein muß, daß während der Fahrt niemand durch Ausstrecken eines Körperteils Schaden nehmen kann. Unglücksfälle kommen bei der
Seilfahrung vor durch Reißen des Seils, durch zu spätes Bremsen [* 43] der Fördermaschine und durch Hinabstürzen in den offenen Schacht. Um bei Seilbrüchen die Fördergestelle nicht in den Schacht hinabstürzen zu lassen, werden Fangvorrichtungen angebracht, welche bei der Tiefe der Schächte und den vorkommenden großen Fördergeschwindigkeiten (nach den preußischen Polizeivorschriften bis 6 m) besonders schwierige Bedingungen zu erfüllen haben. Wenn auch von den zahlreichen hierher gehörigen Konstruktionen noch keine unbedingtes Vertrauen verdient, so sind doch Fälle genug bekannt, in welchen Fangvorrichtungen gute Dienste [* 44] geleistet haben, weshalb auch in Preußen [* 45] für alle Förderkörbe, welche zum Ein- und Ausfahren der Arbeiter benutzt werden, eine gute Fangvorrichtung polizeilich vorgeschrieben ist.
Die meisten Fangvorrichtungen beruhen darauf, daß durch das Förderseil eine Federkraft gespannt erhalten wird, welche nach eingetretenem Seilbruch mittels eines passenden Mechanismus das Festklemmen des Förderkorbes an den Führungsschienen bewirken soll. Geschieht das Festklemmen bei großer Geschwindigkeit des Förderkorbes plötzlich, so müssen entweder die darin fahrenden Personen mit einer der Geschwindigkeit entsprechenden Kraft [* 46] etwa in derselben Weise beschädigt werden, als wenn sie mit gleicher Geschwindigkeit herabfielen, oder aber es tritt infolge des heftigen Stoßes eine Zertrümmerung der Führungen oder der Fangvorrichtung ein, so daß nun der Förderkorb dennoch hinunterstürzt.
Hieraus leuchtet die Notwendigkeit ein, die Fangvorrichtungen so zu konstruieren, dah sie nicht mit plötzlichem Stoße, sondern durch allmähliche Bremsung wirken. Zu den besten derartigen Vorrichtungen gehören die Keilfangvorrichtungen. Bei diesen befinden sich zwischen dem Gestell und der Führungsschiene zu beiden Seiten eiserne Keile, deren dickes Ende nach unten gerichtet ist. Bei gespanntem Seil sind die Keile durch Hebel [* 47] abwärts gedrückt, beim Seilbruch werden sie durch Federkraft nach oben gezogen, klemmen sich bei weiterm Fallen dos Korbes immer fester und zehren
[* 35] ^[Abb.: Fig. 1. Keilfangvorrichtung von Libotte.]
so die lebendige Kraft desselben allmählich auf. [* 35] Fig. 1 zeigt die Keilfangvorrichtung von Libotte in Gilly. Der Korb hängt an den Ketten a, welche an den Stangen d angreifen. Diese stehen durch die bei c drehbaren Hebel d mit den Keilen e in Verbindung, welche sich mit ihrem Rücken gegen die Flächen f legen. Durch das Gewicht des Förderkorbes werden die Federn g gespannt erhalten, so daß die Keile nach unten gedrückt werden und zwischen sich und der Führungsschiene h einen Spielraum lassen. Sobald jedoch das Seil bricht, kommen die Federn g zur Wirkung, drehen mittels der Stangen b die Hebel d in der Pfeilrichtung und stoßen so die Keile aufwärts, so daß sie sich zwischen Schiene h und Flächen f festklemmen und so hemmend wirken. Bei der Hoppeschen Fallbremse [* 35] (Fig. 2) ist der obere und untere Rahmen der Förderschale auf den Langseiten durch kreuzweise ¶
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angeordnete federnde Streben s verbunden. An letztern sitzen, etwas schräg nach unten geneigt, die Stangen a, deren je zwei eine eiserne Bremsbacke b tragen. Diese gleiten an der Leitschiene und werden beim Seilbruch mit Hilfe von vorher gespannt gewesenen Federn durch die Stange c in die Höhe gezogen, jedoch nur so weit, bis die Arme a nahezu horizontal stehen, in welcher Stellung sie eine Hubbegrenzung finden. In diese Stellung können die Arme nur dadurch gelangen, daß die Streben s einige Zentimeter zurückgedrängt und dabei vermöge ihrer federnden Wirkung gespannt werden.
Mit einer dieser Spannung entsprechenden Kraft werden die Bremsbacken gegen die Leitschiene gedrückt und durch die so erzielte Reibung [* 49] die Förderschale allmählich festgebremst. Originell ist die amerikanische Pendelfangvorrichtung von Sellers in Philadelphia. [* 50] Hierbei ist der Leitbaum an seiner vordern Fläche von oben bis unten mit einer schlangenförmig laufenden Furche versehen. Am Förderkorb hängt ein Pendel, [* 51] welches mit einem Stift in die Furche eingreift und mit Hilfe desselben beim Auf- und Niedergehen des Korbes infolge der hin- und hergehenden Krümmungen der Schlangenfurche in schwingende Bewegung versetzt wird.
Das Pendel greift außerdem mit einer Umbiegung, die aufwärts gerichtete Zähne [* 52] trägt, derart unter den Boden des Förderkorbes, daß diese Zähne einer mit abwärts gerichteten Zähnen versehenen, am Förderkorb befestigten Platte gegenüberstehen. Bei normalem Betrieb schwingen nun die Zähne des Pendels in einigem Abstand von denjenigen des Korbes hin und her, beim Seilbruch jedoch greifen diese Zähne ineinander, hindern die Pendelschwingung und bringen den Korb zum Stillstand.
Auch an den Fahrkünsten sind Fangvorrichtungen angebracht, welche beim Bruch der Gestänge Unglücksfälle verhüten sollen. Sie bestehen bei zweitrumigen Fahrkünsten aus Fangrollen, welche in bestimmten Entfernungen voneinander zu beiden Seiten der Gestänge angebracht sind, und über welche von einem Gestänge zum andern starke Ketten gelegt sind. Diese Ketten und Rollen [* 53] werden bein Auf- und Niedergehen der Gestänge stets mitbewegt. Bricht nun eins der Gestänge, so wird es durch die Kette der nächst unteren Fangscheibe am Fallen gehindert.
Das sicherste Mittel gegen Unglücksfälle durch Seilbrüche ist eine tägliche sorgfältige Revision der Seile, eine Erneuerung derselben nach 1½-2 Jahren sowie möglichste Fernhaltung derjenigen Umstände, welche eine Zerstörung der Seile beschleunigen. In letzterer Beziehung ist besonders die Vermeidung des sogen. Hängeseils von Wichtigkeit. Um die Förderkörbe oben und unten genau in der richtigen Höhe einstellen zu können, brinqt man Vorrichtungen an, auf welche sich die Förderkörbe aufsetzen können (Schachtfallen, Kaps).
Diese bestehen aus sperrklinkenartigen Körpern, welche in den Schacht hineinragen, beim Aufwärtsgehen des Förderkorbes diesen ausweichend hindurchlassen, aber gleich hinter ihm wieder hervortreten und ihn tragen. Um den oben stehenden Förderkorb hinabzulassen, müssen die Kaps mit Hilfe von Hebeln ausgerückt werden. Das ist aber erst möglich, wenn der Förderkorb vorher etwas angehoben ist. Dadurch bildet sich bei den zweitrumigen Seilförderungen (wie sie fast ausschließlich in Gebrauch sind) über dem im andern Trum unten stehenden Förderkorb ein Hängeseil (d. h. das Seil staucht und biegt sich etwas zur Seite aus), welches bei dem darauf folgenden Abwärtsgehen des obern Förderkorbes schnell und deshalb mit heftigem Stoß weggeholt zu werden pflegt.
Hierin ist der Grund dafür zu suchen, daß die Förderseile am untern Ende so schnell brüchig werden und deshalb zur Verhütung von Unfällen häufig abgehauen werden müssen. Zur Vermeidung des Hängeseils sind besondere Kaps angegeben worden, von denen die hydraulischen Kaps von Frantz besondere Erwähnung verdienen. Diese bestehen aus hydraulischen Cylindern mit Tauchkolben, deren jeder mit einem zweiarmigen Hebel versehen ist, welcher seinen Drehpunkt im Kolben hat.
Das eine Ende der Hebel greift unter einen festverlagerten Bolzen, während das andre Ende als Stützpunkt für den Boden des Förderkorbes dient. Die Aufwärtsbewegung der Kolben wird durch einen mit Wasser gefüllten Akkumulator [* 54] besorgt, der durch ein Rohr mit den Cylindern in Verbindung steht. Der heraufkommende Förderkorb dreht den Hebelarm aufwärts, letzterer wird dann sofort nach dem Passieren des Bodens durch das Übergewicht des andern Hebelarms wieder in die horizontale Lage gebracht.
Der Förderkorb setzt sich auf und wird von den Hebeln getragen, wobei die Drehpunkte der Hebel von den Kolben, bez. von dem unter diesen stehenden, durch einen Hahn [* 55] abgesperrten Wasser getragen werden. Soll das Gestell niedergehen, so wird der Hahn geöffnet und dadurch die Verbindung zwischen den Cylindern und dem Akkumulator hergestellt, so daß das Gewicht des Fördergestelles die Kolben niederdrückt, bez. das Wasser in den Akkumulator hineindrängt, bis der Förderkorb an dem sich senkenden und zugleich zur Seite drehenden Hebelarm vorbeigehen kann. Dann bringt das im Akkumulator stehende Wasser die Kolben wieder in ihre höchste Stellung, worauf der Hahn wieder geschlossen wird. Die Westmeyersche Schachtfalle [* 48] (Fig. 3) beruht auf der Wirkung eines Kniegelenks. Die bei a drehbar gelagerten Stützen haben das einseitig einknickbare Gelenk b, ihr Kopf hängt oben in dem Hebel c. Beim Aufgehen des Förderkorbes e weichen die Stützen in steifer, nicht eingeknickter Stellung vermöge ihrer beweglichen Verbindung mit dem Hebel c zur Seite, wobei die Achse a
[* 48] ^[Abb.: Fig. 2. Hoppesche Fallbremse.]
[* 48] ^[Abb.: Fig. 3. Weslmeyersche Schachtfalle.] ¶
Im Meyers Konversations-Lexikon, 1888
Bergbau.
[* 1] Die Gesamtförderung von Erzen, nicht metallischen Gesteinen etc. auf der ganzen Erde betrug nach Couriot 1888 nach Menge und Wert:
|Tonnen||Wert in Mk.|
|Eisen||23512000||1218280500|
|Gold 166225 kg||-||412125000|
|Silber 3720951 kg||4000||573600000|
|Kupfer||341000||406248000|
|Blei||517000||149894250|
|Zink||344000||113733000|
|Zinn||35000||73969500|
|Quecksilber||4000||16577250|
|Nickel, Kobalt, Platin, Antimon etc.||3000||11382000|
|:||24760000||2975809500|
|Kohle||466406000||2559000000|
|Petroleum||5712000||153482250|
|Bitum-Schiefer, Asphalt||2499000||15322500|
|Stein- und Meersalz||8347000||94017000|
|Braunstein, Schwefeleisen, Schwefel, Chromeisenstein, Graphit||7215000||37516500|
|:||508939000||5835147750|
|Bausteine||-||600000000|
|Edelsteine||-||225000000|
|Zusammen:||-||6660147750|
In
dieser Gesamtsumme von 6660 Mill. Mk. figurieren die Kohlen allein mit 2559 Mill., was mehr als 40 Proz. der gesamten
Bergbauproduktion
ausmacht. Der Wert der Edelmetalle kommt nur etwa einem Drittel des Wertes der Kohlenproduktion gleich.
Frankreich produzierte 1779: 250,000 Ztr. Kohle, die den Bedarf deckten. 1888 betrug die Produktion 22,102,000 Ton., der Verbrauch
aber 32,600,000 T., und es mußten mithin gegen 10,5 Mill. T. eingeführt werden. Von diesen
stammten 5,1 Mill. T. aus Belgien, 4,1 Mill. T. aus England und 1,3 Mill. T. aus Deutschland.
[* 56]
Die größte Kohlenproduktion der Welt hat England mit 169,935,219 T. im J. 1888. Dann folgen die Vereinigten Staaten [* 57] mit 169,548,844, Deutschland mit 81,873,848, Österreich [* 58] mit 23,647,000, Frankreich mit 22,102,000, Rußland mit 4,580,223 T. Die Zahl der Kohlenarbeiter betrug in England 534,945, in den Vereinigten Staaten 283,125, in Deutschland 258,388, in Rußland 33,000. Die Gesamtzahl der Kohlenarbeiter auf der Erde betrug 1,475,094. Am teuersten stellte sich die Kohle in Frankreich, hier kostete die Tonne durchschnittlich 7,7 Mk., in Deutschland nur 4,4 Mk. und in Österreich 3,9 Mk. Der Kohlenverbrauch auf den Kopf der Bevölkerung [* 59] betrug in England 4550, in den Vereinigten Staaten 2945, in Belgien 2400, in Deutschland 1600, in Frankreich 854 kg. In Frankreich arbeiteten 1888: 226 Bergwerke mit einem Gewinn von 41,360,461 Frank und 201 mit einem Verlust von 5,523,606 Fr. Die Zahl der Unglücksfälle in den Bergwerken nimmt beständig ab. Sie betrug in England 1851-60: 407 pro Jahr, 1871-80: 233 und 1881-87: 199.