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wohin die Kolbenmaschinen, Glockenmaschinen und der Harzer Wettersatz gehören, und solche mit rotierender Bewegung, wohin die Ventilatoren, wie Schrauben- und Centrifugalventilatoren, ferner die Wetterräder von Fabry, Root und Lemille gehören. Die Kolbenmaschinen sind den einfach wirkenden Kasten- oder Cylindergebläsen nachgebildet; beim Aufgange der Kolben findet ein Ansaugen und beim Niedergange derselben Kompression der Luft statt. Von ihnen unterscheiden sich die Ventilatoren als Wettermaschinen dadurch, daß bei diesen mit wenig Pressung große Luftmengen in Bewegung zu setzen sind, während bei jenen das Umgekehrte stattfindet.
Die Ventilatoren, die in verschiedenen Konstruktionen zur Ausführung kommen, sind ebenso für einzelne Grubenräume, als auch für ganze Grubengebäude geeignet. Im letztern Falle sind es unter andern die Ventilatoren von Guibal, Rittinger, Letoret und Pelzer, mit denen man jedes Luftquantum anzusaugen im stande ist. Es giebt Ventilatoren mit Flügelrädern bis zu 12 m Durchmesser und 2–3 m Weite. Zur Regulierung und Absperrung des Wetterzugs in den Grubenräumen werden Wetterthüren eingehangen, die entweder von selbst wieder zufallen, oder in Strecken mit lebhafter Förderung von jugendlichen Arbeitern geöffnet und geschlossen werden. Ferner wird zum Umlauf der Wetter [* 2] die Wassersaige, die dazu luftdicht abzuschließen ist, als Wetterführungskanal benutzt, oder es werden, wo eine solche nicht vorhanden ist, an der Firste der Strecke hölzerne Lutten oder Zinkblechrohre hingeführt.
Zur Bewetterung einzelner Grubenbaue benutzt man kleine Ventilatoren oder Wettertrommeln, ferner Wassertrommeln, bei denen durch einen Wasserstrahl, der in einer mit Öffnungen versehenen Röhre hinabstürzt, Luft mitgerissen wird. Das Wasser fällt unten auf einen in einem Kasten stehenden Klotz und fließt ab, während die frei gewordene Luft durch ein Rohr abgeführt wird. Besonders wichtig ist die Bewetterung der Abbaustrecken in Schlagwettergruben, die so eingerichtet sein muß, daß ein Wetterstrom, der in einer Strecke schon Grubengase aufgenommen hat, direkt in die Wetterstrecke geführt wird. Man bewirkt diese Sonderventilation entweder durch zweckmäßige Teilung des Hauptwetterstroms oder durch Druckluft, die man entweder direkt bis vor die einzelnen Streckenörter führt oder vorher in Körtingsche Injektoren oder einfach in gewöhnliche Wetterlutten blasen läßt, wodurch die vor Ort gebrachte Wettermenge erheblich vermehrt wird. Auch gepreßte Wasserstrahlen hat man zu demselben Zwecke mit Vorteil angewendet.
Beleuchtung. [* 3] Die Grubenräume werden auf Füllörtern, in Maschinenräumen u. s. w. mit Petroleumlampen, Gasflammen und elektrischen Lampen [* 4] beleuchtet. Im übrigen führt jeder Bergmann seine Lampe [* 5] mit sich, die je nach örtlicher Gewohnheit von verschiedener Form und Größe sind. Am wichtigsten sind die in Schlagwettergruben gebrauchten Wetterlampen, weniger passend gewöhnlich Sicherheitslampen genannt. Die erste derselben wurde von dem Engländer Davy konstruiert und besteht aus einem runden Ölgefäß, auf das ein kegel- oder cylinderförmiges Drahtgeflecht gesetzt ist. Innerhalb dieses Drahtgeflechtes können die Schlagwetter verbrennen, ohne daß sich die Entzündung sofort auf die das Netz umgebenden Schlagwetter fortpflanzt. Das feine Metallgewebe verteilt nämlich die Hitze der Flamme [* 6] so rasch, daß es erst nach einiger Zeit glühend wird, dann aber auch keine Sicherheit vor Explosionen mehr bietet. Die jetzt gebräuchlichen Wetterlampen [* 1] (Fig. 26) haben der bessern Leuchtkraft wegen über dem Ölgefäß einen Glascylidner (Anmerkung des Editors: richtig: Glascylinder) , auf den das Drahtgewebe gesetzt ist. Auch giebt es solche, die nicht mit Rüböl, sondern mit Benzin gespeist werden (Wolfsche Lampe) und eine größere Leuchtkraft haben.
[* 1] Figur: 26
Als Wasserhaltung bezeichnet der Bergmann alle Mittel und Wege, die den Grubenbauen kontinuierlich zufließenden Wasser, Grundwasser [* 7] genannt, zu beseitigen und die Grubenbaue frei von Wassern zu halten. Die Grundwasser haben alle ihren Ursprung von den auf der Tagesoberfläche stattgehabten atmosphärischen Niederschlägen und den daselbst vorhandenen Wasserläufen, die sich auf Klüften oder Spalten, alten Bauen u. s. w. in die Teufe ziehen. Es ist erforderlich, zur Herabminderung der Grubenwasser Vorrichtungen zu treffen, um dieselben, wenn möglich, ganz abzuhalten oder doch wenigstens nur bis auf eine bestimmte Sohle, die Stollensohle, wo der Abfluß frei und ohne Beihilfe von Maschinen geschieht, fallen zu lassen.
Man treibt daher in geeigneten Höhen Stollen, die man durch geeignete Zimmerung wasserdicht macht. Die künstliche Wasserhebung hat dem Bergbau [* 8] von jeher Schwierigkeiten bereitet, und von den hierzu vorhandenen Mitteln ist in der Regel die Tiefe abhängig gewesen, bis zu welcher man überhaupt vordringen konnte. Die Griechen und Römer [* 9] kannten für diesen Zweck nur das Ausschöpfen in hölzernen oder ledernen Gefäßen und die mit Treträdern bewegte Archimedesschraube, während man später, als der Gebrauch des Haspels und Seiles aufgekommen war, die Schöpfgefäße, Bulgen oder Pilgen, nicht mehr bis zu Tage zu tragen hatte, sondern am Seile aufzog. Es entstanden die Bulgen- und Heinzenkünste, welche durch Tret- oder Wasserräder [* 10] in Umtrieb gesetzt wurden.
Erst im spätern Mittelalter, etwa um Mitte des 15. Jahrh., kam die Pumpe, [* 11] die eigentliche Wasserhebungsvorrichtung für den in Gebrauch. Sie ist die einfachste und in der Wirkung die beste Maschine [* 12] und für jede Wasserhebungsteufe anwendbar. Man unterscheidet einfach- und doppeltwirkende Pumpen. [* 13] Die wesentlichen Bestandteile der Pumpen sind das Kolbenrohr mit dem Kolben, die Saugröhren, die Steigröhren und die Ventile. Je nach der Einmündung der Steigröhren über oder unter dem Kolben unterscheidet man Hub- oder Druckpumpen. Ist gar keine Steigröhre vorhanden, so hat man den gewöhnlichen Saugsatz, der sich vom Drucksatz dadurch unterscheidet, daß ersterer einen hohlen mit Klappe versehenen Kolben, letzterer einen völlig geschlossenen massiven Kolben hat, ersterer während des Ansaugens des Wassers zugleich ausgießt, letzterer dagegen abwechselnd ansaugt und ausgießt.
Die Einrichtung eines Saugsatzes sowie doppelt wirkenden Hub- und Drucksatzes, ¶
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desgleichen die Einrichtung eines Saug- und Druckventilgehäuses eines einfach wirkenden Drucksatzes ist auf Taf. IV, [* 14] Fig. 6, 8, 9, zu ersehen. Während der Saugsatz aus dem Satzoberstück und dem Satzunterstück mit Saugröhre besteht, zwischen welchen die Kolbenröhre, in der der Kolben spielt, luftdicht eingesetzt ist, setzt sich der Drucksatz aus der Nonne mit Stopfbüchse, [* 15] dem Pumpenkolben oder Mönch, den beiden Ventilgehäusen nebst Ventilen, dem Saugrohre und den Steigröhren, deren Länge man oft sehr bedeutend macht, zusammen.
Taf. IV, [* 14] Fig. 2, zeigt einen Saugsatzkolben in Ansicht und Schnitt. Die Übertragung der Bewegung der Pumpen, welche eine geradlinig auf und nieder gebende ist, erfolgt vom Motor aus durch die Schacht- oder Kunstgestänge. Man bezeichnet die Umtriebsmaschine in Verbindung mit den Pumpen und dem Schachtgestänge als Kunst oder Kunstgezeug. Je nach der Anwendung der Betriebskraft hat man Roßkünste, Radkünste, Wassersäulenkünste und Dampfkünste. Letztere werden jetzt am meisten gebraucht, während Roßkünste oder die Anwendung der Windmühlen zum Heben von Grubenwasser nur ganz untergeordnet noch vorkommen.
Radkunstgezeuge sind auf Taf. III, [* 14] Fig. 2 u. 3, abgebildet. – Wassersäulenkünste drücken das Wasser nach Art der unterirdischen Wasserhaltungsmaschinen ohne Anwendung von langen Schachtgestängen bis zum Abflußstollen empor oder arbeiten, wenn sie oberirdisch sind, an langen Pumpengestängen. Bei den ältern Wasserhaltungsmaschinen wurde die Bewegung der Kraftmaschine durch Schachtgestänge direkt auf tiefer stehende Pumpen übertragen. Angewendet werden Wassersäulenkünste mit Vorteil, wenn man bedeutende Druckgefälle zur Verfügung hat in Verbindung mit ausreichenden und konstanten Aufschlagwassermassen, wie z.B. am Harz, im Salzburgischen, im Mansfeldischen, in Freiberg [* 16] und zu Schneeberg in Sachsen, [* 17] wo man die von der Maschine verbrauchten Aufschlagwasser, welche einer ausgedehnten Teichwirtschaft entnommen sind, auf tief gelegenen Stollen zugleich mit den von den Pumpen ausgehobenen Wassern zum Abfluß bringt.
Die Wassersäulenmaschinen, [* 18] in der Mitte des 18. Jahrh. von dem braunschw. Artilleriemajor Winterschmidt und dem Oberkunstmeister Höll zu Schemnitz gleichzeitig erfunden, sind seitdem wesentlich verbessert und vervollkommnet worden. Ihre wesentliche Einrichtung besteht darin, daß auf einem in einem Cylinder befindlichen Kolben der Druck einer Wassersäule, welche in den Wassereinfallrohren aufgesammelt ist, wirksam gemacht ist und den Kolben samt der daran hängenden Gestäng- und Pumpenlast emporhebt.
Zwischen dem Treibecylinder und dem Einfallrohre befindet sich, um dem Kolben bei einem bestimmten Hube die rückläufige Bewegung zu erteilen, der Hauptsteuercylinder mit den Umsteuerkolben sowie dem zugehörigen Hilfssteuerapparate, welcher durch das in Bewegung gesetzte Kunstgestänge bei Vollendung des Hubes in Bewegung gesetzt wird. Zur Regulierung beziehentlich Arretierung der Bewegung sind ferner sowohl im Zufluß- als auch im Abflußrohre Hähne oder Drosselklappen angebracht, ebenso wie aus gleichem Grunde zwischen dem Haupt- und dem Hilfssteuercylinder Hähne eingeschalten sind.
Auf Taf. IV, [* 14] Fig. 4 u. 5, ist eine stehende Wassersäulenkunst in Seiten- und Vorderansicht abgebildet, während durch [* 14] Fig. 4, Taf. III, die liegende Wassersäulenmaschine [* 19] im Königin-Marien-Schachte bei Clausthal [* 20] (im Modell von oben gesehen) dargestellt wird. Von größerer Wichtigkeit für die unterirdische Wasserhaltung, zumal beim Kohlenbergbau, sind die Dampfmaschinen, [* 21] die man, da sie nicht wie die Wassermotoren an bestimmte Verhältnisse gebunden sind, in jeder beliebigen Stärke [* 22] aufführen kann.
Diese Dampfkünste können ebenso direkt als indirekt wirkend sein. Bei den indirekt wirkenden Dampfmaschinen wird die Kraft [* 23] auf die Pumpe entweder durch einen auf und nieder gehenden Balancier, [* 24] oder durch einen rotierenden Krummzapfen, oder durch einen Zahnradmechanismus übertragen. Bei den direkt wirkenden Maschinen, welche in der Regel einfach wirkend sind, geht dagegen der Hub des Dampfkolbens unmittelbar auf die Pumpe über, wobei der unter den Kolben tretende Dampf [* 25] das Pumpengestänge hebt, während das Gestänggewicht den Niedergang des Kolbens nebst Pumpengestänge hervorruft, zu dessen teilweiser Ausgleichung sowie zur Erzielung eines regelmäßigen, gleichförmigen Ganges ein Gegengewicht erforderlich ist.
Sehr verbreitet sind gegenwärtig die Maschinen mit Expansion, besonders die Woolfschen und die Verbund-(Compound-) Maschinen, welche teils direkt, teils indirekt wirkend ausgeführt werden. In neuerer Zeit hat man auch unterirdische Dampfmaschinen, denen der Dampf von Tage zugeführt wird. Ebenso hat man mit Erfolg für Wasserhaltungszwecke Pulsometerpumpen eingebaut. [* 14] Fig. 1 auf Taf. II zeigt eine oberirdische Wasserhaltungsmaschine mit Balancier, eine sog. Cornische Maschine (s. d.).
Geschichte des Bergbaues. Obschon die Anfänge des Bergbau bis in das graue Altertum zurückreichen und sich von ihm bei den meisten asiat. Völkern Spuren finden, so sind doch die geschichtlichen Überlieferungen über ihn sehr kärglicher Natur. Die Assyrer besaßen schon 2000 v. Chr. Kupferbergwerke in Armenien, am obern Lauf des Tigris, die Inder waren von jeher berühmt wegen ihres Reichtums an Gold, [* 26] Silber und kostbaren Edelsteinen, die Ägypter betrieben schon 3000 v. Chr. bedeutenden in Thebais, Oberägypten.
Eine hohe Blüte [* 27] erreichte der ägyptische Bergbau besonders unter den Ptolemäern. Die Kunst, das Kupfer [* 28] zu schmieden, soll, nach Diodorus, von Osiris [* 29] in Thebais erfunden sein. Auch die Israeliten waren sehr früh mit Metallen vertraut. Schon Abraham besaß Gold und Silber, und Blei [* 30] wird in den Büchern Moses und Hiob wiederholt erwähnt. Die Phönizier besaßen sehr früh schon die Kunst, Metalle zu schmelzen. Durch sie kam der Bergbau zuerst nach Griechenland, [* 31] indem der Phönizier Kadmus, nach Strabo und Plinius, die ersten Gold- und Kupferbergwerke am Berge Pangäus in Thrazien eröffnete.
Durch die Phönizier wurde ferner der Reichtum des südl. Spaniens an edeln Metallen, wenn nicht früher, so doch bereits um 1100 v. Chr. durch Kolonisierung der Landschaft Tartessis erkannt und ausgebeutet. Zu dem bedeutendsten und vielleicht auch dem ältesten Bergbau der Griechen gehört derjenige von Attika, besonders in dem an der Südküste sich hinstreckenden Lauriongebirge mit dem Vorgebirge Sunium an der Südspitze; hier wurde Silber, Blei, Galmei und auch Kupfer gewonnen, und dessen Ertrag war unter Themistokles ein so ergiebiger, daß von dem Silber eine Kriegsflotte von 200 Schiffen ausgerüstet werden konnte; auch beruhte auf den Silberbergwerken des Lauriongebirges der Glanz und die Machtentfaltung Athens. Durch den ¶