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desgleichen die Einrichtung eines Saug- und Druckventilgehäuses eines einfach wirkenden Drucksatzes ist auf Taf. IV, [* 1] 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, [* 2] dem Pumpenkolben oder Mönch, den beiden Ventilgehäusen nebst Ventilen, dem Saugrohre und den Steigröhren, deren Länge man oft sehr bedeutend macht, zusammen.
Taf. IV, [* 1] Fig. 2, zeigt einen Saugsatzkolben in Ansicht und Schnitt. Die Übertragung der Bewegung der Pumpen, [* 3] 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, [* 1] 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 [* 4] und zu Schneeberg in Sachsen, [* 5] wo man die von der Maschine [* 6] 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, [* 7] 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, [* 1] Fig. 4 u. 5, ist eine stehende Wassersäulenkunst in Seiten- und Vorderansicht abgebildet, während durch [* 1] Fig. 4, Taf. III, die liegende Wassersäulenmaschine [* 8] im Königin-Marien-Schachte bei Clausthal [* 9] (im Modell von oben gesehen) dargestellt wird. Von größerer Wichtigkeit für die unterirdische Wasserhaltung, zumal beim Kohlenbergbau, sind die Dampfmaschinen, [* 10] die man, da sie nicht wie die Wassermotoren an bestimmte Verhältnisse gebunden sind, in jeder beliebigen Stärke [* 11] aufführen kann.
Diese Dampfkünste können ebenso direkt als indirekt wirkend sein. Bei den indirekt wirkenden Dampfmaschinen wird die Kraft [* 12] auf die Pumpe [* 13] entweder durch einen auf und nieder gehenden Balancier, [* 14] 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 [* 15] 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. [* 1] 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 [* 16] 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, [* 17] Silber und kostbaren Edelsteinen, die Ägypter betrieben schon 3000 v. Chr. bedeutenden in Thebais, Oberägypten.
Eine hohe Blüte [* 18] erreichte der ägyptische Bergbau besonders unter den Ptolemäern. Die Kunst, das Kupfer [* 19] zu schmieden, soll, nach Diodorus, von Osiris [* 20] in Thebais erfunden sein. Auch die Israeliten waren sehr früh mit Metallen vertraut. Schon Abraham besaß Gold und Silber, und Blei [* 21] 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, [* 22] 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 ¶
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Peloponnesischen Krieg wurde ihr Betrieb unterbrochen, und seit dieser Zeit haben sie nie wieder ihre frühere Bedeutung erlangt. Zur Zeit des Demosthenes war die Zahl der attischen Bergleute so gestiegen, daß er sie in eine besondere Kaste, neben die Ackerbauer und Kaufleute, stellte. Auch in neuester Zeit spielt der Bergbau im Lauriongebirge wieder eine Rolle. Die alten Römer [* 24] besaßen ursprünglich gar keine Bergwerke. Erst die Eroberung von Mittelitalien, wo die Etrusker Bergbau trieben, und die von Unteritalien brachte sie in Bergwerksbesitz, und nach Besiegung der Karthager fielen ihnen die Bergwerke Siciliens, Sardiniens und Spaniens in die Hände.
Durch ihre weitern Eroberungen in den östl. Ländern erhielten sie die Gruben in Kleinasien, Griechenland und die ergiebigen Bergwerke in Macedonien, während ihnen die Bergwerke in Asien [* 25] und Ägypten [* 26] durch die Feldzüge des Pompejus und Augustus, die in Gallien, Britannien und dem nördl. Spanien [* 27] durch die Siege des Cäsar und Augustus zufielen. Da die Bergwerke durch Eroberung erlangt waren, so wurden sie Eigentum der röm. Republik und als solches von dem Censor, dem das Amt der Finanzverpachtung oblag, verpachtet.
Auf diese Weise entstand zuerst das noch heute fast überall gültige Eigentumsrecht des Staates auf nutzbare Mineralien [* 28] und Metalle, das Bergregal. Als Arbeiter in den Gruben wurden teils Sklaven, teils die unterjochten Volksstämme verwendet. Nach Strabo sollen in der Nähe von Neu-Karthago in Spanien allein 40000 Mann beschäftigt worden sein. Der unter den Kaisern sehr blühende Bergbau wurde bald durch die Unruhen an den Grenzen [* 29] und die wiederholten Einfälle der Barbaren schwer geschädigt.
Namentlich litten die Provinzen Dacien, Illyrien, Dalmatien und Thrazien darunter. Mit der Zertrümmerung des Römischen Reichs scheint der römische Bergbau überall zum Erliegen gekommen zu sein, wenigstens in den Gebieten, die von der Völkerwanderung berührt wurden. Daher mußte mit der Gründung des Frankenreichs der Bergbau fast überall erst wieder neu aufgenommen werden. Im Rheingebiete hatten die Römer Bergwerke im Schwarzwalde, z. B. auf Blei und Silber zu Wiesloch bei Heidelberg, [* 30] dann auf Kupfer im Spessart.
Auf Silber und Eisen [* 31] bauten nach Tacitus die Soldaten des Curtius Rufus bei Mattium, dem heutigen Marburg, [* 32] im Chattenlande. Ferner waren alte Römerbetriebe auf Blei und Silber im Lahnthale bei Holzappel und Ems. [* 33] An der mittlern und obern Sieg scheinen die Römer auch die Eisengewinnung betrieben zu haben, wie sie auch in Steiermark, [* 34] dem Noricum der Römer, wenigstens schon 300 v. Chr., vorzügliches Eisen gewannen und aus ihm die von Horaz besungenen norischen Schwerter [* 35] verfertigt haben.
Von den seßhaft gebliebenen Volksstämmen der Alamannen, Ostfranken und Thüringer, also in den Thälern des Rheins und des Mains, an dem Thüringer Walde, dem Frankenwalde, Fichtelgebirge und Böhmerwalde wurde der Bergbau weiter betrieben und tritt nach der Völkerwanderung überall als Kolonisator und Städtegründer auf, indem er, von den Ländern des mittlern und obern Mains ausgehend, seine Ausdehnung [* 36] bis weit nach Norden, [* 37] Osten und Südosten erlangte. In Erkenntnis seiner Wichtigkeit zur Hebung [* 38] des nationalen Reichtums wurde der Bergbau von den Fürsten überall begünstigt und mit besondern Freiheiten beliehen, so daß er schnell allerorts Wurzel [* 39] trieb. Daß oft große Ereignisse, Krieg, Pest und Hungersnot, den Bergbau beeinträchtigten und zeitweise zum Erliegen brachten, weist die Geschichte in vielen Fällen nach, ebenso wie große Erfindungen, z. B. die des Sprengpulvers um 1330 sowie die Anwendung der Dampfmaschinen u. s. w. im Betriebe des Bergbau gewaltige Umwälzungen hervorzubringen im stande waren.
Zu den bedeutendsten Bergbaubetrieben, die sich in der Folge in Deutschland [* 40] entwickelten, gehört der am Rammelsberge bei Goslar, [* 41] unter Otto I. durch fränk. Bergleute eröffnet, und am Oberharze bei Zellerfeld, Clausthal, um das J. 1000, sowie südlich an den Harz angrenzend der Kupferschieferbergbau der Grafschaft Mansfeld, der im 15. Jahrh. bereits jährlich 20000 Ctr. Kupfer lieferte. 1171 wurden die Silbergänge bei Freiberg und 300 Jahre später die von Schneeberg in Sachsen entdeckt, und an beiden Orten entwickelte sich der Bergbau wegen großer Ergiebigkeit rasch zu bedeutsamer Ausdehnung. 1477 wurde beispielsweise in der Schneeberger Grube St. Georg eine Silberstufe gefunden, aus der allein 400 Ctr.
Silber geschmolzen worden sind, und die Ausbeute der Schneeberger Gruben soll 1471–1500 über 3200 Ctr. Silber betragen haben. Die Silberbergwerke von Reichenstein und Silberberg, die Goldwäschereien von Goldberg, der Kupfersteinbergbau von Rudolstadt [* 42] werden schon im 12. Jahrh. als längst bestehende Fundgruben edler Metalle geschildert. Mitte des 8. Jahrh. beginnt der in Schemnitz durch die Mähren, [* 43] und in diese Zeit fällt auch die Entdeckung der reichen und mächtigen Erzgänge von Přibram in Böhmen. Den größten Aufschwung erlangte der böhmische Bergbau im 13. Jahrh. unter Wenzel II. durch die Silbergruben von Kuttenberg und Joachimsthal. Allein nicht bloß Gold, Silber, Blei, Kupfer, Zinn und Eisen, sondern auch Steinsalz und Steinkohlen wurden Gegenstände bergmännischer Nachforschungen und Gewinnung, und berühmte Salzbergwerke im Salzburgischen befanden sich schon zu Anfang des 10. Jahrh. im Betriebe.
Der Steinkohlen Englands wird bereits 853 Erwähnung gethan, und die Entdeckung der Zwickauer Kohlenlager fällt in das 10. Jahrh. Im 12. Jahrh. findet man ferner die Kohlengruben bei Lüttich [* 44] und im 13. Jahrh. die von Newcastle, [* 45] in Wallis und in Schottland sowie bei Charleroi im Gange. Der Steinkohlenbergbau zu Waldenburg [* 46] in Schlesien [* 47] ist etwa so alt wie der in Sachsen, während der Kohlenreichtum im Rheinlande und Westfalen [* 48] zwar schon früh bekannt war, wegen Billigkeit der Holzkohlen aber ohne Beachtung blieb.
Schon Agricola, der Verfasser des Werkes «De rebus metallicis» (1546), gedenkt des brennenden Berges bei Dudweiler im Saarbrückenschen, während ein eigentlicher Betrieb auf Steinkohlen erst gegen Ende des 17. Jahrh. begonnen zu haben scheint. Erst im Laufe des 19. Jahrh., nach der Erfindung der Dampfmaschinen und der Verschmelzung der Erze mit Hilfe von Steinkohlen und Koks, sind die mächtigen Kohlenlager in Abbau genommen worden, die gegenwärtig nebst dem Bergbaubetriebe auf Eisenerze der gesamten Industrie eine so bedeutende Ausdehnung gewähren und den Nationalreichtum begründen. In Europa [* 49] hat man vom 37. bis 56.° nördl. Br., in Amerika [* 50] vom 32. bis 50.° nördl. Br. Kohlenlager aufgeschlossen, ebenso in Australien, [* 51] Neuseeland, auf Borneo, in China [* 52] und Japan. In Europa ist Großbritannien [* 53] am reichsten mit Kohlen gesegnet. Seinen Kohlengebieten folgen ¶