Titel
Bergbau
,
[* 2] die Aufsuchung und Gewinnung nutzbarer Mineralien. [* 3] Diese kommen in besondern Lagerstätten vor, deren Aufsuchung durch Schürfen (s. d.) und mittels Bergbohrer [* 4] (s. d.) erfolgt. Die Gewinnung geschieht durch Häuer- oder Gewinnungsarbeiten mit Hilfe von Werkzeugen, sog. Gezähen, und Maschinen. Die verschiedenen Gewinnungsarbeiten sind:
1) Wegfüllarbeit für rollige Massen, wie Gerölle, Sand, gewonnene Erze, Kohlen u.s.w.;
2) Keilhauenarbeit;
3) Schlägel-und Eisenarbeit;
4) Hereintreibearbeit;
5) Sprengarbeit;
6) Feuersetzen;
7) Arbeiten unter Zuhilfenahme von Wasser. Die Wegfüllarbeit erfolgt bei Massen von feinem Korn oder wenigstens mit glatter Unterlage mit der Schaufel, sonst besser mit Kratze und Trog. – Die Keilhauenarbeit wird bei milden Gebirgsmassen, wie Letten, Schieferthon, Gips, [* 5] Steinsalz, Kohlen angewendet. Das dabei benutzte Gezähe ist die Keilhaue. Die einfache Keilhaue [* 1] (Fig. 1) besteht aus einem etwas gebogenen eisernen Blatt [* 6] mit verstahlter Spitze; die doppelte [* 1] (Fig. 2) kann vom Helm gelöst werden; bei der Keilhaue mit gußstählernen Einsatzspitzen [* 1] (Fig. 3) brauchen nur die letztern nach der Schmiede und bis zur Arbeit geschafft zu werden, ebenso das Blatt d der Mansfelder Keilhaue [* 1] (Fig. 4), das mit dem Schwanz b eingesteckt wird.
Die wichtigste Anwendung der Keilhaue ist das Herstellen von Schrämen und Schlitzen d.h. schmalen Einschnitten im Flöz parallel oder rechtwinklig zur Flözebene, um bei leichterer Gewinnung möglichst viel Stückkohlen zu erzielen. Diese beschwerliche Arbeit durch Schrämmaschinen zu besorgen ist bisher noch wenig gelungen. Die Schlägel- und Eisenarbeit ist seit Einführung der Sprengarbeit keine eigentliche Gewinnungsarbeit mehr. Gegenwärtig stellt man mit ihr ebene Gesteinsflächen für verschiedene Zwecke her. Das dabei verwendete Gezähe sind der Schlägel und [* 7] das Bergeisen. Das Bergeisen [* 1] (Fig. 5) wird mit der Spitze auf das Gestein gesetzt und das letztere durch Aufschlagen mit dem Fäustel [* 1] (Fig. 7 und 8) abgesprengt. – Die Hereintreibearbeit wendet man zur Gewinnung von schon teilweise gelösten Gesteinsmassen oder von unterschrämter Kohle an, indem man Keile mit schweren Fäusteln eintreibt. Auch der Spitzhammer [* 1] (Fig. 6) und die Brechstange werden dabei verwendet. – Die Sprengarbeit oder Bohr- und Schießarbeit ¶
Bergbau
I 1. Fahrkunst
[* 9] im Königin-Marien-Schachte bei Clausthal.
[* 10] 2. Erzstoß im Burgstädter Hauptgang
bei Clausthal. 3. Bohrmaschinenarbeit
im Rammelsberge bei Goslar.
[* 11]
¶
Bergbau
II 1. Cornische Wasserhaltungs-Dampfmaschine. 2. Strossenbau. 3. Firstenbau. 4. Schwebender Strebbau.
5. Diagonaler
Strebbau. 6. Streichender Strebbau. 7. Pferdegöpel.
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ist die wichtigste aller Häuerarbeiten. Sie ist aus Ungarn [* 14] zuerst 1632 am Harze und durch einen Harzer Bergmann 1644 in Sachsen [* 15] eingeführt. Dieselbe besteht darin, daß man in die zu gewinnenden Massen Löcher bohrt, die letztern zum Teil mit Sprengmitteln, sodann unter Offenhaltung eines Zündkanals mit Besatz füllt und das Sprengmittel zur Entzündung bringt. Durch die Spannkraft der dabei entwickelten Gase [* 16] wird das Gestein abgesprengt. Die hauptsächlichsten Gezähe sind das Fäustel [* 13] (Fig. 7, 8), der Bohrer [* 17] (Fig. 9, 10), der Krätzer [* 13] (Fig. 11), der Stampfer [* 13] (Fig. 12) und die Räum- oder Schießnadel [* 13] (Fig. 13).
Figur 10:
Die Bohrer waren anfänglich Kolben-, dann Kronenbohrer, gegenwärtig werden nur noch Meißelbohrer, beim Bohren in Kohle und Salz [* 18] auch Schlangenbohrer mit zwei Spitzen angewendet. Die meist stählernen Meißelbohrer [* 13] (Fig. 9, 10)bestehen aus einer Stange, an deren einem Ende eine Schneide von 70 Grad und der Breite [* 19] des Bohrloches angeschmiedet ist; auf das andere Ende wird mit dem Fäustel geschlagen und die Bohrstange nach jedem Schlage gedreht. Beim Sprengen [* 20] mit Pulver führt man die aus geleimtem Papier bestehende Patrone, in welche die kupferne Schießnadel gesteckt ist, in das mit dem Krätzer gereinigte Bohrloch ein, bringt zunächst etwas plastischen Letten auf und füllt den übrigen Bohrlochraum mit quarzfreiem, feingepochtem Schiefer oder trocknem Lehm, welchen man mit dem Stampfer, der eine Nut für die Schießnadel besitzt, vorsichtig feststampft; sodann wird die Räumnadel herausgezogen und in die offene Zündspur ein mit getrocknetem Pulverbrei gefüllter Strohhalm oder ein Papierdütchen (Schwedel) gesteckt, an deren oberm Ende ein Stückchen Schwefelfaden (Schwefelmännchen) angebracht ist.
Derselbe ist etwa 10 cm lang, so daß der Bergmann nach dem Anzünden Zeit hat, sich in Sicherheit zu bringen. Beim Sprengen mit sprengölhaltigen Materialien bedient man sich der Bickfordschen Sicherheitszündschnur, die mit dem einen Ende in ein Zündhütchen und mit diesem in eine Schlagpatrone gebracht wird. Die letztere legt man auf die eigentliche Sprengpatrone und besetzt das Bohrloch wie gewöhnlich. Wenn mehrere Bohrlöcher gleichzeitig wegzuthun sind, bewirkt man die Zündung am besten mit dem durch Reibungsmaschinen von Abegg, Mahler+Eschenbacher und Bornhardt erzeugten elektrischen Funken.
Tafel: Bergbau
I,
[* 13]
Fig. 2, zeigt Bergleute, die mit der Gewinnung von Erz mittels Sprengarbeit im Burgstädter Hauptgang bei Clausthal
beschäftigt sind. Eine hervorragende Wichtigkeit haben die Gesteinsbohrmaschinen
[* 21] (s. d.)
erlangt. Von den mit der Hand
[* 22] betriebenen ist besonders in Salzbergwerken die Lisbetsche zu
erwähnen. Dieselbe besteht aus
einem am hintern Ende mit Schraubengewinde versehenen Schlangenbohrer, der mit einer Kurbel
[* 23] durch eine
in einem Gestelle befestigte Schraubenmutter hindurchgedreht wird.
Von den mechanischen Bohrmaschinen [* 24] unterscheidet man stoßende und drehende. Die ältern stoßenden Maschinen (Sachs, Someiller, Schwarzkopf u. a.) sind nur noch wenig in Anwendung, weil sie wegen vieler bewegter Hebel [* 25] und Drehbolzen öfter Reparaturen bedürfen, was bei den einfacher gebauten neuen Maschinen (Schram, Frölich, Jäger, Broßmann+Kachelmann, Darlington, Neill) nicht der Fall ist. Die stoßenden Maschinen werden durch Druckluft, in neuerer Zeit auch durch elektrischen Strom in der Art betrieben, daß ein Kolben und der damit verbundene Meißel [* 26] vorgestoßen und zurückgezogen wird.
Von den drehend arbeitenden Maschinen, die mit Druckwasser betrieben werden, ist die von Brandt sehr viel
benutzt. Auf Tafel: Bergbau
I,
[* 13]
Fig. 3, ist eine stoßende Maschine
[* 27] (Sachs) auf einem fahrbaren Gestell, wie sie im Rammelsberg
bei Goslar arbeitet, dargestellt. Wo keine Gleise sind, wendet man Bohrspreizen oder hydraulische Bohrsäulen als Gestelle
an. Die erstern spannt man dadurch zwischen den Gesteinswänden fest, daß man eine Schraubenspindel aus einem Cylinder herausschraubt,
während bei den Bohrsäulen eine Kolbenstange durch eine hydraulische Presse aus einem ebensolchen Cylinder herausgedrängt
wird. – Das Feuersetzen wird noch hier und da bei sehr festem Gestein angewendet. Durch die Wirkung
der Hitze springen die Gesteinsschalen ab und werden dann zerkleinert. – Das Wasser wirkt beim Salzbergbau
in Sinkwerken
auflösend, die gesättigte Lösung wird durch Pumpwerke zu Tage geschafft und weiter auf Speisesalz verarbeitet. In Kalifornien
spült man mit starken Wasserstrahlen goldhaltigen Sand in Gerinnen nach den Goldwäschereien (s.
Seifen).
Abbaumethoden. Nachdem man eine Lagerstätte durch Stollen, Schächte und Querschläge «ausgerichtet», d. h. zugänglich gemacht und durch andere Grubenbaue (Strecken, Bremsberge u. s. w.) zum Abbau «vorgerichtet», d. h. in Abteilungen von angemessener Größe gebracht hat, beginnt der Abbau selbst. Derselbe besteht darin, daß man die in den Lagerstätten enthaltenen nutzbaren Mineralien aus ihrem natürlichen Zusammenhange löst und der Förderung übergiebt. Die durch den Abbau entstandenen Hohlräume werden mit tauben Bergen [* 28] versetzt, d. h. ausgefüllt:
1) wenn man sich damit eine Sohle schaffen muß, z. B. bei mächtigen Lagerstätten mit steilem Einfallen, 2) wenn man beim Abbau Berge mit gewinnt, z. B. bei wenig mächtigen, flach liegenden Lagerstätten, 3) wenn die Tagesoberfläche geschont werden muß. Die wichtigsten Abbaumethoden mit Bergeversatz sind Strossenbau, Firstenbau, Strebbau, Querbau; ohne ¶
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Bergversatz Pfeilerbau, Kammerbau u. s. w. Der Strossenbau oder Sohlenbau (s.
Tafel: Bergbau
II,
[* 29]
Fig. 2) und Firstenbau
[* 29]
(Fig. 3) sind treppenartige
Abbaue, die zwischen einer untern und obern Sohlenstrecke getrieben werden, und zwar hat man beim Strossenbau das Erz unter
sich in der Strosse (Sohle), beim Firstenbau über sich in der Firste. Die einzelnen Stufen heißen Strossenstöße
oder Strossen und Firstenstöße. Erze und Wasser müssen beim Strossenbau, wenn der tiefste Punkt nicht ein Hauptschacht ist,
mit Menschenkraft aufwärts gebracht werden, während beide beim Firstenbau nach unten fallen und auf horizontaler Bahn dem
Schachte zugeführt werden. Die Erze stürzt man in «Rollen»
[* 30] hinab, die im Bergeversatz mitgeführt werden.
In den folgenden Abbildungen auf Taf. II sind verschiedene Abbaumethoden veranschaulicht, die
lediglich in Flözen und Lagern vorkommen. Es sind dies der Strebbau, der außer streichend
[* 29]
(Fig. 6), auch schwebend
[* 29]
(Fig.
4) und diagonal
[* 29]
(Fig. 5) geführt werden kann und in Flözen von geringerer
Mächtigkeit und flacher Lagerung bei gutem Hangenden angewendet wird. Die Pfeile bedeuten die Richtung der Wetterströme
und zwar -- den einziehenden, o- den ausziehenden. In
[* 29]
Fig. 4 ist A der einziehende, B der ausziehende Schacht: die frischen
Wetter
[* 31] gehen in den Strecken a (Hauptstrom), b und c (Nebenströme) vor und gelangen in der Wetterstrecke
nach Bergbau.
Figur 15:
Figur 14:
Bei mächtigen Flözen mit geringem Einfallen sowie bei wenig mächtigen Flözen von steilem Einfallen und brüchigem Hangenden kommt der Pfeilerbau in Anwendung, welcher meistens streichend angewendet wird (s. beistehende [* 29] Fig. 14). Von einer streichend getriebenen Grundstrecke aus, unterhalb deren gewöhnlich eine Sumpfstrecke zum Ansammeln der Grubenwasser nachgeführt wird, werden bis zu einer obern Sohlenstrecke gewöhnlich Bremsberge, seltener Diagonalen durchgeführt, von denen aus streichende Abbaustrecken in solchen Abständen getrieben werden, daß Pfeiler von 10 bis 12 m Stärke [* 32] stehen bleiben. Diese Pfeiler werden, in den äußersten Ecken der Abbaufelder beginnend, nach rückwärts abgebaut. Die dadurch entstehenden Hohlräume läßt man hinter sich zu Bruch gehen. Querbau ist eine sowohl bei Gängen, als auch bei Flözen und Lagern vorkommende Abbaumethode, bei der der Abbau in horizontalen Abschnitten quer gegen das Streichen geführt wird. Die sog. Sinkwerke (s. nachstehende [* 29] Fig. 15) bestehen aus künstlich hergestellten Räumen in mit Salz imprägnierten Gebirgen, die mit Wasser gefüllt und auf diese Weise ausgelaugt werden.
Dieselben gründen sich mithin auf die Gewinnung gesättigter Salzsole mittels hohler Räume. Die hierzu benötigte Wassermenge wird, wenn sie im Gebirge nicht selbst auftritt, durch flache Schächte, «Butten», zugeleitet, und die gesättigte Sole läßt man entweder durch Ablaßrohre zum Stollen C hinaus, oder man schöpft oder pumpt sie heraus. Man unterscheidet Ebenwehre B und Buttenwehre A, oder spricht von liegenden und stehenden Wehren, die in der Hauptsache nur den dichten Abschluß des Sinkwerks zum Zwecke haben.
Die Salzgewinnung [* 33] durch Sinkwerke ist im oberösterr. Salzkammergute zu Hallstadt, Ischl [* 34] und Edensee, im steiermärk. Salzkammergute bei Aussee und im Salzburgischen zu Hallein üblich. Ausgedehnte Sinkwerke befinden sich ferner zu Berchtesgaden in Bayern, [* 35] woselbst die Salzsole mittels großer Wasserhebungsmaschinen in einer Länge von 15 Stunden über Reichenhall nach Rosenheim zum Versieden geleitet wird. Der Grubenausbau hat den Zweck, ein Zubruchegehen von Grubenbauen und Schächten zu vermeiden und eine Gefährdung der Arbeiter zu beseitigen. Es geschieht dies teilweise dadurch, daß man Teile der Lagerstätte stehen läßt oder daß man die ausgehauenen Räume durch Bergversatz ausfüllt, teils aber auch dadurch, daß man die betreffenden Grubenbaue in Zimmerung, Mauerung oder Eisenausbau setzt und so verwahrt. In allen Fällen ist sowohl die Größe als auch die Richtung und die Verteilung des Drucks sowie die Beschaffenheit des Gesteins in Betracht zu ziehen; es fragt sich hierbei, ob der Druck auf dem Gesteine gut abzulagern oder der Ausbau derart einzurichten ist, daß er in sich die ganze Kraft [* 36] aufnimmt, sich selbst das Gleichgewicht [* 37] hält.
Die Zimmerung trennt sich in solche, die aus dem freien Raume fortgeht, z. B. die Abtreibezimmerung, dann in solche, die nur zur Verwahrung dient, und endlich in solche, die zur Fahrung, Förderung und Wasserhaltung nötig ist; sie teilt sich ferner je nach dem Raume ein in Strecken-, Schachtbau- und Maschinenraumzimmerung. Die Streckenzimmerung besteht in dem Legen von Stempeln (Hölzern, die dazu dienen, zwischen dem Hangenden und Liegenden einen Druck rechtwinklig gegen seine Länge aufzunehmen) und in dem Setzen von Bolzen (Hölzern, welche als Säule wirken und den Druck in der Richtung seiner Länge aufnehmen).
Der Stempel wird im Liegenden des Gesteins in ein Loch, das Bühnloch genannt, eingesetzt und gegen das Hangende, den Anfall,
mit einem Fußpfahle angetrieben. Für weite Strecken wendet man wohl auch die Sparrenzimmerung an oder den gewöhnlichen
Firstenverzug in Verbindung mit Unterzügen und Bolzen. Beim Salzbergbau
werden sogar ganze Kästen und Pfeiler
von Holz
[* 38] in Form von Holzschragen aufgeführt. Wenn es gilt, zwei Flächen einer Strecke, also die Firste und eine der Ulmen
oder Wangen, zu verwahren, so wendet man den Thürstock an (eine Verbindung von zwei
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