MKL1888:Bergbau

Bergbau, 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 sowie über Lage und Ausdehnung der unterirdischen Baue und ihre Beziehungen zur Tagesoberfläche dient die Markscheidekunst (s. d.), ohne deren Hilfe B. 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 (Fig. 1 a) hauptsächlich metallischer

Fig. 1.

a Gänge, b Lager und Flöze, c Stöcke. A Nebengestein.

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 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, den sie mit der magnetischen, durch den Kompaß zu ermittelnden Mittagslinie bildet, das Streichen, während man mit Fallen den nach dem Gradbogen zu bestimmenden Winkel bezeichnet, unter welchem der Gang in die Tiefe setzt.

Lager und Flöze (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 (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, 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 Schurfgräben 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, 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 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 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, 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) und das Eisen. 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 ungemein ausgebildet worden ist (vgl. Sprengen). Dem Bohrloch, welches mit Bohrer 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 erfunden sein, kam erst 1632 nach Klausthal und wurde auch in Sachsen 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 angewandt, welche durch die Hand, durch gepreßtes Wasser oder komprimierte Luft, seltener durch Dampf, 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 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 (cd in 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 Fig. 2). Das Ende der Stollen und Strecken nennt man Ort, ihre Decke Firste, den Boden Sohle und die Seitenwände Ulmen oder Stöße. Sie stehen entweder im Festen, oder sind durch Mauerung oder Zimmerung unterstützt; eine hölzerne, horizontale Scheidewand (d in 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 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 Gangbergbau, 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

Fig. 2.

Abbaustrecken.

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 (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 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 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,

Fig. 3.

Firstenbau.

auf Lagern und Flözen Strebe- u. Pfeiler-, auf Stöcken Bruch- u. Stockwerksbau ein. Beim Firstenbau wird vom Schacht a (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 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 auf mächtigen Steinkohlenflözen, z. B. in Schlesien, aber mit dem Unterschied in Anwendung, daß die Hauptstrecke im Hangenden liegt. Der Strebebau wird auf Lagerstätten mit geringem Fallen oder söhliger Lagerung angewandt, welche außer hinreichenden Massen zum Vorsatz nicht über 1–1,25 m große Mächtigkeit besitzen und gutes Nebengestein haben. Er wird daher bei flach fallenden Lagern und Flözen vorzugsweise angewandt. Wie auf Gängen der Häuer die Erze strossen- oder firstenweise herausarbeitet, bewerkstelligt er es hier strebeweise. Vor dem Beginn des Abbaues treibt er von einem Schacht aus eine streichende oder Kunststrecke, Fall- und Steigörter, wodurch Quadrate von anstehenden nutzbaren Fossilien entstehen, die, auf einer Ecke angegriffen, nach und nach herausgeschlagen werden. Die eigentlichen Streben sind nichts andres als liegende Strossen, in denen die Arbeiter, anstatt aufrecht zu stehen, wegen des beschränkten Raumes in liegender Stellung mit Keilhaue, Schlägel und Eisen die Gewinnung, indem sie über die Achsel arbeiten, ermöglichen. Die Zimmerung in den Streben bewerkstelligt der Bergmann mittels kurzer Stempel, die er von der Sohle nach dem Dach antreibt. Die leeren Berge verstürzt er unmittelbar hinter sich. Diese Abbaue finden sich auf den mansfeldischen und andern Kupferschieferflözen, auf den Bleierzniederlagen zu Tarnowitz in Schlesien, auf Steinkohlenlagern^{[WS 1]} in England, Frankreich, Belgien, Deutschland. Die Abbaue auf wenig mächtigen, unbedeutend fallenden Flözen sind bei weitem leichter als solche auf starken und mehr einschießenden Lagern. Für letztere muß der Pfeilerbau gewählt werden, vorausgesetzt, daß die in Angriff zu nehmenden Massen eine ziemlich gleichmäßige Lagerung und nicht übermäßig starkes Fallen haben. Man wendet denselben in Stein- und Braunkohlenflözen, in Steinsalzlagern und auch mit gewissen Modifikationen in Steinsalzstöcken an, und er unterscheidet sich von der vorhergehenden Abbaumethode dadurch, daß er keines Bergversatzes, wohl aber der Vorrichtung der Lagerstätte durch besondere Betriebe bedarf, bevor sich der Abbau einleiten läßt. Die Punkte, von denen aus Abbaue vorgerichtet werden, sind entweder Stollen oder Schächte; letztere sinkt man durch die Flöze ab und legt die Hauptförder- und Abbaustrecken so, daß sie unmittelbar unter den Schächten ausmünden. Sammeln sich in einem Kunstschacht sehr viele Wasser, so daß bei der geringsten Stockung der Maschinen dieselben in der Hauptförderstrecke auftreten, so ist die Anlage einer Wasserstrecke (Sumpfstrecke) im Flöz selbst oder im Quergestein unerläßlich. Diese Sumpfstrecken werden je nach dem Fallen des Flözes 2–5 Lachter unter der Grundstrecke getrieben. Sie dienen sowohl zur Aufnahme der Wasser, wenn etwas an der Maschine zu reparieren ist, als auch dazu, letztere einige Stunden, ja sogar mehrere Tage stillstehen zu lassen, um Brennmaterial zu sparen und Reparaturen vorzunehmen, hauptsächlich aber zur Sicherung des Lebens der Arbeiter. Das Ansteigen des Pfeilerabbaues darf 5° nicht überschreiten, weil der Wagenstößer sonst das Gefäß herabwärts nicht halten, hinaufwärts, wo es leer ist, nicht mehr stoßen kann. Man legt sie aus diesem Grund nur auf Flözen von 15 bis 20° Fallen an. Der Stockwerksbau wird auf Stöcken und großen Erznieren betrieben. Sobald ein Hauptschacht abgeteuft ist, legt man von demselben in verschiedene Sohlen Strecken oder Längenörter nach allen Richtungen an. Wird ein reiches Mittel getroffen, so gewinnt es der Bergmann durch Schlägel- und Eisenarbeit, Sprengen oder Feuersetzen herein. Sobald diese Arbeit vollendet ist, geht er in derselben Sohle wieder in andern Richtungen fort, bis sich von neuem ein bauwürdiges Mittel findet. Der Bruchbau entsteht, wenn Teile der Stockwerksbaue zu Bruche gehen. Man treibt alsdann im festen Gestein einen Schacht und von diesem aus Örter in den Bruch hinein; sind dieselben zu dem Punkt gelangt, an welchem die Gewinnung vorgenommen werden soll, und ist das Gestein lebendig, so ist die Gewinnung außerordentlich leicht. Die Örter greifen nur wenig in den Bruch hinein, werden aber am Ende mit sehr starken Thürstöcken versehen und ringsum gut mit Pfählen gedeckt. Ein Arbeiter regt hierauf das Gestein mittels einer langen Stange an und läßt es in das Ort hineinschieben. Sobald die Masse in sich wieder ruhig geworden ist, sondert er die erzhaltigen Teile aus und „läuft die Berge weg“. Der Weitungsbau (Kammerbau) bezweckt die Gewinnung sehr großer Massen von bedeutender Standhaftigkeit, die im ganzen bauwürdig sind und rein ausgewonnen werden müssen. Man findet ihn auf mächtigen Gängen und Bleierzstöcken in Ungarn, auf Eisensteinstöcken in Schweden, am Rammelsberg bei Goslar, auf Steinsalz in Wieliczka etc. Entweder wird die Weitung bei ihrem Fortschreiten durch die beim Betrieb gewonnenen oder durch hereingeförderte Berge gefüllt, oder die gewonnenen Massen (Erze) bleiben liegen, um dem Arbeiter einen Fuß zu geben, und werden erst später ausgefördert, oder die Weitung wird sogleich ganz ausgehauen, wie es z. B. beim Steinsalz stattfindet. Über Sinkwerke s. Salz.

Ausbau der Gruben.

Der Grubenausbau wendet geeignete Mittel an, durch welche das durchfahrene Gestein abgehalten wird, die gebildeten Räume wieder zu verschütten. Viele Gebirgsmassen stehen von selbst so gut, daß man alle Arten von Bauen in ihnen treiben kann, ohne den geringsten Ausbau nötig zu haben; man hat in diesen Fällen nur auf die Form, welche die Örter, Strecken und Schächte erhalten, Rücksicht zu nehmen und wählt am liebsten die elliptische, weil diese dem Druck am besten begegnet. Gesteine, die zu zerklüftet und „gebräch“ sind, müssen dagegen vor dem Hereingehen durch Zimmerung, Bergversatz und Mauerung gesichert werden. Unter Grubenzimmerung versteht man die Unterstützung ausgehauener Räume durch Holz und unterscheidet Strecken- und Schachtzimmerung. Bei der Streckenzimmerung ist die Firsten-, Thürstock- und Getriebezimmerung hauptsächlich hervorzuheben. Bei der Firstenzimmerung werden runde Stücke Holz so von dem Liegenden nach dem Hangenden angetrieben, daß sie das letztere vor dem Hereingehen bewahren. In der Regel wird dieselbe mit Schwarten oder Pfosten gedeckt, worauf Berge

Fig. 4.

Thürstockzimmerung.

gestürzt werden. Sobald außer der Firste noch eine oder zwei Seitenwände oder Ulmen unterstützt werden müssen, kommt die Thürstockzimmerung in Anwendung. Soll außer der Firste nur eine Ulme unterstützt werden, so wählt man halbe, sind beide Ulmen zu unterfangen, ganze Thürstockzimmerung (Fig. 4). Thürstöcke sind runde Stücke Stammholz a, die mehr oder weniger rechtwinkelig mit der Firste des Gesteins gestellt und an 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 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 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 des Schachtes. Diese Tragstempel sind besonders starke Stücke Holz, 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. Sobald Firste und Ulmen nicht stehen, wird elliptische Mauerung angebracht. Ist auch die Sohle nicht fest genug, um das Gewölbe 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 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 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 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 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). 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 des Arbeiters geschont, welche er nun der Gewinnung und Förderung der Mineralien 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, durch die Sprengarbeiten, durch Fäulnis- und Vermoderungsprozesse, durch die Oxydation mancher Gesteinsbestandteile und durch Gase verdorben, welche aus dem Gestein, besonders aus Steinkohlen, entweichen. Die reine Luft (gute Wetter) 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 (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 zum Ofen führt, welcher die Wetter aus dem Schacht zieht; zur Belebung des Zugs baut man über dem Ofen wohl noch einen Turm. 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 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,

Fig. 5.

Harzer Wettersatz.

weil sie weitaus am zuverlässigsten funktionieren. Sie wirken entweder luftverdünnend, saugend oder luftverdichtend, blasend und werden meist durch Dampfmaschinen betrieben. Der Harzer Wettersatz (Fig. 5) besteht aus einem oben offenen Kasten abcd, in welchem ein zweiter, unten offener, oben geschlossener Kasten efgh durch mechanische Kraft auf- und abbewegt werden kann. Der erste Kasten ist bis ik mit Wasser gefüllt, durch seinen Boden geht eine Röhre lm, welche nach unten mit der Lutte n verbunden, bei l durch ein sich nach oben öffnendes Ventil geschlossen ist. Ein ähnliches Ventil o befindet sich auf dem Deckel des Kastens efgh. Beim Aufziehen des Kastens wird Luft durch nml 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 (Fig. 6). Derselbe entspricht den Rotationspumpen und besitzt auf beiden Seiten der Achse eines jeden Rades ein Gußstück mit drei radialen Armen und Verstärkungsrippen, über welche der Länge nach, parallel mit der Achse, Bretter gelegt werden, so daß Radialschaufeln entstehen, an welchen Kreuzschaufeln aus Holz sitzen. Das Gehäuse ist gemauert, und damit ein möglichst dichter Schluß stattfindet, bekleidet man die Innenseite desselben mit Zement. Soll der Ventilator saugend wirken, so macht man die Drehung der Räder einander zugewendet. Tiefbaue müssen mit mindestens zwei Öffnungen gegen die Tagesoberfläche versehen werden, weil nur beim Vorhandensein von zwei Luftsäulen ein ausgiebiger Luftwechsel erzielt werden kann. Vorteilhaft wird der Wetterstrom geteilt, um jeder Bauabteilung einen besondern Zweig zu überreichen und nicht den ganzen Strom ungeteilt durch alle Abteilungen leiten zu müssen, da in diesem Fall die letzte Abteilung bereits sehr verschlechterte Wetter erhält. Zur Regulierung des Wetterstroms, der, sich selbst überlassen, den Weg einschlagen würde, welcher ihm den geringsten Widerstand bietet, dienen Wetterblenden, Wetterdämme und Wetterthüren.

Fig. 6.

Ventilator von Fabry.

In Fällen, wo die gewöhnlichen Ventilationsvorrichtungen versagen, oder wenn es sich um die Rettung eines Menschenlebens handelt, muß man zu Chemikalien seine Zuflucht nehmen. Zu letztern gehören Ätzkalk und Chlor. Mittels des Ätzkalks schafft man Kohlensäure aus Räumen weg, in denen sie sich angesammelt und von deren Anwesenheit man sich durch ein vorgeschobenes Licht überzeugt hat. Der Kalk wird in Wasser abgelöscht und als Kalkmilch, noch besser als Kalkwasser durch besondere Gefäße mittels einer Spritze oder mittels ins Kalkwasser eingetauchter Tannenzweige in die angefüllten Gasräume gebracht. Das Chlor zerstört Miasmen, die durch Faulen von Vegetabilien und Animalien oder Zersetzung von Mineralien entstanden sind. Man senkt z. B. in ein Absinken Chlorkalk oder ein Fläschchen mit Braunstein und Salzsäure ein und treibt später die chlorhaltige Luft durch Bewegung mittels auf- und abgelassener Tannenzweige aus (das „Büscheln“).

Zur Beleuchtung der Gruben dienen meist Kienspäne, Fackeln, gewöhnliche Lichter, offen und in Laternen, meist aber Lampen von mannigfacher Konstruktion, welche die Mannschaften selbst bei sich führen. Als Leuchtmaterial benutzt man meist Rüböl, da die Mineralöle mancherlei Mängel zeigen, namentlich in matten Wettern und bei Zugluft nicht gut brennen, auch leicht verlöschen. Eine besondere Lampe, die Sicherheitslampe, schützt gegen die Gefahren, welche durch schlagende Wetter entstehen. Stationäre Beleuchtung wird an Hauptfüllörtern und in Hauptförderstrecken in Anwendung gebracht und besteht ebenfalls in Lampen, die mit fettem Öl oder mit Erdöl gespeist werden; doch sind auch Gasbeleuchtung und elektrisches Licht mehrfach eingeführt worden.

Förderungsmethoden und Wasserhaltung.

Die Förderung hat den Zweck, die gewonnenen Fossilien von einem Ort zum andern zu schaffen. Die Fortbewegung der Massen erfolgt in söhliger, in fallender und in steigender Richtung, und man teilt sie hiernach in Strecken- und in Schachtförderung. Die Streckenförderung wird auf abfallendem und söhligem, selten auf 5–6° steigendem Terrain angewandt. In Pfeiler-, Strebe-, Bruchbauen und beim Ortsbetrieb füllen die Bergarbeiter die Fördergefäße an Ort und Stelle und schaffen sie nach dem Punkt ihrer Bestimmung. Bei Strossen-, Firsten- und Querbauen ist eine Zwischenförderung, die durch Tragen in kleinen Gefäßen, durch Stürzen in Rolllöcher und durch Ziehen mit dem Haspel bewerkstelligt wird, notwendig. Die eigentliche Streckenförderung erfolgt durch Tragen auf dem Rücken, durch Fahren im Karren, im Schlepptrog, in Hunden, in Wagen und in Schiffen. Die Laufkarrenförderung ist für kleine Gruben, meist Erzgruben, die wenigst kostspielige. Des Schlepptroges, der aus einem auf zwei an ihren Enden sehr gebogenen Kufen von hartem Holz ruhenden Kasten besteht, bedient man sich auf sehr niedrigen Strecken in Kohlen- und Kupferschieferabbauen. Er wird mittels eines Siehlens (Tragbandes) von dem Arbeiter gezogen und dient hauptsächlich in Steinkohlen- und andern Flözbergwerken zur Förderung aus Abbauen in die eigentlichen Förderstrecken. Hunde und Förderwagen sind Gefäße von rechteckiger Form bei verschiedener Höhe, die vier Räder haben und entweder auf den Sohlen der Strecken selbst, oder auf Pfosten, mit welchen dieselben belegt sind, oder auf eingebauten hölzernen und eisernen Schienenwegen gestoßen werden. Die Hunde besitzen verschieden hohe Vorder- und Hinterräder, bei Wagen sind dieselben gleich. Der ungarische Hund hat zwei Paar Räder, von denen die vordern 10, die hintern 20 cm Höhe haben und 15,5 cm voneinander entfernt sind. Die großen Räder, auf denen der Hund fortbewegt wird, müssen unmittelbar hinter dem Schwerpunkt liegen, damit der Arbeiter durch einen leisen Druck auf den ihm zugekehrten Teil des Gefäßes die Last auf diese zu liegen bringt. Die vordern Räder werden wenig und nur von ungeübten Stößern benutzt. Die Fortbewegung geschieht auf 15–30 cm breiten und 5 cm starken Pfosten, die durch versenkte Nägel auf die Einstriche befestigt sind. Der deutsche Hund spurt weiter, läuft auf einem besondern Gestänge auf allen vier Rädern und stößt sich deshalb leichter. Die Förderquantität, welche auf den deutschen Hund kommt, beträgt vier Kübel, die Gesamtleistung steht der des ungarischen Hundes um 1/4 nach. Der Schlepp- oder Flözhund (Fig. 7) wird in niedrigen Bauen, z. B. im Mansfeldischen, benutzt; er läuft auf vier Rädern und wird von dem Schlepper am Fuß, in höhern Strecken mit dem Sielzeug gezogen. Sowohl die deutsche als die englische Wagenförderung, durch welche die bei weitem überwiegendsten Fördermassen in den Gruben bewegt und aus denselben geschafft werden, bedürfen, wie die deutschen Hunde, besonderer Unterlagen (Gestänge) zur Fortbewegung und Leitung. Die deutschen Wagen dienen auf eisernen und hölzernen Bahnen zur Strecken-, Bremsberg- und Schachtförderung, fassen bis 9 Scheffel Kohlen und haben sehr verschiedene Konstruktion, bilden im allgemeinen aber ein längliches Viereck, das von vier mit Eisen beschlagenen, 3,2 cm starken eichenen Bohlen und einem Boden umschlossen wird. Das vordere schmale Brett kann zur bequemen Entladung des Wagens ausgehängt werden und ist deshalb wie eine Thür geformt. Die Räder liegen größtenteils unter den Wagen, besonders dann, wenn sie sogleich durch den Förderschacht zu Tage gehen. Sind sie nur auf Stollen und Strecken im Gebrauch, so sind erstere außerhalb des Kastens angebracht. Bei dem englischen Wagen sind die Räder von Gußeisen, die aus Schmiedeeisen bestehenden Radachsen 2 cm dick, für die Fassung der Nabe 6,5 cm, im ganzen aber 65 cm lang und ruhen auf Achsenlagern, die mittels zweier Schrauben an dem Wagenkasten befestigt sind. Die Förderung durch Schiffe kommt selten und nur auf Strecken oder Hauptstollen vor und ist nur da anwendbar, wo sehr große Förderquantitäten fortzuschaffen und keine Tiefbaue vorhanden sind, weil die Wasser sonst denselben zufallen würden. Diese Förderungsmethode setzt genügende Tiefe der Wassersaige und eine genügende Menge Wasser voraus und schließt sich zuweilen an Wasserwege über Tage an. Die Schachtförderung ist hauptsächlich bei solchen Gruben von Wichtigkeit, in denen Tiefbauarbeiten im Umschwung sind. Sie zerfällt in Haspel- und Göpelförderung. Die Schächte müssen, soll die Förderung immer schnell und ohne Stockung von statten gehen, sehr regelmäßig hergestellt sein. Mit der Haspelförderung, wobei ein leerer Kübel in die Tiefe geht, sobald ein voller herausgewunden wird, geht man nicht gern über 20 Lachter Tiefe. Die Förderung aus größern Teufen geschieht mittels der Göpel, welche durch Tier-, Wasser- (Wasserräder, Turbinen, Wassersäulenmaschinen) und Dampfkraft in Bewegung gesetzt werden. Die Gefäße, welche in Maschinenschächten gehen, sind entweder Tonnen von runder Form, oder viereckige Kasten, oder Förderwagen. Diese Gefäße sind entweder mittels einer eisernen Kette an dem Förderseil befestigt und werden aus mehreren andern Gefäßen am Anschlagspunkt (Füllort) gefüllt, oder die Fördergefäße ruhen auf Gestellen (Förderschalen, Rahmen, Körben) und werden beim Füllen und Leeren aus letztern transportiert, welche Einrichtung bei großen Förderungsquanten bedeutende Ersparung an Zeit und Kosten gewährt. Die runden Gefäße der erstern Art gehen in den seigern oder vertikalen Schächten ohne Leitung; die eckigen dagegen müssen nicht nur in seigern, sondern auch in flachen Leitungen haben. Um zu verhüten, daß Stücke der Fördermasse oder ganze Gefäße beim Abhängen in die Grube hineinfallen, die Schächte beschädigen und das Leben der Arbeiter gefährden, wird die Hängebank mit Schiebern oder Fallthüren versehen, die man über den Schacht schiebt, oder die für sich zufallen, sobald die volle Tonne denselben verläßt.

Die Wasserhaltung begreift alle diejenigen Arbeiten in sich, durch welche der Bergmann die den Tiefbauen zusetzenden Wasser zu Tage bringt. Die unterirdischen Wasser entstehen durch atmosphärische Niederschläge, durch Tau, Regen und Schnee. Ist ein Schacht noch nicht tief niedergebracht, und steht er mit keinem Stollen in Verbindung, so werden die einfallenden Tagewasser entweder in Kübeln oder in ledernen Säcken durch Haspelförderung in die Höhe gezogen (Wasserziehen). Der Bergmann arbeitet zu diesem Behuf in den kurzen Schachtstößen Vorgesümpfe aus, in welchen sich die Wasser ansammeln, und „pfützt“ sie durch Kannen in Kübel. Wird der Zugang der Wasser stärker, ohne daß die Einbauung einer Maschine ratsam erscheint, so bedient man sich der Handpumpen. Je tiefer der Schacht niederkommt, desto mehr Handpumpen, von denen eine der andern das Wasser zuhebt, müssen eingebaut werden. Bei sehr tiefen und ausgebreiteten Bergwerken, wo die Herausschaffung durch Menschenhände nicht mehr zu bewerkstelligen sein würde, sind das beste Mittel, die Wasser wegzuschaffen, Stollen; da jedoch die Lage der Gruben nicht immer gestattet, mittels der Stollen das Tiefste der nutzbaren Fossilienniederlagen zu erreichen, so müssen Wasserhaltungsmaschinen gewählt und durch dieselben das Wasser bis zu dem tiefsten Stollen, ist keiner vorhanden, bis zu Tage ausgehoben werden. Als solche Maschinen sind Pumpen in Anwendung, welche einzeln

Fig. 7.

Schlepphund.

(Pumpen- oder Kunstsätze) durch den ganzen Schacht hindurch übereinander aufgestellt sind. Das Auf- und Abbewegen der Kolbenstangen geschieht mittels eines Hauptgestänges (Kunst- oder Schachtgestänges), an welchem erstere mittels Stangenhaken befestigt sind. Jeder untere Satz hebt einem höhern zu, indem er in einen Kasten (Sumpfkasten) ausgießt, aus welchem letzterer schöpft. Je nach der Lage der Ventile wirkt die Pumpe als Saug- oder Druckpumpe. Die Bewegung der Maschinen geschieht seltener durch Tierkraft (Roßkünste) als durch Dampfkraft und hydraulische Motoren (Wasserräder, Wassersäulenmaschinen).

Wasserbau und Wasserwirtschaft. Die meisten bergmännischen Arbeiten können nur mit Hilfe von Maschinen ausgeführt werden, und die billigste Umtriebskraft hierfür ist das Wasser (Aufschlagewasser), wenn dasselbe andauernd in genügender Menge zu Gebote steht. Es ist deshalb häufig ein wichtiger Gegenstand, während der trocknen Jahreszeit das Wasser geräumigen Reservoirs (Sammelteichen) durch Gräben, Wasserläufe, Wasserleitungen oder Röhrentouren zuzuführen, und die Herstellung derartiger Vorrichtungen begreift man unter Wasserbau. Es genügt aber nicht nur, das Wasser zu sammeln und zweckentsprechende Vorrichtungen hierfür zu schaffen, sondern dasselbe muß auch den einzelnen Maschinen zweckmäßig und ökonomisch zugeteilt werden. Hiermit beschäftigt sich die Wasserwirtschaft.

Geschichte des Bergbaues.

Der B. gehört zu den ältesten Gewerben. Zwar hat sich keiner der alten Schriftsteller über die Art und Weise, wie der B. in der Vorzeit betrieben wurde, genügend verbreitet; wir dürfen indes annehmen, daß, wie bei den meisten andern Gewerben des Altertums, so auch hinsichtlich des Bergbaues die Regeln und erlangten Vorteile von einer Generation zur andern durch praktische Unterweisung und mündliche Belehrung übertragen wurden. Die im gediegenen Zustand auf der Erde vorkommenden Metalle kamen jedenfalls zuerst in Gebrauch, und die Beobachtung, daß sie im Feuer schmelzen, mag auf den Gedanken geführt haben, schwere Erze einer Schmelzhitze auszusetzen, um Metalle aus ihnen darzustellen. Über die Bergwerke der Vorzeit haben wir außer der Beschreibung der ägyptischen von Agatharchides, den Strabon und Diodor benutzten, und von denen letzterer angibt, daß das Verfahren, Erze durch Feuersetzen zu gewinnen, schon bei den ältesten Königen Ägyptens bekannt gewesen sei, keine geschichtlichen Nachweise. Den großartigen und äußerst wichtigen B. in Kleinasien, Griechenland, Makedonien und selbst den weit spätern in Spanien kennen wir nur aus einzelnen Andeutungen. Auch aus der letzten Römerzeit besitzen wir höchst ungenügende Nachrichten, und über das Verfahren der Alten bei der Ausscheidung der Metalle aus ihren Erzen ist daher so gut wie gar nichts bekannt. Die Küsten des Mittelländischen Meers, vorzüglich die syrischen, waren es, von welchen aus seit den ältesten Zeiten, zu denen nur Mythen hinanreichen, Industrie, Gewerbe und Handel nach dem Innern Asiens, Afrikas und Europas vordrangen. Dort scheint auch der B. seinen Anfang genommen zu haben, und höchst wahrscheinlich brachten die Phöniker, die mit den alten Ägyptern in engen Handelsverbindungen standen, den B. und das Hüttenwesen auf eine hohe Stufe der Vollkommenheit. Von dort wurde er nach Griechenland, Karthago, Italien, Spanien, Portugal und endlich auch nach Deutschland verpflanzt. Die Kunst der Darstellung der Metalle ging demnach von der asiatischen Küste aus und scheint daselbst schon weit ausgebildet worden zu sein, da sich nirgends eine Nachricht findet, wonach sich viele Zugutemachungsprozesse später wesentlich geändert hätten. Hierfür dürfte auch der Umstand sprechen, daß die Römer, welche Jahrhunderte hindurch die Oberherrschaft über die bekannten Teile der Erde behaupteten, sich gar nicht um diesen Zweig der Nationalindustrie bekümmerten, sondern den Betrieb lediglich den eroberten Provinzen überließen und nur die Ausbeute an sich zogen. Sie übernahmen den großartigen, so reichen Gewinn bringenden spanischen B. von den Karthagern, die ihn nach phönikischem Muster betrieben hatten. Ähnlich verhielt es sich mit dem B. in Makedonien, Griechenland und Kleinasien.

Die Geschichte des Bergbaues zerfällt in drei Perioden. Die erste begreift den Zeitraum vom grauesten Altertum bis zur Unterjochung Griechenlands durch die Römer; von ihm haben wir wenige und dazu nicht sichere Nachrichten. Die zweite umfaßt den Zeitraum der Römerherrschaft über alle damals bekannten Erdteile, wo der B. in Spanien, Italien, Illyrien, Kleinasien, Makedonien, Britannien und Gallien auf einer ziemlich hohen Stufe der Vollkommenheit stand. Infolge der Besitzergreifung Galliens von seiten der Germanen und der immerwährenden Kriege germanischer Volksstämme mit den Römern lernten auch jene den B. kennen und verpflanzten ihn nach Deutschland. Mit dem Untergang des römischen Reichs beginnt die dritte Periode des Bergbaues. In ihr ging der B. in Asien mehr und mehr zurück, kam dagegen in Europa, namentlich in den Küstenländern des Mittelländischen Meers, immer mehr in Aufnahme. Die Bergschätze Deutschlands wurden erst dann ausgebeutet, als seine Bewohner selbst ihren Wert schätzen gelernt hatten. Beim Beginn des deutschen Bergbaues betrieb jeder Grundbesitzer entweder seine Bergwerke selbst, oder ließ sie durch Sklaven bearbeiten, ohne dazu eine Belehnung nötig zu haben. Die fränkischen Könige zogen auch die Bergwerke, die sie als eine Quelle des Wohlstandes erkannten, an sich und ließen sie durch ihre Landvögte und andre Beamte bewirtschaften. Von da an beginnt der Akt der Belehnung mit Berg- und Salzwerken an Vasallen, welche in besonderer Gunst standen. Soweit man nachzukommen im stande ist, hat die älteste derselben der Abt von Korvei auf Salzwerke durch den Kaiser Ludwig den Frommen 833 erhalten; die zweite empfing das Kloster Berg und zwar auf alle Metalle und Mineralien durch Kaiser Heinrich V. 1122. Der erste Herzog, der in seinem Land mit dem Bergregal durch den Kaiser beliehen wurde, war Ludwig von Bayern. Später erhielten es die meisten deutschen Fürsten, und es ist demnach das deutsche Bergregal ein durch Schenkung der Kaiser an die Souveräne übergegangenes Hoheitsrecht, welches dann von diesen an ihre Unterthanen in kleinerm Maß und unter der Bedingung abgetreten wurde, daß der zehnte Teil des Gewonnenen an sie abgegeben werden mußte (vgl. Bergrecht). Mit jedem folgenden Jahrhundert hob sich der B.; in dem gegenwärtigen aber stieg er zu einer Höhe, von welcher man in der frühern Zeit nicht die entfernteste Ahnung haben konnte. Die Anwendung großartiger Dampf- und Wassersäulenmaschinen ermöglicht es, in sehr große Tiefen der Erdrinde einzudringen. In England werden die Steinkohlenlager bereits in Tiefen von mehreren Tausend Fuß, an einigen Stellen sogar unter dem Meeresbett ausgebeutet und auf dem festen Land zu Tage gefördert. In Tirol wird Salzsole mit Einem Hub über einen hohen Alpenkamm gepumpt. In Belgien geht man durch sehr stark zusetzende Wasser mittels wasserdichter Zimmerung in große Tiefen nieder. Insbesondere hat auch das Eisenhüttenwesen eine erstaunenswerte Ausdehnung erlangt. Während die alten Völker mit großer Anstrengung in einem Tag in ihren Erzschmelzöfen 20 Pfd. Eisen erlangten, bringt man jetzt in kolossalen Hochöfen in gleicher Zeit Tausende von Zentnern aus. Während die Berber und Araber mit ihrem ungestalten Handblasebalg in der Minute dem mit Eisenerz und Kohlen gefüllten kegelförmigen Ofen nur einige Kubikfuß Luft zuzuführen vermögen, gibt bei uns ein durch starke Dampfmaschinen in Bewegung gesetztes Cylindergebläse viele Tausende derselben her. Erstaunlich groß ist auch die Masse der Metalle und fossilen Brennmaterialien, welche in den größern Bergwerksstaaten Europas täglich der Erde entnommen, in den Hütten verarbeitet und zu gute gemacht werden. Die vor mehreren Jahrhunderten am meisten gesegneten Bergwerksstaaten, Spanien und Portugal, verpflanzten ihre bergmännischen Kenntnisse nach der Entdeckung von Amerika in die südlichen Gegenden jenes großen Weltteils. Die jungfräuliche Erde, von den Ureinwohnern nur auf der Oberfläche berührt, lieferte unter dem Schlägel und Eisen des spanischen und portugiesischen Bergmannes ungeahnte Massen von edlen Metallen, die den Mutterländern in großen Flotten zugeführt wurden. Der außerordentliche Reichtum, welcher hierdurch in die Hände der Bewohner jener großen Halbinsel kam, verweichlichte das Volk; die einheimischen Bergwerke wurden als nicht mehr lohnend vernachlässigt und verfielen endlich ganz. Auf diese Weise gingen die im Beginn der dritten Periode am blühendsten dastehenden Bergwerksstaaten, Spanien und Portugal, zu Grunde; dagegen erwachte die Thätigkeit des deutschen Bergmannes, welcher am Harz und im sächsischen Erzgebirge große Silbermassen zu Tage förderte. Er betrieb den B. so regelrecht, daß sich derselbe nicht allein bis auf die Gegenwart erhalten hat, sondern auch noch viele Jahrhunderte hindurch den deutschen Nationalreichtum zu vergrößern im stande ist. Schweden und Norwegen blieben beim allgemeinen Fortschreiten nicht zurück und versehen einen großen Teil der europäischen und selbst der überseeischen Länder mit dem vortrefflichsten Schmiedeeisen. Obschon der Steinkohlenbergbau in England, Frankreich, Belgien, Deutschland nicht neu ist, so erlangte derselbe doch erst seit den letztverflossenen 40 Jahren seine größte Ausdehnung. Infolge der erstaunlichen Fortschritte, welche die Chemie in neuester Zeit machte, vergrößerte sich die Zahl der Metalle auf das Drei- und Vierfache. Zu den sieben, welche die Alten kannten, zu Gold, Kupfer, Silber, Zinn, Blei, Quecksilber und Eisen, fanden sich noch: Chrom, Vanadin, Molybdän, Wolfram, Tantal, Titan, Osmium, Iridium, Platin, Palladium, Rhodium, Uran, Wismut, Cadmium, Zink, Nickel, Kobalt, Mangan, Cerium, Aluminium und andre weniger wichtige Metalle.

Litteratur. Vgl. B. v. Cotta, Erzlagerstätten (Freiberg 1859 u. 1861, 2 Bde.); Grimm, Die Lagerstätten nutzbarer Mineralien (Prag 1869); Hartmann, Handbuch der Bergbau- und Hüttenkunde (Weim. 1857); Ponson, Traité de l’exploitation des mines (Lüttich 1854; deutsch von Hartmann, Leipz. 1856); Rittinger, Mitteilungen über bergmännische Maschinen (Wien 1855); Gätzschmann, Bergbaukunde (2. Aufl., Leipz. 1866); Lottner-Serlo, Leitfaden zur Bergbaukunde (2. Aufl., Berl. 1873–74); Gurlt, Die Bergbau- und Hüttenkunde (Essen 1877); Köhler, Lehrbuch der Bergbaukunde (Leipz. 1884); Veith, Deutsches Bergwörterbuch (Berl. 1870–71, 2 Bde.); Dannenberg und Frantz, Bergmännisches Wörterbuch (Leipz. 1882); Haupt, Bausteine zur Philosophie der Geschichte des Bergbaues (das. 1867); Karsten, Archiv für B. und Hüttenwesen (Bresl. u. Berl. 1818–31, 20 Bde.; fortgesetzt als „Archiv für Mineralogie, Geognosie, B. und Hüttenkunde“, Berl. 1829–55, 26 Bde.); „Studien des Göttinger Vereins bergmännischer Freunde“, herausgegeben von Hausmann (Götting. 1824–38, 4 Bde.); „Kalender für den sächsischen Berg- und Hüttenmann“, herausgegeben bei der Bergakademie in Freiberg (Freib. 1827–29; fortgesetzt als „Jahrbuch für den Berg- und Hüttenmann“, das. 1830–1872; neue Folge: „Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreich Sachsen“ 1873 ff.); „Der Bergwerksfreund“ (Eisleben 1837–60, 23 Bde.); „Zeitschrift für das Berg- und Hüttenwesen im preußischen Staat“ (Berl., seit 1853); „Der Berggeist“ (Köln, seit 1856); „Berg- und hüttenmännische Zeitung“ (Leipz., seit 1842); „Österreichische Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen“ (Wien, seit 1853); „Berg- und hüttenmännisches Jahrbuch der k. k. Bergakademien zu Přibram, Leoben und Schemnitz“ (Prag, seit 1851); Rittinger, Erfahrungen im berg- und hüttenmännischen Maschinenbau- und Aufbereitungswesen (Jahrbuch, Wien, seit 1855); „Kärntner Zeitschrift“ (Klagenfurt, seit 1869); „Der Bergmann“ (Prag, seit 1873); „Annales des mines“ (Par.); „Annales des travaux publics“ (Brüssel); „Mining Journal“ (Lond.).

Bergbau. Von den Unfällen, zu welchen der B. 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 bewirkte Abkühlung bei konzentrierten Wettern besonders unter Hinzutritt eines kräftigen Luftstroms nicht ausreicht, um ein Durchschlagen der Flamme 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 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 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 Lichtflamme 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 Pieler schon ein Gehalt von 0,25 Proz. Bei dieser Lampe wird als Brennmaterial Spiritus 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 etc.), 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, 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, bei Aachen, in Westfalen, 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 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 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 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, 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 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 geleistet haben, weshalb auch in Preußen 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 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 abwärts gedrückt, beim Seilbruch werden sie durch Federkraft nach oben gezogen, klemmen sich bei weiterm Fallen des Korbes immer fester und zehren

Fig. 1. Keilfangvorrichtung von Libotte.

so die lebendige Kraft desselben allmählich auf. Fig. 1 zeigt die Keilfangvorrichtung von Libotte in Gilly. Der Korb hängt an den Ketten a, welche an den Stangen b 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 (Fig. 2) ist der obere und untere Rahmen der Förderschale auf den Langseiten durch kreuzweise angeordnete federnde Streben s verbunden. An letztern sitzen, etwas schräg nach unten geneigt, die Stangen a, deren je zwei eine eiserne Bremsbacke b tragen.

Fig. 2. Hoppesche Fallbremse.

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 die Förderschale allmählich festgebremst. Originell ist die amerikanische Pendelfangvorrichtung von Sellers in Philadelphia. Hierbei ist der Leitbaum an seiner vordern Fläche von oben bis unten mit einer schlangenförmig laufenden Furche versehen. Am Förderkorb hängt ein Pendel, 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 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 werden bein Auf- und Niedergehen der Gestänge stets mit bewegt. 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 11/2–2 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, bringt 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 Taucherkolben, deren jeder mit einem zweiarmigen Hebel versehen ist, welcher seinen Drehpunkt im Kolben hat. Das eine Ende der Hebel greift unter einen fest verlagerten Bolzen, während das andre Ende als Stützpunkt für den Boden des Förderkorbes dient. Die Aufwärtsbewegung der Kolben wird durch einen mit Wasser gefüllten Akkumulator 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 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

Fig. 3. Westmeyersche Schachtfalle.

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 (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 die Drehung mitmacht. Nach dem Vorbeigehen des Förderkorbes fallen die Stützen immer noch in steifer Stellung zurück, und der Förderkorb e setzt sich auf die Köpfe der Stützen. Soll nun der Förderkorb niedergelassen werden, so dreht man ohne vorheriges Anheben des Förderkorbes die Achse a mittels des Handhebels d in der Pfeilrichtung, so daß die Stützen, indem sie einknicken, in die punktiert gezeichnete Lage gebracht werden. Der Förderkorb kann alsdann ohne Widerstand hinabgleiten. Hierauf werden die Stützen durch Zurückdrehen des Hebels d wieder in die steife Lage gebracht.

Bei Unaufmerksamkeit des Maschinenwärters oder einer Unordnung im Steuerungsmechanismus der Maschine kann es vorkommen, daß der Förderkorb bis gegen die über dem Schacht angebrachten Seilscheiben gehoben wird, heftig dagegen stößt und dadurch ein Reißen des Seils herbeiführt, worauf der Korb entweder auf die Kaps oder in den Schacht zurückfällt. Sind Menschen auf dem Korb, so verunglücken sie in der Regel dabei. Das sicherste Mittel zur Verhütung dieses Überwindens über die Seilscheibe ist die Anwendung von selbstthätigen Bremsen, welche sofort und sicher in Thätigkeit treten, sobald der Förderkorb über eine bestimmte Höhe hinausgekommen ist. Auch hat man wohl selbstthätige Seilauslöser angebracht, oder man läßt die Führungsschienen oberhalb der Schachtmündung (der sogen. Hängebank) etwas konvergieren, so daß der Körb sich festklemmt.

Zur Vermeidung von Unfällen ist es nötig, die Schächte während des Ganges der Förderkörbe zu verschließen und zwar entweder durch Gitter, welche mit der Hand auf- und abgezogen werden, oder durch Thüren, Barrieren etc. In neuerer Zeit verwendet

Fig. 4. Selbstthätiger Schachtverschluß von Schüller.

man zweckmäßig selbstthätige Schachtverschlüsse, die in einfachster Weise aus leicht gebauten eisernen Gittern bestehen, welche sich an Drahtseilen oder an Stangen von Rundeisen führen, von den Förderkörben beim Aufgang gehoben und beim Niedergang wieder herabgelassen werden. Fig. 4 zeigt einen Schachtverschluß von Schüller. Beim Aufsteigen des Förderkorbes greift derselbe an den Hebel A und drückt ihn in die Höhe. Dieser Hebel ist einerseits mit dem Gewicht B, anderseits durch Vermittelung des Zahnrades C, an dessen Stift J er angreift, mit dem an diesem hängenden Gewicht D belastet. Das Zahnrad C greift in ein kleineres auf der Welle E sitzendes Zahnrad. Welle E trägt eine Kettenscheibe F. Infolge der Aufwärtsbewegung des Hebels A wird sein entgegengesetzter Arm von dem Stift J des Rades entfernt, so daß das Zahnrad frei wird und das Gewicht D niedersinkt und das Rad C nebst dem kleinen Zahnrad und der Kettenscheibe in Umdrehung versetzt. Letztere wickelt die an ihr befestigte Kette auf. Da diese Kette aber mit den Ketten der Sicherheitsthüren K durch das Gegengewicht G verbunden ist, so werden die Sicherheitsthüren geöffnet (in Fig. 4 punktiert gezeichnet). Geht anderseits der Förderkorb in den Schacht hinab, so sinkt der Hebel A infolge des an ihm hängenden Gewichts B ebenfalls nieder und nimmt das Zahnrad C mit, wobei das etwas leichtere Gewicht D wieder gehoben wird. Jetzt dreht sich die Kettenscheibe in der dem Abwickeln der Kette entsprechenden Richtung, und die Sicherheitsthüren K werden geschlossen. HH sind sogen. Luftbremsen zur Mäßigung der Bewegung der Gewichte B und D. Auch die zur Förderung in die Tiefe innerhalb des Bergwerks dienenden Bremsberge sind mit womöglich selbstthätigen Verschlüssen zu versehen, um das Hinabstürzen der Arbeiter zu verhüten.

Hygienisches über den Bergbau.

Der B. zählt seit jeher zu den ungesunden Beschäftigungen, weil er die Bergleute mannigfachen Gefahren aussetzt. Weitaus die meisten Unglücksfälle entstehen durch Verschüttungen, Brüche, Loslösungen von unterschrämten Massen, Einsturz von Hohlräumen aller Art infolge unzureichender Unterstützung, unsoliden Grubenausbaues etc. Zahlreiche Gefahren birgt die An- und Ausfahrt der Belegschaft, zu deren Abwendung viele mechanische Vorrichtungen vorgeschlagen und eingeführt sind. In hygienischer Hinsicht scheint die Seilfahrt die größte Empfehlung zu verdienen; jede Grube sollte aber auch von mindestens zwei Seiten her befahrbar sein, und der ausfahrende, schweißbedeckte Bergmann sollte in einem bedeckten Gang zur Kaue, wo der Kleiderwechsel etc. stattfindet, gelangen. Gruben- und Schachtförderung stellen teils an die Muskelkraft der Bergleute große Anforderungen, teils bedrohen die mechanischen Vorrichtungen die bei denselben beschäftigten Arbeiter mit großen Gefahren. Von größtem hygienischen Belang ist die Wetterführung, d. h. die Ventilation der Gruben. Bei drückender Hitze kann sich der Zug im Wetterschacht umkehren, es entstehen „matte“ Wetter und bei vielen Bergleuten die Erscheinungen des Hitzschlags. Unzureichende Ventilation läßt die Luft in den Gruben zu feucht werden, und da es überdies an zahlreichen Gelegenheiten zur Durchnässung der Bergmannskleider bei der Arbeit nicht fehlt, so leiden die meisten Bergleute an sogen. Erkältungskrankheiten oft sehr schwerer Art. Von akuter Wirkung sind die „bösen“ Wetter, die durch Verminderung des Sauerstoff- und Anhäufung des Kohlensäuregehalts entstehen. Atmungsgase, Lampenruß, Fäulnisprozesse, Kohlenstaub tragen dazu bei, die Luft zu verschlechtern. Bisweilen tritt auch Schwefelwasserstoff auf, bei Grubenbränden Kohlenoxyd und bei gewissen Betrieben Quecksilber- und Arsenbrände; am gefürchtetsten sind die „schlagenden“ Wetter, und gegen alle diese Gefahren bleibt ausreichende Ventilation das wirksamste Mittel. Die Einatmung des Staubes erzeugt das sogen. Schwarzspucken, Asthma, Lungenemphysem, Anthrakosis etc. Infolge der mangelhaften Beleuchtung der Gruben tritt Augenzittern (Nystagmus) auf und bei schlechter Ernährung Anämie, welche bisweilen aber auch durch Eingeweidewürmer (Anchylostomum) erzeugt wird. Infolge der übermäßigen Anstrengung der Muskeln, Gelenke und Sehnen entstehen Herz- und Gelenkleiden u. andre Krankheiten. Quelle vieler Erkrankungen ist ferner die Einatmung der Explosionsgase bei der Schießarbeit, gegen welche außer durch Ventilation auch durch die Bemühungen angekämpft wird, einen Sprengstoff zu finden, der möglichst wenig schädliche Gase erzeugt. Alle diese übeln Einflüsse bedingen es, daß der Bergmann in verhältnismäßig jungen Jahren arbeitsunfähig, „bergfertig“ wird, und die Behörden wie die Grubenverwaltungen haben sich daher schon seit längerer Zeit veranlaßt gesehen, durch Gesetze, Verordnungen, wirtschaftliche und technische Einrichtungen die größten Übelstände zu beseitigen oder doch herabzumindern. Im allgemeinen bestehen daher auch beim B. bessere Einrichtungen als auf den meisten Gebieten der übrigen Industrie, wenngleich im einzelnen noch sehr viel zu wünschen übrigbleibt. Für die Nachbarschaft wird der B. bedeutungs- und oft verhängnisvoll durch Bodensenkungen, Wasserentziehungen, die ausziehenden Grubenwetter, Gase und Dämpfe und durch die Grubenwässer. Die Senkungen, verursacht durch die Bildung großer Hohlräume, wo vordem das nutzbare Mineral lag, oder durch Entwässerung sehr wasserhaltiger Gebirgsschichten beim B., erfolgen allmählich oder plötzlich und sind dem entsprechend mit größern oder geringern Gefahren verbunden. Die durch den B. verursachten Wasserentziehungen nötigen den B. oft zu erheblichen Entschädigungen, auch werden zur Sicherung von Heilquellen strenge bergpolizeiliche Vorschriften erlassen. Die Ausströmungen aus Schächten und Spalten werden meist nur beim Feuersetzen, welches jetzt bei uns eingestellt ist und bei Grubenbränden lästig. Auch Haldenbrände können gesundheitsschädlich wirken. Grubenwässer sind wie Haldenwässer von sehr verschiedener Beschaffenheit, sie enthalten bisweilen Metallsalze, reagieren stark sauer und setzen an der Luft Ocker ab. Sollen sie in öffentliche Wasserläufe geleitet werden, so ist erforderlich, Säuren und Salze zuvor durch gebrannten Kalk zu beseitigen.

Zur Litteratur: Festenberg-Packisch, Der deutsche B. (Berl. 1885); v. Hauer, Die Wettermaschinen (Leipz. 1889).

Bergbau. 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 „	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. Die größte Kohlenproduktion der Welt hat England mit 169,935,219 T. im J. 1888. Dann folgen die Vereinigten Staaten mit 169,548,844, Deutschland mit 81,873,848, Österreich 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 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.

Bergbau. Daß die Explosionen der Schlagenden Wetter (s. Bd. 14, S. 496), des Schreckens der Bergleute, in Kohlenbergwerken durch die Gegenwart von trocknem Kohlenstaub leichter herbeigeführt und in ihren unheilvollen Wirkungen verstärkt werden, steht nach den Erfahrungen in der Praxis und nach den Ergebnissen umfassender wissenschaftlicher Untersuchungen (namentlich von seiten der preußischen Schlagwetter-Kommission) unzweifelhaft fest. Man hat sich die Wirkung des Staubes dabei so zu denken, daß die Kohlenteilchen durch die Hitze einer Zündflamme einer Destillation unterzogen werden und die Destillationsprodukte das explosible Gasgemisch anreichern. Dieser Destillationsvorgang schreitet mit ungeheurer Schnelligkeit von der Zündstelle aus nach allen Richtungen hin vor. Es war naheliegend, zu versuchen, ob sich die durch den Staub gegebene Gefahr nicht durch Anfeuchten mit Wasser beseitigen ließe, und derartige Versuche haben denn auch ergeben, daß der angefeuchtete Staub viel weniger gefährlich ist. Die Schwierigkeit ist dabei nur die, wirklich allen Staub mit der Brause zu treffen. Das fortwährende Besprengen der Betriebspunkte und -Strecken hat sich als nicht genügend erwiesen, es mußte vielmehr auch das Aufwirbeln des bei den Hereingewinnungsarbeiten (beim Schrämen, Schlitzen und besonders beim Abkohlen, d. h. beim Niederbrechen der unterschrämten Kohlenblöcke) erzeugten oder frei gewordenen trocknen Kohlenstaubes vermieden werden, weil sonst bei der fortschreitenden Arbeit trotz alles Besprengens der Strecken immer wieder neue Staubmassen frei werden, die sich, durch den Wetterstrom fortgetragen und an schwer oder ganz unzugänglichen Orten abgesetzt, nachher nur mühsam oder gar nicht entfernen lassen. Um diesen Übelständen und der damit verbundenen Gefahr thunlichst zu begegnen, ist man bei dem Betrieb der königlichen Steinkohlengruben Camphausen und Steingräben auf den Gedanken gekommen, den Kohlenstaub schon vor seinem Austritt aus der Kohle, also solange er sich noch im Kohlenstoß befindet, durch Anfeuchtung unschädlich zu machen. Die Kohlenstaubentwickelung ist um so stärker, unter je größerm Gebirgsdruck die Kohle steht. Anderseits aber verringert starker Gebirgsdruck die Festigkeit der Kohle und lockert den Zusammenhang der einzelnen Schichten so weit, daß es möglich ist, die Kohle mit Wasser zu durchtränken und so den Staub an seinem Ursprungsort zu befeuchten, und dies geschah auf den genannten Gruben mittels Bohrlöcher, in welche man Druckwasser hineinleitete. Hierzu wurden die Bohrlöcher mit konischen, längs gebohrten Holzpfropfen verschlossen, durch deren Bohrung ein Wasserrohr eingeführt wurde. Während sich früher beim Hereinbrechen des Kohlenstoßes an den Versuchsstellen dichte Wolken von Staub ablösten, zeigte sich nach der voraufgegangenen Durchtränkung gar kein Staub mehr. Dieser saß, völlig mit Wasser gesättigt, auf den herausgehauenen Kohlenstücken, welche sich selbst überall feucht anfühlten. Die Luft im Arbeitsraum blieb dabei vollständig klar. Das sonst sehr starke Sprühen der Lampe, welches durch die Verbrennung des in der Luft verteilten Kohlenstaubes verursacht wird, war kaum zu bemerken. Die Bergmittel waren durch das Wasser aufgeweicht und ließen sich leichter herausschrämen. Mit der Abförderung der gewonnenen Kohlen zu Tage wurde zugleich der auf ihnen haftende Staub aus der Grube geschafft, also auf die einfachste Weise entfernt. Die Bergleute werden natürlich, wie bei allen Neuerungen, die Mehrarbeit erfordern, so auch an die Ausführung dieses neuen Befeuchtungsverfahrens zuerst nur widerstrebend herangehen, aber mit der Zeit, wenn ihnen erst die Vorteile des Verfahrens für ihre eigne Gesundheit und Sicherheit klar werden, sich daran gewöhnen. Es ist wohl zu erwarten, daß das Verfahren auch auf andern staubreichen Kohlengruben Anwendung finden wird.

Bei den Schachtförderungen der Bergwerke sind durch das Übertreiben der Förderschalen, d. h. durch das Emporwinden der Förderschalen bis gegen die Seilscheiben, wie es bei zu spät vorgenommener Dampfabsperrung und Bremsung an der Fördermaschine vorkommt, häufig Unglücksfälle herbeigeführt worden. Um diese zu vermeiden, wendet man zum Aufhängen der Förderschalen an den Seilen Sicherheitshaken an, welche sich selbstthätig auslösen, sobald die Förderschale bis in die Nähe der Seilscheibe gehoben wird. Damit die nunmehr vom Seil abgelöste Schale nicht in den Schacht hinabstürzt, wird sie von einer an ihr angebrachten besondern Fangvorrichtung oder von der Auslösevorrichtung selbst aufgefangen. Der in England häufig verwendete und sich durch Dauerhaftigkeit und leichte Handhabung auszeichnende Sicherheitshaken von Ormerod (Fig. 1–3) gehört zu denjenigen Einrichtungen, welche zugleich zum Auslösen des Seiles und Auffangen der Förderschale dienen. Er besteht aus drei Platten, von denen die mittlere gegen die beiden äußern um einen Bolzen m gedreht und in schrägen Langlöchern verschoben werden kann. Während des regelmäßigen Betriebes tragen nur die beiden äußern Platten mittels der Hängebügel A und B die Last, und zwar liegt A in einem hakenförmigen, oben offenen Ausschnitt d der Platten, B in dem wagerechten Teil eines rechtwinkelig nach unten umgeknickten geschlossenen Ausschnitts d1. An B hängt die Förderschale, A ist mit dem Förderseil verbunden. Die Mittelplatte wird durch einen leichten Kupferstift p in der in Fig. 1 dargestellten Lage erhalten. Oben am Gerüst der Seilscheibe ist ein sich nach oben verengender Hohlkörper C angebracht, durch welchen das Förderseil hindurchgeht. Sobald der Haken in diesen eintritt, wird der untere, seitlich vorstehende Teil der Mittelplatte

Fig. 1. In regel­mäßigem Betrieb.	Fig. 2. Ausgelöst und abgefangen.	Fig. 3. Wieder frei gemacht.
Sicherheitshaken von Ormerod.

zwischen die Außenplatten hineingedrängt. Die Mittelplatte dreht sich dabei nach Abscherung des Kupferstiftes p um m, drängt mit dem obern Teil den Hängebügel aus dem hakenförmigen Ausschnitt d heraus und trennt dadurch die Schale vom Seil (Fig. 2). Die herabfallende Schale wird an der Oberkante von C von Vorsprüngen v aufgefangen. Daß die Platten sich zurückdrehen und dabei die Vorsprünge v zurückziehen, ist dadurch unmöglich gemacht, daß bei der Drehung der Platten der untere Hängebügel nach rechts abgelenkt und in den senkrechten Teil des Schlitzes d eingefallen ist. Um nun die Verbindung mit dem Seil wiederherzustellen und die Schale zu senken, wird zunächst der Hängebügel A bei x mit der Mittelplatte verbunden und der Bolzen c, welcher eine Verschiebung der drei Platten gegeneinander hindert, gelöst. Dann wird das Seil etwas angezogen, wobei die Außenplatten in den schrägen Langlöchern nn1 der Mittelplatte gegen diese schräg abwärts^{[WS 2]} gleiten (Fig. 3), so daß zwischen den Vorsprüngen v und den Kanten von C genügend Zwischenraum bleibt und somit die Platten beim Nachlassen des Seiles frei hindurchschlüpfen können. Ist dann die Förderschale auf die Kaps an der Hängebank niedergelassen, so werden die Platten und die Bügel A und B in die erste Lage (Fig. 1) zurückgebracht, die Bolzen c wieder eingeschraubt und ein neuer Kupferstift p angebracht.

Bei den Schächten werden die Signale mittels eines primitiven Apparats gegeben, der in einem im Maschinenhaus über einem Brett schwebenden Hammer und einem in den Schacht hineinreichenden Drahtzug besteht. Zieht man am Draht, so schlägt der Hammer gegen das Brett. Diese Vorrichtung ist wenig zum Signalisieren von der in Bewegung befindlichen Schale aus geeignet, am allerwenigsten, wenn die Schale aufwärts geht. Wincklers Patent-Schacht-Signal-Einrichtung soll gestatten, an allen Punkten des Schachtes, auch von der Förderschale aus, sowohl beim Niedergang als auch beim Aufgang derselben, leicht Signale zu geben. Sie besteht in einem über dem Schacht angebrachten eisernen Gehäuse a (Fig. 4), in welchem eine Stange b senkrecht geführt ist. An ihrem untern Ende ist ein Zugdraht s angebracht, welcher bis zum Schachttiefsten reicht und dort ein Gewicht trägt. Dieses Gewicht und das Gewicht des Seiles wird durch eine Feder f, welche sich gegen den Ring c der Stange b stemmt, schwebend erhalten. Auf der Stange sind noch zwei Kontaktscheiben d1 und d2 derart angebracht, daß die erstere bei einer geringen Bewegung der Stange b nach unten den Arm e1 einer Kontaktfeder berührt, während eine geringe Aufwärtsbewegung der Stange eine Berührung zwischen d2 und dem Arm e2 dieser Kontaktfeder herbeiführt. In beiden Fällen wird durch den Kontakt ein elektrischer Strom geschlossen, der einen Signalapparat zum Ertönen bringt. In der mittlern Schwebelage, welche die Stange unter der Einwirkung der Feder f und des Gewichtes einnimmt, steht die Kontaktscheibe d1 in kleiner Entfernung über e1, und d2 in geringem Abstand unter e2. Berührt man nun bei der Einfahrt den Zugdraht nur ganz leicht, so wird dadurch, daß der Förderkorb in der Abfahrt begriffen ist, auf den Zugdraht ein geringer Zug nach unten ausgeübt, der genügt, um den Draht der Feder f entgegen mit der

Fig. 4. Wincklers Patent-Schacht-Signal-Einrichtung.

Stange und den Kontaktscheiben so viel zu senken, daß zwischen e1 und d1 Berührung stattfindet, der Strom geschlossen wird und das Signal ertönt. Beim Ausfahren dagegen wird die leiseste Berührung des Zugdrahts hinreichen, die Feder f etwas zu entlasten, dadurch den Draht und die Stange ein wenig zu heben und den Kontakt zwischen d2 und e2 herzustellen, so daß wiederum das Signal ertönt. Sobald die Hand den Signalzug verläßt, geht die Feder f in ihre Ruhelage zurück, und der Kontakt ist aufgehoben. Die Berührung des Seiles geschieht zweckmäßig nicht direkt mit der Hand, sondern mit einer einfachen Federklemme, die an der Förderschale angebracht ist. Sie ist für gewöhnlich geöffnet und läßt den Zugdraht zwischen ihren Backen frei hindurchgehen. Beim Signalisieren wird sie geschlossen und legt sich dann mit leichtem Druck von zwei Seiten gegen den Draht. Die Möglichkeit, Signale zu geben, ist von der Geschwindigkeit der Fahrt unabhängig. Der Apparat wird von O. Winckler in Dresden-Neustadt ausgeführt.

Anmerkungen (Wikisource)

1. Vorlage: Steinkohenlagern
2. Vorlage: ab-|abwärts