KAISERLICHES
PATENTAMT.
KLASSE 5: Bergbau.
Beim Niederbringen von Schächten i,n schwimmendem Gebirge ist wiederholt Druckluft
verwendet worden, die in den unteren luftdicht abgeschlossenen Theil des Schachtes
geleitet wurde. Es zeigt sich hierbei, dafs die Wasser bei entsprechender Spannung der Luft
in die Schachtstöfse gedrängt, dafs die vorher schwimmenden Massen entwässert und fest
wurden, und dafs, wenn nach Beseitigung der Spannung die Wasser dem Schachte wieder
zuströmen konnten, eine längere Zeit erforderlich war, ehe das künstlich hergestellte feste
Gebirge wieder erweichte und wieder schwimmend wurde.
Diese Erfahrung legt den Gedanken nahe, das bisherige Verfahren, welches kostspielig
und mit Gefahren für die Arbeiter verknüpft ist, durch ein einfacheres zu ersetzen, indem
man die Druckluft durch ein Rohr in das schwimmende Gebirge hineinführt, statt sie
von einem Schachte aus auf dasselbe wirken zu lassen.
Der Schacht wird von Tage' her in gewöhnlicher Weise bis zu dem schwimmenden
Gebirge abgeteuft, wenn dieses nicht unter Druck steht. In der "Achse des Schachtes oder
möglichst nahe derselben wird ein 30 bis 40 cm weites Bohrloch 5 bis 6 m tief in dem
schwimmenden Gebirge niedergebracht; das Bohrrohr wird nach Einbringung eines Luftzuführungsrohres
am oberen Ende luftdicht abgeschlossen. Wird nun Druckluft in das Bohrloch geleitet, so wird sie die in demselben
befindlichen Wasser heraustreiben, am unteren Ende des Bohrrohres in das Gebirge austreten
und die zwischen den feinen Gebirgstheilen befindlichen Wässer verdrängen. Die Wasser
werden nur zum Theil in die Schachtstöfse gedrückt werden, zum gröfseren Theil werden
sie an der Stelle des kleinsten Widerstandes, an der Schachtsohle, austreten und hier weggehoben
werden können. Zunächst wird der Gebirgskörper rings um das Bohrrohr entwässert werden; ist dies geschehen, so wird
auf der Schachtsohle in einer ringförmigen Fläche, deren Mittelpunkt in der Achse des
Bohrloches liegt, die Druckluft austreten. Wenn dies verhindert wird, so wird der Luftstrom
von dem Bohrloche ab nach den Schachtstöfsen zu abgelenkt Werden. Wird nach und
nach, der fortschreitenden Abtrocknung folgend, auf der ganzen Schachtsohle der Luft der
Durchtritt verschlossen, wird endlich das unterste Feld des Schachtes und, wenn dies
geboten erscheint, auch das nächst höhere abgedichtet, so mufs nothwendigerweise, wenn
Druckluft von der erforderlichen Spannung in hinreichender Menge in das Bohrloch geleitet
wird, der unter der Schachtsohle befindliche Gebirgskörper bis zu einer bestimmten Tiefe
vollständig entwässert, werden. Da nur eine Druckhöhe von 6 m zu überwinden ist, ist
eine starke Spannung der.Druckluft nicht erforderlich. Ein groiser Theil dieser Spannung
geht bei dem Durchströmen des entwässerten Gebirgstheiles verloren; der Austritt der Luft
wird daher nur . mit einem ganz geringen Ueberdruck .erfolgen, und es wird keine
Schwierigkeiten bieten, den Luftdurchtritt zu verhindern. Die eingeebnete Schachtsohle kann
mit Streifen von Segelleinen bedeckt werden; auf diese werden dicht an einander stofsende
Eisenplatten gelegt. Die Fugen zwischen den einzelnen Platten werden mit Thon verstrichen.
Das Abdichten der untersten Schachtfelder erfolgt ebenfalls durch Verstreichen der Fugen
mit Thon, ist ein stärkerer Abschlufs der Sohle und der Stöfse geboten, so. ist auch ein solcher
unschwer zu erreichen.
. Ist die Abtrocknung des Gebirgskörpers unter der Schachtsohle erfolgt, so beginnt das
Abteufen. Es ist hierbei ein Durchbrach der schwimmenden Massen kaum zu besorgen. Es
kann aber bei unvorsichtigem Vorgehen geschehen, dafs der Druckluft mehr Ausweg geschaffen
wird, als erwünscht ist, und diese Gefahr wächst mit dem Vorschreiten des Abteufens
und mit der Verschwächung des entwässerten Gebirgstheiles. Es wird daher stets nur ein kleiner Theil der Schachtscheibe in
Angriff genommen werden können, etwa in Gröfse der eisernen Deckplatten. Ist das Gebirge
an einer Stelle etwa l/2 m tief herausgehoben,
so wird die neue Sohle sofort wieder mit der Eisentafel bedeckt und es werden auch
die Seitenwände der Vertiefung gegen den Durchtritt der Luft gesichert.
Wenn das Abteufen so weit vorgeschritten ist, als es je nach Beschaffenheit des abgetrockneten
Gebirges zulässig erscheint, etwa
3 bis 4 m tief, so wird nach Sicherstellung der Schachtsohle die Zuleitung der Druckluft
unterbrochen, der Verschlufs des Bohrröhres entfernt und das Bohrloch bis zur ursprünglichen
Höhe des Schwimmsandes mit Wasser gefüllt; hierauf wird das Bohrrohr um 3 bis
4 m verlängert und alsdann das Bohrloch um die gleiche Länge vertieft. Die Füllung des
Bohrloches mit Wasser darf nicht unterlassen werden, weil sonst die schwimmende Masse in
dem Bohrrohr emporsteigen und das Gebirge dadurch in eine schädlich wirkende Bewegung
gerathen würde. Wird hierauf in das vertiefte Bohrloch wieder Druckluft geleitet von ■
stärkerer, der gröfseren Druckhöhe entsprechender Spannung, so wird der Gebirgskörper
unter der Schachtsohle in gröfserer Tiefe abgetrocknet werden; das Abteufen kann dann
wieder beginnen. In gleicher Weise, in Absätzen von 3 bis 4 m, wird die Arbeit bis
zum Eindringen des Schachtes in ständiges Gebirge fortgesetzt.
Es ist offenbar, dafs es vortheilhäft sein wird, die Unterbrechungen in der Zuführung
der Druckluft auf eine möglichst kurze Zeit zu beschränken. Es wird daher zweckmäfsig sein,
das Bohrloch nicht stückweise zu verlängern, sondern von vornherein ein Rohr von solcher
Länge anzubauen, dafs mit ihm das schwimmende Gebirge in seiner ganzen Mächtigkeit durchsenkt
werden kann. Der entwässerte Schwimmsand wird, so lange er fest bleibt, kaum einen
erheblichen Druck auf die Schachfstöfse ausüben; dies wird aber sicher geschehen, wenn
er wieder erweicht und wieder schwimmend wird. Gegen diesen Druck mufs der Schacht,
falls er in Abtreibezimmerung steht, auf geeignete Weise gesichert werden.
Steht das zu durchteufende schwimmende Gebirge unter Druck, wird es z. B. von einer
geneigt liegenden Thonschicht überlagert, so bedarf es nur einer geringen Aenderung beim
Beginn des Verfahrens. Der Schacht wird alsdann von Tage her nicht bis auf den Schwimmsand,
sondern nur so weit abgeteuft, als es ohne Gefahr eines Durchbruches der schwimmenden
Massen geschehen kann. Es wird alsdann das Bohrloch angesetzt und durch die Thonschicht
etwa 6 m tief in den Schwimmsand eingebracht; die Stärke des in diesem herrschenden
Druckes mufs bei Bemessung der Länge des Bohrrohres in Rechnung gezogen werden; vor Beginn des Bohrens ist das Rohr mit
Wasser zu füllen, um ein Aufsteigen des Fliefssandes zu verhüten. Zur Üebefwindung des
Druckes im Gebirge ist eine stärkere Anfangsspännüng der Druckluft erforderlich als bei
freiliegendem Schwimmsand. Die Spannung wird mit der zunehmenden Tiefe noch vergröfsert
werden müssen; es wird dadurch nothwendig werden, mit besonderer Sorgfalt
die Dichthaltung der Schachtsohle zu überwachen.
Wenn es in besonderen Fällen nicht angängig ist, das Bohrloch in der Schachtachse
oder in deren Nähe anzusetzen, so werden zwei Bohrlöcher gestofsen werden müssen,
deren Stellung dann symmetrisch zur Schachtachse zu wählen ist. Die Spannung der Druckluft
mufs in beiden Bohrlöchern stets gleich gröfs sein; es ist dies auf einfache Weise zu
erreichen.
Patent-Anspruch:
Verfahren zürn Abteufen von Schächten in schwimmendem Gebirge, dadurch gekennzeichnet,
dafs Bohrlöcher vorgetrieben werden und durch diese Druckluft in das schwimmende
Gebirge hineingeleitet wird, so dafs eine Entwässerung des letzteren bewirkt wird und das
weitere Abteufen im trockenen Gebirge erfolgen kann.