DE83677C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 5: Bergbau.

Vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Abbau von Steinkohlenlagern, welches nach Ansicht des Erfinders bestimmt ist, einen vollständigen Umschwung in den bisherigen Abbaumethoden herbeizuführen.

Der Abbau der mächtigen Steinkohlenlager erfolgt bekanntlich vorwiegend nach zwei Methoden: der Methode nach horizontalen Schichten und der Methode nach schrägen Schichten, die beide, den Ortsverhältnissen entsprechend, besondere Modificationen aufweisen.

Im allgemeinen sind alle die Umwandlungen, die die Abbaumethoden durchgemacht haben, um auf den heutigen Standpunkt anzulangen, allmälig durch eine Reihe von Versuchen und Abänderungen, welchen oft wenig Werth beizumessen war, in die Reihe der auf einanderfolgenden Operationen übergeführt worden, welche nian mit den Namen: »Vorrichtung«, »Abbau«, »Zimmerung« und »Bergeversatz« bezeichnet.

Aufserdem haben, wie bereits gesagt, die Ortsverhältnisse die Art der Anwendung jeder Methode bedeutend beeinflufst und beeinflussen sie noch, und zwar derart, dafs nicht leicht zwei Bergwerke bestehen, wo vollkommen identische Methoden zur Anwendung gelangen.

Es kann deshalb das den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Verfahren nicht nur in Verbindung mit der einen oder anderen der oben angedeuteten Methoden angewendet werden, sondern es wird durch dieses Verfahren ein radicaler Wechsel in den bisherigen Verfahren bedingt, ein Wechsel, welcher die bedeutendsten Folgen nach sich zieht.

Dieser Wechsel beruht im wesentlichen auf einer theilweisen Abänderung in der Reihenfolge der genannten vier Operationen: Vorrichtung , Abbau, Zimmerung, Bergeversatz. Diese Abänderung besteht darin, dafs man von vornherein einen Theil der Zimmerung, welcher zum Entfernen einer Steinkohlenmasse erforderlich ist, vorbereitet und ausführt.

Zum besseren Verständnifs sollen im Nachstehenden zunächst an Hand der beiliegenden Zeichnung die allgemeinen Fälle der beiden angezogenen Methoden und dann die Anwendung des neuen Verfahrens auf eine jede der Methoden beschrieben werden.

In der Zeichnung veranschaulicht:

Fig. ι im Grundrifs die Anwendung der Abbaumethode nach horizontalen Schichten.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie, x-x der Fig. 1.

Fig. 3 und 4 stellen verschiedene Verwendungen der Methode nach horizontalen Schichten dar.

Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie y-y, der Fig. ι und zeigt die Anordnung der Zimmerung in einer Strecke.

Fig. 6 ist ein Schnitt durch ein Flötz und zeigt die Reihenfolge der Schichten bei der Abbaumethode nach schrägen Schichten.

Fig. 7 und 8 zeigen im Aufrifs und Grundrifs eine Strecke mit einem Stützfufsboden, die nach vorliegender Erfindung gebaut ist.

Fig. 9 ist eine Ansicht einer Strecke in der zweiten Schicht, in welcher das Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet ist.

Fig. 10 ist ein schematischer Schnitt und zeigt die, Entwickelung der schlagenden Wetter nach den alten Methoden.

Fig. Ii ist ein schematischer Schnitt und zeigt die Entwickelung der schlagenden Wetter in einer Strecke, wo das neue Verfahren angewendet ist.

Es bezeichnet C die an ihrem Platze befindliche Kohle, R den Bergeversatz, T die Firste des Flötzes, M die Sohle desselben und H die Höhe einer Abbauetage.

Bei der Abbaumethode nach horizontalen Schichten mit vollkommenem Bergeversatz werden die Etagen von io, 12, 15 m Höhe etc. von oben nach unten genommen, und jede Etage ist hierbei in eine gewisse Anzahl von

Schichten 1, 2, 3 eingetheilt, welche man

von unten nach oben abbaut.

In Fig. 2 ist eine Etage dargestellt, welche vier Schichten umfafst. Ist die Schicht 1 vorgerichtet und abgebaut, so wird man sich auf die Berge dieser Schicht begeben, um die Schicht 2 abzubauen u. s. f. bis zur Schicht 4, welche man unter dem Bergeversatz der oberen Etage abbauen wird.

Das Abbauen einer jeden Schicht kann auf verschiedene Weise erfolgen, entweder:

ι. mittelst eines Durchhiebes von 4 m Breite mit Bergeversatz auf einer Seite, und indem man von der Firste zur Sohle hingeht oder umgekehrt (Fig. 1), oder

2. mittelst Durchhieben von 8, 12, 16 m Breite etc. mit Bergeversatz in der Mitte und einem Wege zu jeder Seite des Bergeversatzes, wobei man vom Firste zur Sohle hingeht, oder umgekehrt (Fig. 3), oder

3. mittelst breiten Blicks in der ganzen Breite und in der Richtung des Flötzes von der Firste zur Sohle mit Bergeversatz in der Mitte und einem Wege zu jeder Seite desselben (Fig. 4).

In einem jeden Falle erfolgt die Zimmerung, welche zum Wegschaffen einer jeden Schicht erforderlich ist, im Mafsstabe des Vorrückens der Strecken und des Abbaues.

Nimmt man z. B. einen Schnitt nach Liniey-y der Fig. 1, so wird man einen Abbau erhalten, der sich in folgender Weise darstellt (Fig. 5).

In diesem Abbau stützt man, im Mafsstabe des Vorrückens von der Vorderseite des Kohlenflötzes in der Pfeilrichtung, die Kohle C, welche man über dem Kopfe hat, mittelst einer Zimmerung, welche aus Planken oder Brettern c gebildet ist, die auf Böcken oder kleinen Hölzern ρ ruhen, und aus Querhölzern b, welche von Trägern oder Fufsstücken q gestützt werden; der Bergeversatz R folgt hinterher; es ist hierbei von einem Abbau in der ersten Schicht die Rede; wäre er in der zweiten oder dritten Schicht, so würde man die Berge an Stelle der Kohle unter den Füfsen haben; die Zimmerung würde indefs dieselbe sein und ebenso die Art und Weise des Vorgehens.

Bei der Abbaumethode nach geneigten Schichten theilt man das Lager in Schichten parallel zur Sohle des Lagers (Fig. 6). Die Schicht ι wird auf der Sohle M abgebaut und mit Bergen versetzt; dann erhebt man sich auf den Bergeversatz und nimmt die Schicht 2 u. s. f., bis man an der Firste T anlangt. Jede Schicht wird entweder durch geraden, ansteigenden oder absteigenden Strebbau oder durch Durchhiebe von 4, 8, 12 m weggeschafft, welch letztere von einer im Fufs oder im Gipfel der Etage aufgefahrenen Strecke aus genommen sind.

In jedem Falle wird, ebenso wie bei der Abbaumethode nach horizontalen Schichten, die Zimmerung, welche unumgänglich nothwendig für das Wegschaffen einer jeden Schicht ist, im Mafsstabe des Vorrückens ausgeführt.

Nachdem dies Alles vorausgeschickt ist, soll nunmehr gezeigt werden, wie man nach dem neuen Verfahren arbeitet.

Angenommen, es solle ein Steinkohlenlager nach horizontalen Schichten abgebaut werden.

Nachdem das Gebirge vorgerichtet worden ist, treibt man in die oberste Steinkohlenschicht eine Strecke ein (Fig. 7 und 8) und zimmert dieselbe in der gewöhnlichen Weise (Fig. 5) aus. Die Sohle der Strecke wird von fester Kohle gebildet. Während man nun allmälig beim Abbauen der Kohlenschicht vorrückt, bringt man auf der Sohle einen Bodenbelag an, der sich im wesentlichen aus Hölzern b, welche in bestimmten Abständen von einander angeordnet werden, und Hölzern p, die quer über die Hölzer b gelegt und auf dieselben aufgenagelt werden, zusammensetzt. Auf die Hölzer ρ legt man dann Bretter oder Planken c, und der Fufsboden ist fertig.

Verwendet man sehr starke Bretter oder Planken c, so können die Hölzer ρ ganz in Fortfall kommen.

Um ein Aufruhen des Fufsbodens auf fester Kohle zu vermeiden und um gleichzeitig den Hölzern b eine elastische Stützfläche zu geben, ordnet man zunächst eine Schicht d von feiner Kohle oder feinen Bergen an. In diese Schicht versenkt man Hölzer f und legt auf diese die Hölzer b.

Auf den fertigen Fufsboden bringt man alsdann die zum Ausfüllen der abgebauten Schicht dienenden Berge, und zwar gebraucht man, um eine Beschädigung des Fufsbodens zu vermeiden, die Vorsicht, zunächst feine Berge in einer Höhe von etwa 0,50 m aufzubringen und dann erst die groben Stücke aufzuschütten.

Ist die oberste Steinkohlenschicht abgebaut und durch Berge ersetzt, so legt man auf die Sohle der Förderstrecke einen ähnlichen Fufsboden, wie eben beschrieben, und füllt dann auch die Strecke mit Bergen aus. Die Berge der obersten Schicht werden somit durch einen

completen, aus Hölzern hergestellten Fufsboden von der darunter befindlichen Kohle der zweiten Schicht getrennt.

Beim Abbauen dieser zweiten Schicht wird nunmehr der Fufsboden der ersten Schicht als Decke dienen, unter welcher man gefahrlos arbeiten kann.

Die Decke stützt man durch Pfosten q (Fig. 9). Da man die Vorsicht gebraucht hat, unter dem Fufsboden der ersten Schicht Hölzer f anzubringen , so dafs man auch die unmittelbar vor der Förderstrecke gelegenen Hölzer b ■ durch Pfosten t stützen kann, so ist man in den Stand gesetzt, die Kohle bis zu der in Fig. 9 veranschaulichten punktirten Linie V abzuschlagen, ohne dafs man ein Senken der Decke zu befürchten hat.

Auf der Sohle der zweiten Schicht wird dann wieder ein Fufsboden angeordnet, der wiederum beim Abbauen der dritten Schicht als Decke dient, und so fährt man fort, bis sämmtliche Schichten abgebaut sind.

In derselben Weise verfährt man auch beim Abbauen nach schrägen Schichten (Fig. 6).

Man baut zunächst die oberste Schicht 5 ab, legt den Fufsboden, baut unter diesem Fufsboden die Schicht 4 ab u. s. f., bis man an der Sohle M anlangt.

Die durch die Anwendung des neuen Verfahrens erzielten Vortheile sind nun folgende:

ι. Man erspart eine grofse Anzahl von Special - Zimmerleuten, denn der Fufsboden und die Stützen dieses Fufsbodens können von Tagelöhnern hergestellt werden.

2. Die Kosten werden bedeutend verringert, da einerseits die Tagelöhner weniger gut bezahlt werden als die Zimmerleute, und andererseits weniger Arbeiter nöthig sind.

3. Wie in den Abbauförderstrecken wird die Kohle immer über dem Kopfe weggeschlagen und unter den Füfsen sich massiv vorfinden, d. h. die Förderstrecken haben immer nur massive, nicht zerbröckelte und nicht zerstofsene, das Maximum ihrer Festigkeit besitzende Kohle wegzuschaffen, was nach den bisherigen Methoden nicht der Fall war.

Es folgt hieraus, dafs sich die Gewinnung der grofsen Stückkohlen in einem erheblichen Mafse vermehrt, denn man vermeidet alle Zerstörungen, die durch Aufschütten auf Berge hervorgerufen werden. Die Erfahrung zeigt in der That, dafs in einem Flötz von mittlerer Festigkeit eine auf drei mit Bergen ausgefüllten Schichten abgebaute vierte Schicht nur etwa den vierten Theil an Stückkohlen der ersten Schicht liefert.

Wenn man an Stelle des Abschlagens mit der Hand das Loslösen mittelst comprimirter Luft oder Elektricität setzt, so vermehrt sich der Gewinn an grofsen Stückkohlen noch.

4. Die durch die Erhitzung der Kohlen beim Aufschütten auf Berge entstehenden Innenbrände werden fast ganz vermieden.

5. Man vermeidet die Entladungsschläge, die bei der alten Methode bei dem gewaltsamen Loslösen der über dem Kopfe befindlichen Kohlenmasse aus den sie umgebenden Felsstücken entstehen. Diese Schläge erfolgen plötzlich und führen den Einsturz der Förderstrecken und schwere Unfälle für die Personen herbei.

Mit Bergen über dem Kopfe, wie bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, senken sich die Kohlen auf natürliche Weise, ohne Entladungsschläge hervorzurufen.

6. Die schlagenden Wetter werden fast vollständig vermieden, vorausgesetzt natürlich, dafs die Förderstrecken in geeigneter Weise bewettert sind.

Es können sich nämlich keine mit Grubengas gefüllte Höhlungen mehr bilden. Hat man Kohle über dem Kopfe, so füllt sich die Höhlung mit Gasen, die durch die Wände dieser Höhlung eintreten. Hat man dagegen Berge über dem Kopfe, so können sich die Höhlungen , die sich in diesen Bergen bilden könnten, nur mit einem Gemisch von Luft und Gas füllen, in welches Gemisch das Gas, wenn die Wetterführung gut ist, nur in einem unbedeutenden und ungefährlichen Verhältnifs eintreten wird.

Aufserdem wird die Menge von Grubengas, welche bei den alten Methoden sofort in die erste Schicht eindringt, nach dem neuen Verfahren um ein Viertel vermindert.

Wenn man nämlich nach den alten Methoden eine erste Schicht einer Etage abbaut, so hat man die Kohle über dem Kopf, unter den Füfsen und vor sich; nach dem neuen Verfahren hat man stets Berge über dem Kopfe.

Vergleicht man schliefslich, wie das Grubengas in einer nach den alten Methoden in Abbau befindlichen Strecke und in einer nach dem neuen Verfahren in Abbau befindlichen Strecke sich frei macht, so sind folgende wichtige Punkte zu bemerken:

Man weifs, dafs, wenn eine Wand von massiver Kohle freigelegt wird, dieselbe Grubengas abgiebt und sich bis zu einer gewissen Tiefe von diesem Gas befreit; man kann annehmen , und es steht ziemlich fest, dafs die Dicke der Zone, welche Grubengas abgiebt, ungefähr 1 m für eine horizontale untere Wand, wie die Sohle, beträgt und ungefähr 30 cm für eine horizontale obere Wand, wie die Firste der Strecken und die Decke der Schicht.

In der Zeichnung ist die Zone, welche während des Abbaues der vorhergehenden Schicht Gas abgegeben hat und nunmehr unwirksam ist, durch einfache Querstriche, und die Zone,

welche während des Abbaues selbst Gas abgiebt, durch überschnittene Striche angedeutet.

Man ersieht hieraus leicht, dafs man nach den alten Methoden eine kleine, von Grubengas befreite Zone am Fufse der Vorderseite des Abbaus und eine Zone von ι m und mehr über dem Kopfe hat, von welch letzterer 30 cm Grubengas abgeben, während der Rest Höhlungen enthält, welche mit Grubengas angefüllt sind (Fig. 10).

Nach dem neuen Verfahren dagegen befindet sich die von Gas befreite Zone (Fig. 11) im oberen Theile an der Vorderseite des Abbaus, und die Zone, welche Gas abgiebt, auf der Sohle der Schicht; es liegen somit die günstigsten Bedingungen vor, um eine Diffusion des Gases in dem Luftstrom zu bewirken.

Hieraus kann gefolgert werden, dafs man mit einer guten Bewetterung und einer der Entwickelung des Gases pro Secunde angemessenen Wettermenge das Auftreten schlagender Wetter nicht zu befürchten· hat.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Querbau zum Abbauen von mächtigen Steinkohlenlagern, darin bestehend, dafs man das Lager schichtenweise von oben nach unten abbaut, wobei auf die ganze Sohle der im Abbau befindlichen Schicht ein fester Fufsboden gelegt wird, auf diesen Fufsboden die Berge der im Abbau befindlichen Schicht aufgeschüttet werden und alsdann unter diesem Fufsboden die zweite Schicht abgebaut wird, so dafs der Fufsboden der oberen Schicht, durch Pfosten gestützt, der unteren Schicht als Decke dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.