Titel: Neuerungen in der Tiefbohrtechnik.
Autor: Gad, E.
Fundstelle: 1898, Band 307 (S. 193–196)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj307/ar307054

Bergbau.
Neuerungen in der Tiefbohrtechnik.

Von E. Gad.

(Schluss des Berichtes S. 169 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Ein neuer Erdbohrer von James P. Swofford, Jackson, Miss. (Amerikanisches Patent Nr. 585488), Fig. 10, hat eine oben mit Drehgriff und unten mit einer Bohrspitze versehene Bohrstange, an welcher am unteren Theile vier halbrunde ausgebauchte Bohrblätter, in der aus der Abbildung ersichtlichen Weise, angebracht sind.

Textabbildung Bd. 307, S. 193

Haniel und Lueg, Düsseldorf-Grafenberg, haben eine verbesserte Einrichtung zum Niederpressen von Senkschächten (D. R. P. Nr. 91572), Fig. 11, getroffen. Ueber dem Schuh des gemauerten Schachtes a ist der Eisenring b eingesetzt, welcher durch starke Anker c mit dem Ringe d, der als Widerlager für die Pressen e dient, verbunden ist. Letztere wirken auf den eisernen Senkschacht f.

Fast noch schwieriger, als das Senken von Schächten in schwimmendem Gebirge, ist das Vortreiben von Stollen, Tunnels u. dgl. in gleichem Falle. Sehr beachtenswerth scheint für letzteren Zweck das von A. Haag vorgeschlagene1) und ihm patentirte (D. R. P. Nr. 93519) Verfahren (Fig. 12), den vorn offenen und hinten geschlossenen Schild a in der Weise vorzutreiben, dass das Schildinnere zwischen der Schneide b und der Wand c mit Grundwasser gefüllt ist. Dadurch wird der Stand des Grundwassers vor dem Schilde unverändert erhalten, das Entweichen der Druckluft aus dem Arbeitsraume nach vorn verhindert, und die Ablagerung des von dem Schilde aus dem anstehenden Gebirge herausgeschnittenen Bodens innerhalb des Schildes unter Grundwasser ermöglicht. Hierzu besitzt die Hinterwand den nach der Arbeitskammer d zu offenen Sumpf e, in welchem dem Grundwasser durch Druckluft das Gleichgewicht gehalten wird. Die Vorderwand und Hinterwand des Sumpfes können verstellbar oder auch verschliessbar sein. Ein Ueberschuss an Druckluft lässt sich durch in der Wand f befindliche Sicherheitsventile, oder durch ein in den Sumpf hineinreichendes Abzugsrohr g nach aussen ableiten. Unter dem gleichmässigen, abgepassten Druck des Grundwassers behält die Böschung vor Ort ihren natürlichen Fall und kann in dünnen Lagen abgeschält werden. Es lassen sich auch Wasserkammern, nach der z.B. in h und i dargestellten Weise, zur Aufnahme der Arbeiter herstellen. Der Erfinder will nach den Vorgängen mit Taucherglocken und Senkkasten bis zu 30 m Tiefe durch solche unterirdischen Rohrvortriebe unter Wasser und in wasserreichem Boden Verbindungen in wagerechter und geneigter Richtung herstellen.

Textabbildung Bd. 307, S. 193
Textabbildung Bd. 307, S. 193

Druckluft spielt auch beim Vortreiben trockener Strecken als maschinelle Betriebskraft überall da eine grosse Rolle, wo schlagende Wetter die elektrische Betriebskraft ihrer funkenbildenden Elemente wegen ausschliessen. Dies ist z.B. in den belgischen Kohlenbergwerken der Fall. Der in den Gruben von Seraing bewährte Gesteinsbohrer von Josef François (Fig. 13) war auf der Brüsseler Ausstellung 1897 ausgestellt, und eine genaue |194| Beschreibung der Installation in Verbindung mit der betreibenden Luftdruckmaschine aus der Feder des Erfinders2) gibt ein genaues Bild von der Verwendung bei der Streckenbohrung im Gesteine. Diese Apparate werden in verschiedenen Nummern hergestellt und erhalten ihre Nummerirung und Benennung je nach dem inneren Durchmesser des verwendeten Luftcylinders. So ist die dargestellte Maschine eine Bosseyeuse de douze, Nr. 12“. Eine auch noch sehr gebräuchliche Form ist die Bosseyeuse de sept. Einen Anhalt für die Leistungsfähigkeit dieser letzteren Maschine im Betriebe von einer Luftdruckmaschine von 25 gibt nachstehende Tabelle:



Gesteinsart
Monatlicher Fortschritt in Meter
in Strecken von 1,80 zu 1,80 m
Durchschnitt

Hand-
betrieb
Gewöhnl.
Maschinen-
betrieb
Forcirter
Maschinen-
betrieb
Schiefer 40 80 200
Weicher Sandstein und Kalk 20 60 160
Harter Sandstein und Granit 12 50 120
Quarz und Porphyr 5–8 35 60
Textabbildung Bd. 307, S. 194

Der forcirte Maschinenbetrieb unterscheidet sich vom gewöhnlichen Maschinenbetrieb im Wesentlichen dadurch, dass man zwei Gesteinsbohrer statt eines einzelnen auf einmal zum Bohren verwendet, zur Arbeit mehr Arbeiter in jeder Schicht anstellt, Tag und Nacht durcharbeitet, und überhaupt besondere Maassregeln zum schnelleren Ineinandergreifen der Einzelarbeiten, wie Vorbohren, Abbrechen, Aufräumen u.s.w., trifft. Schiessarbeit ist ausgeschlossen. Ob forcirter oder gewöhnlicher Arbeitsbetrieb angemessen ist, müssen die Erwägungen ergeben, z.B. darüber, ob die schnellere Arbeit die grösseren Kosten lohnt.

Der belgische Grubeningenieur Jules Collin vom Kohlenwerk Ransart hat neuerdings eine Zusammenstellung3) verschiedener Resultate gegeben, welche beim Abbrechen von vorgebohrten Bohrlöchern mittels unterschiedlicher Geräthe erzielt sind. Zu Grunde gelegt ist der Bohrfortschritt bei Schiessarbeit, der in einer 1,80 m hohen Strecke 1,23 m in einer Nachtschicht betragen hat. Dem gegenüber wurde mit gewöhnlicher Brecharbeit mit Schlägel und Eisen nur ein Fortschritt von 0,30 m erzielt. Die Benutzung eines kurzen Brechkeiles ergab 0,50 m Fortschritt. Ein Spitzkeil, der zwischen zwei Keile, mit denen das Bohrloch besetzt war, getrieben wurde, steigerte den Fortschritt auf 0,60 m. Fand das Vortreiben dieses Spitzkeiles mit einem Treibekeil (chasse-coin) statt, so wurden 0,90 m Fortschritt erreicht. Ein Gesteinsbrecher (brise-roche), Fig. 14, brachte den Fortschritt auf 1 m. Das Wesen dieses Apparates besteht darin, dass die beiden Keilstücke a im Bohrloch durch den Spitzkeil b aus einander getrieben werden, indem der Rammklotz c gegen den Kragen d geschleudert wird. Die Führungsrolle e ist nur bei geneigten Strecken erforderlich. Die Arbeit mit diesem letzteren Instrumente leistet immerhin nur 80 Proc. der Schiessarbeit und ist um 20 Proc. kostspieliger.

Bedeutende Erfolge hat neuerdings die deutsche Fabrik von Rud. Meyer, Mülheim a. d. Ruhr, mit ihren durch Druckluft betriebenen Gesteinsbohrmaschinen z.B. zu Boicza (Siebenbürgen) und zu Rombach (Lothringen) beim Vortreiben von 2 bis 2,5 m hohen und 2,5 bis 3 m weiten Stollen durch harten Kalk erzielt, indem ein Bohrfortschritt von 80 bis 100 m im Monat, d.h. das Doppelte der Handarbeit zu verzeichnen ist. Die Einzelheiten an den Gesteinsbohrapparaten, die diesseits (D. p. J. 1894 291 80 und 1896 302 232) mitgetheilt sind, sind neuerdings (D. R. P. Nr. 84526) mannigfach verbessert, auch sind Universalbohrgestelle (D. R. P. Nr. 88473) für zwei bezieh. vier Bohrmaschinen (Fig. 15) neu aufgestellt. Die zum verschiedenartigen Betriebe entsprechend geeigneten Verbund-Luftcompressoren mit stufenweiser Compression und Ventilsteuerung sind in 11 verschiedenen Modellen vorgesehen. Diese fabrikmässige Anfertigung begünstigt besonders Nachbestellungen, zumal auch einzelne Maschinentheile einfach nach Nummern nachgeliefert werden können.

Textabbildung Bd. 307, S. 194

Von grundsätzlicher Wichtigkeit für den elektrischen Tunnelbohrbetrieb sind die Arbeiten, die zur Zeit bei Wien zur Ablenkung des Nassbaches aus der Klamm, um die dortige Strasse wasserfrei zu legen, unternommen werden. Da für die weitere Wasserversorgung von Wien voraussichtlich zukünftig Wasserscheidenstollen in grosser Länge werden zur Ausführung kommen müssen, will die Wiener Stadtverwaltung an jenem 60 m langen Probetunnel prüfen, ob die Anlagen von Siemens und Halske mit ihren elektrischen Schlagbohrmaschinen einen forcirten Dauerbetrieb gestatten |195| und bei mässigen Kosten einen annehmbaren Bohrfortschritt gewährleisten.

Textabbildung Bd. 307, S. 195

Für die Primärstation ist überreich Wasserkraft vorhanden, zumal für den Betrieb der beiden Bohrmaschinen im Ganzen 3 bis 4 ausreichen. Ein Weniges an Kraft ist nur noch für Beleuchtung und den nach dem System Rüsch-Sendtner gebauten Widerstandsregulator erforderlich. Die Zuführung des elektrischen Stromes zur Arbeitsstelle wird durch eine Doppelleitung von blankem Kupferdraht mit 30 qmm Durchschnitt besorgt, welche nach einem Wandanschlusskasten (D. p. J. 1896 301 157) führt. Dieser Kasten enthält an beiden Polen Bleisicherungen, durch welche die Stromkreise der Motorkästen gegen Ueberlastung und Kurzschlüsse geschützt werden. Innerhalb des Anschlusskastens spaltet sich die Zuleitung in zwei bewegliche Arbeitsleitungen, von denen jede, als Doppelleitung mit Gummi zu einem Kabel armirt, über eine besondere Kabeltrommel führt, mittels welcher das bewegliche Kabel vor dem Abthun der Schüsse aufgewunden und in Sicherheit gebracht werden kann.

Textabbildung Bd. 307, S. 195

Jeder Motorkasten (D. p. J. 1894 293 102) wiegt mit Motor sammt Vorgelege und Anlasswiderständen nur 100 k und lässt sich also von zwei Mann bequem tragen.

Jedem Motor fliesst die Hälfte der elektrischen Energie von 3,2 zu, und da das Güteverhältniss der Motoren etwa 0,7 beträgt, so kommt bei jeder Bohrmaschine etwa 1 e zur Arbeitsleistung. Die Anker der Gleichstrommotoren machen bei voller Belastung 1050 Touren, welche zu hohe Umlaufszahl etwa auf die Hälfte reducirt werden muss.

Die Kuppelung zwischen Motor und Bohrmaschine geschieht durch eine elastische Welle nach Stow (D. p. J. 1894 293 102), die 2,5 m lang, 24 k schwer ist, und die 525 Rotationen des Motorvorgeleges auf das Triebwerk der Bohrmaschine überträgt, woselbst noch eine weitere Herabsetzung auf 420 Meisselschläge in der Minute erfolgt.

Textabbildung Bd. 307, S. 195

Die Siemens-Schlagbohrmaschine neuer Art (Fig. 16) beruht wie die älteren (D. p. J. 1894 293 102) auf rein mechanischen Principien, und ein elektrischer Strom wird nicht etwa in den Apparat eingeführt, wie z.B. beim Marvin drill (D. p. J. 1892 286 78) nach Edison's Solenoidsystem u. dgl.

Die biegsame Welle a überträgt durch das Getriebe b die Rotation auf den Kurbelzapfen c, der, lose in der Kurbelschleife d steckend, den in Gleitbahnen geführten Schlitten e hin und her bewegt. Der Bohrkolben f ist unter Verwendung der beiden entgegengesetzt wirkenden Spiralfedern g, die sich gegen die Schlittenenden und den Mittelwulst h des Bohrkolbens stemmen, derart elastisch im Schlitten gelagert, dass er sich sowohl vor- und zurückbewegen, als auch drehen kann. Wenn auch die Schlittenbewegung durch den zweifachen Kurbelradius begrenzt ist, so kann doch der frei gelagerte Bohrkolben in Folge der lebendigen Kraft und das Vorschnellen der einen gespannt gewesenen Feder einen grösseren Ausschlag machen. Bei der Rückbewegung wirkt die zweite Feder und beugt Klemmungen vor. Ueber kleine Klemmungen hilft das kleine Schwungrad i hinweg, das nur lose auf der Kurbelwelle sitzt und nur durch Reibung wirkt, bei stärkeren Verklemmungen daher lose geht und so die Kurbelwelle schont. Der elastische Schlag auf das Gestein verringert auch die Rückstösse auf den Mechanismus und die Spannsäule. Der Umsatz des Bohrers erfolgt durch die Drallführung k, der Vorschub mit der Hand durch die Schraube l. |196| Der Bohrer wird sehr zweckmässig von hinten durch den hohlen Bohrkolben eingeführt.

Man hat bisher im Nassbachtunnel durch dolomitischen Alpenkalk bei 6 qm Durchschnitt mit zwei Bohrmaschinen und vier Mann in 12stündiger Schicht einen mittleren Bohrfortschritt von 1 m erreicht, wobei etwa je 24 Bohrlöcher 1,2 m tief, erst 45 mm, dann 28 mm weit zu bohren und mit in Summa 12 k Dynamit zu sprengen waren.

Bei allen Vorzügen des elektrischen Systemes bleibt zur Zeit noch der Nachtheil bestehen, dass jede Bohrmaschine ihren, eigenen Motor und ihre eigene biegsame Welle braucht, und mithin mehr als zwei Maschinen vor Ort schwer in Gang zu setzen sind.

Ein System elektrisch betriebener Gesteins-Drehbohrmaschinen mit biegsamer Triebwelle (Fig. 17) ist in den englischen Eisengruben von Rosedale, Yorkshire, nach der Einrichtung des dortigen Grubendirectors F. J. H. Lascelles in bester Thätigkeit. Die Zusammenstellung des Motorwagens a mit dem Blockwagen b, der zur Stütze für die Welle c dient, und dem Bohrapparat d ist aus der Abbildung ersichtlich. Die Bohrarbeit verbraucht etwa 4 und stellt in einer Stunde 17 Bohrlöcher, je 1 m tief und 3 cm weit, in oolithischem Eisenstein her, wobei zwei Mann und ein Knabe zur Bedienung der Maschine genügen. Man berechnet eine Betriebsersparniss von 24 Pf. für eine geförderte Tonne Erz.

In den preussischen Gruben Clausthal und St. Andreasberg sind Versuche angestellt worden, um durch Herabsetzung der Bohrlochsweiten den Dynamitverbrauch zu mindern. In Clausthal hat man die Meisselbreite auf 24 bis 26 mm vermindert und dann Patronen von 20 bis 22 mm Stärke statt der früher 26 mm starken Patronen verwendet. Es wird dadurch gegen früher ⅕ bis ⅙ an Dynamit gespart.

Auf dem Gebiete der elektrischen Schrämmaschinen ist zunächst bemerkenswerth, dass die amerikanische Jeffrey Co. (D. p. J. 1894 294 203) eine solche Maschine mit einem ähnlichen seitlichen Schneiderad aufgestellt hat, etwa wie es die Yorkshire'sche Kohlenschneidemaschine (D. p. J. 1893 287 202) zeigt. Bei eingeschnittenem Schneiderad ist die Jeffrey-Maschine vorn etwa 1 m breit; die Länge beträgt etwa 2 m, die Höbe etwa 0,5 m. Die Räder werden je nach der Mächtigkeit der Kohle in Durchmessern von 0,90 bis 1,5 m eingestellt und können in drei verschiedenen Geschwindigkeiten, 20, 40 und 60 cm in der Minute, gedreht werden. Der vielpolige Motor ergibt 200 bis 500 Volt. In einer 10stündigen Schicht schneidet die Maschine eine Länge von 250 m.

Die neue elektrische Schrämmaschine von Henry H. Bliss, Washington, D. C. (Amerikanisches Patent Nr. 585018), dreht eine Messerstange im Sinne der Loschen Maschine (D. p. J. 1896 300 5). Details zur Führung der Messerkette hat derselbe Erfinder aufgestellt (Amerikanisches Patent Nr. 588051).

Schliesslich sei noch die Gesteinsbohrmaschine für Dampf betrieb von Josef Grandmaison, Lynn, Mass. (Amerikanisches Patent Nr. 587575), erwähnt. Der Bohrmeissel erhält Stosskraft und Umsatz durch den mit ihm verbundenen Kolben im Cylinder. Ein innerer mit dem äusseren in Verbindung stehender Dampfauslass umgibt den Cylinder. Von der Dampfbüchse führen zwei mit Ventilen versehene Kanäle nach dem Inneren, so dass bei jeder Stellung des Cylinders frischer Dampf zuströmen kann.

|193|

Vortrag von Ingenieur Adolf Haag in der Architektenvereinssitzung vom 29. November 1897 zu Berlin.

|194|

Abgedruckt in der Revue universelle des mines, de la métallurgie, des travaux publics, des sciences et des arts appliqués à l'industrie. Tome XXXIX, 3e série.

|194|

Communication faite à l'association des ingénieurs sortis de l'école de Liège (Section de Charleroi) le 22 avril 1897.

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