Schachtförderanlage

Schema einer Schachtförderanlage

Eine Schachtförderanlage ist eine im Bergbau eingesetzte Förderanlage, die auf die Bewegung großer Lasten über größere saigere (vertikale) Distanzen in den Schächten von Bergwerken ausgelegt ist.<ref name="Quelle 1" /> In Bezug auf ihre Arbeitsweise zählen Schachtförderanlagen in der Fördertechnik zu den Unstetigförderern.<ref name="Quelle 2" /> Damit ähneln sie prinzipiell den Aufzugsanlagen.<ref name="Quelle 1" /> Schachtförderanlagen spielen eine wichtige Rolle im Fördersystem eines Bergwerks.<ref name="Quelle 2" /> Sie dienen, je nach Verwendungszweck, entweder zur Produktenförderung und / oder zur Beförderung von Personen, die im Bergbau als Seilfahrt bezeichnet wird.<ref name="Quelle 16" />

Grundlagen

Sollen im Tiefbau Lasten aus dem Grubengebäude heraus oder hinein gefördert werden, benötigt man dort eine Schachtförderanlage.<ref name= "Quelle 11" /> Je nach Förderzweck unterscheidet man hierbei zwischen Hauptschachtförderanlagen und Nebenschachtförderanlagen.<ref name="Quelle 2" /> Schachtförderanlagen haben zwar Ähnlichkeiten mit Aufzuganlagen, unterscheiden sich von diesen im Wesentlichen dadurch, dass sie in ihrer Nutzung nur für einen beschränkten Personenkreis zur Verfügung stehen.<ref name="Quelle 12" /> Je nach Ausbringungsort unterscheidet man zwischen Tagesschachtförderanlagen, bei denen das Fördergut nach über Tage gefördert wird, und Blindschachtförderanlagen, bei denen das Fördergut nur zwischen zwei horizontalen Grubenbauen hin und her gefördert wird.<ref name="Quelle 2" /> Je nach erforderlicher Förderleistung muss eine Schachtförderanlage unterschiedlich ausgestattet sein.<ref name="Quelle 14" /> Dabei müssen die technischen Einrichtungen stets so dimensioniert werden, dass sie den betrieblich auftretenden Beanspruchungen gewachsen sind.<ref name= "Quelle 10" /> Hierbei muss die Schachtförderanlage so konstruiert sein, dass sie ein günstiges Verhältnis von Nutzlast zu Totlast hat, um somit eine möglichst große Nutzlast effektiv fördern zu können.<ref name= "Quelle 15" /> Das ist wirtschaftlicher, da eine Erhöhung der Nutzlast um 30 Prozent eine doppelt so hohe Erhöhung der Förderleistung bringt, als eine prozentual gleiche Erhöhung der Fördergeschwindigkeit.<ref name= "Quelle 11" />

Geschichte

Beim Bergbau im Altertum waren Schachtförderanlagen noch nicht erforderlich, da hier die Gewinnung von Bodenschätzen fast ausschließlich im Tagebau durchgeführt wurde.<ref name="Quelle 3" /> Dort, wo man in einfachen Gruben die Minerale abbaute, füllte man sie in Säcke oder Körbe und ließ sie von Sklaven über Leitern nach oben tragen oder die Arbeiter zogen die Lasten mit den Händen unter Zuhilfenahme von einfachen geflochtenen Seilen nach über Tage.<ref name= "Quelle 9" /> Mit dem Übergang zum Untertagebau wurden dort, wo Schächte nicht nur zur Bewetterung genutzt wurden, erste einfache Schachtförderanlagen erforderlich.<ref name="Quelle 4" /> Bereits ab dem Jahr 1168 wurden im Freiberger Bergrevier einfache Schachtförderanlagen mit Handhaspel bis zu einer maximalen Teufe von 100 Metern betrieben, mit denen man kleinere Lasten in und aus den Gruben förderte.<ref name="Quelle 5" /> Gefördert wurde in Bügelschächten mit einem Durchmesser von etwa 1,3 Metern.<ref name="Quelle 4" /> Ab dem 15. Jahrhundert konnten die Bergleute mit leistungsstärkeren Schachtförderanlagen, die mit einem verbesserten Antrieb in Form des Göpels ausgerüstet waren, aus Teufen von bis zu 250 Metern wesentlich größere Lasten mit zudem höheren Fördergeschwindigkeiten fördern.<ref name="Quelle 5" /> Neue Schächte wurden im Laufe der Jahrzehnte mit immer größeren Durchmessern<ref group="ANM" name="Anm. VBBI." /> geteuft.<ref name="Quelle 6" /> Eine weitere technische Verbesserung bei den Schachtförderanlagen war die Nutzung der Wasserkraft in Form von Wasserrad-Fördermaschinen.<ref name="Quelle 3" /> Hiermit konnten Lasten aus einer Teufe von bis zu 550 Metern mit mehr als doppelt so hohen Fördergeschwindigkeiten gefördert werden.<ref name="Quelle 5" /> Ein weiterer Innovationsschub war der Einsatz der Dampfmaschinen als Antriebsmaschine.<ref name= "Quelle 7" /> Mit diesen Maschinen konnten schwere Lasten aus einer Teufe von 650 Metern mit einer Geschwindigkeit von vier Metern pro Sekunde gefördert werden.<ref name="Quelle 5" /> Zusätzlich zur technischen Verbesserung der Antriebskomponenten wurde es auch erforderlich, weitere Komponenten der Schachtförderanlagen wie die Fördergerüste, Förderseile und Seilscheiben für die größeren Belastungen auszulegen.<ref name="Quelle 8" /> Die letzte technische Innovation bei den Antriebsmaschinen war die Einführung der elektrischen Fördermaschinen gegen Ende des 19. Jahrhunderts.<ref name= "Quelle 7" /> Mit Hilfe dieser Maschinen waren nun die Schachtförderanlagen soweit aufgerüstet, dass mit ihnen schwere Lasten aus einer Teufe von mehr als 700 Metern mit einer Geschwindigkeit von bis zu zwölf Metern pro Sekunde durch den Schacht gefördert werden konnten.<ref name="Quelle 5" /> Im Laufe der Jahre wurden Anlagenkomponenten der Schachtförderanlagen soweit optimiert, dass Grenzgeschwindigkeiten von bis zu 25 Metern pro Sekunde erreicht werden.<ref name="Quelle 2" />

Komponenten von Schachtförderanlagen

Bei der baulichen Ausführung von Schachtförderanlagen bestehen große Unterschiede im Hinblick auf die Dimensionierung und Anordnung ihrer wesentlichen Komponenten.<ref name="Quelle 14" /> Die wesentlichen Komponenten der Schachtförderanlage sind die Fördermaschine,<ref name="Quelle 16" /> mit dem Seilträger,<ref name= "Quelle 7" /> die Seilscheiben,<ref name="Quelle 13" /> das Fördergerüst,<ref name="Quelle 8" /> das oder die Fördermittel,<ref name="Quelle 1" /> die Förderseile,<ref name= "Quelle 15" /> die Führungseinrichtungen für die Fördergutträger.<ref name= "Quelle 10" /> Weitere zusätzliche Komponenten sind die Schachtsignalanlage,<ref name="Quelle 17" /> die Schachtüberwachungsanlage und die Schachtfernsprechanlage.<ref name= "Quelle 10" /> Im Gegensatz zu Aufzugsanlagen werden bei Schachtförderanlagen keine Fangvorrichtungen verwendet.<ref name="Quelle 1" />

Die Fördermaschine ist die zentrale Antriebsmaschine der Schachtförderanlage.<ref name="Quelle 16" /> Sie ist zudem eine der wichtigsten Maschinen einer Schachtanlage.<ref name= "Quelle 7" /> Antriebsenergie für die Fördermaschine ist je nach Größe und erforderlicher Förderleistung entweder die Wasserkraft, die Dampf- oder die elektrische Energie.<ref name="Quelle 2" /> Fördermaschine und Seilträger bilden eine bauliche Einheit.<ref name= "Quelle 10" /> Als Seilträger gibt es drei verschiedene Arten, die Treibscheibe, die Bobine und die Trommel.<ref name= "Quelle 18" /> Das Fördergerüst dient der Aufnahme der Seilscheiben.<ref name= "Quelle 10" /> Sie sind entsprechend ihren technischen Anforderungen konstruiert und haben unterschiedliche Formen und Höhen.<ref name="Quelle 8" /> Die Seilscheiben dienen der Richtungsänderung des Förderseils.<ref name="Quelle 13" /> Das Förderseil dient als Tragmittel für die Fördergutträger und Gegengewichte.<ref name= "Quelle 10" /> Förderseile haben je nach Durchmesser und Material unterschiedliche Tragfähigkeiten.<ref name="Quelle 13" /> Bei modernen Schachtförderanlagen kommen je nach Anforderung und Nutzung entweder Fördergefäße oder Fördergestelle als Fördergutträger zum Einsatz.<ref name="Quelle 1" /> Beide Arten von Fördergutträger haben sowohl Vorteile als auch Nachteile.<ref name="Quelle 16" /> Damit der bzw. die Fördergutträger in der Spur des jeweiligen Schachttrumms bleibt, werden sie über die Schachtführung zwangsgeführt.<ref name="Quelle 19" /> Die Schachtsignalanlage dient neben der Schachtfernsprechanlage zur Kommunikation zwischen dem Bedienpersonal und dem Fördermaschinist.<ref name= "Quelle 10" />

Literatur

Hans Grothe (Hrsg.): Lexikon des Bergbaues (= Hermann Franke [Hrsg.]: Lueger Lexikon der Technik. Band 4 Bergbau). 4. vollständig neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart 1962, DNB 453032044, S. 454, 455 (unter Mitarbeit von Hubert Becker, Hellmut Bodemüller, Günter Dorstewitz, Ludolf Engel, Heinrich Hock, Karl Jung, Otto Rellensmann, Hans Schneiderhöhn, Hubert Schranz).

Einzelnachweise

<ref name="Quelle 1">W. Sindern, St. Borowski: Sicherheitstechnische Betrachtungen zu Schachtförderanlagen für den Zugang zu einem zukünftigen geologischen Tiefenlager. Arbeitsbericht NAB 14-75, Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Hrsg.), Wettingen 2014, S. 27–33.</ref> <ref name="Quelle 2">Liu Bin: Schachtförderanlagen deren Auslegung Konstruktion und Sicherheitsnormen. Diplomarbeit am Lehrstuhl für Fördertechnik und Konstruktionslehre der Montanuniversität Leoben, Leoben 2015, S. 3–10.</ref> <ref name="Quelle 3">Kammerer-Charlottenburg: Die Technik der Lastenförderung einst und jetzt. Eine Studie über die Entwicklung der Hebemaschinen und ihren Einfluß auf Wirtschaftsleben und Kulturgeschichte, Druck und Verlag von R. Oldenbourg, München und Berlin 1907, S. 27–39.</ref> <ref name="Quelle 4">Alfred Nehls: Aller Reichtum lag in der Erde. Die Geschichte des Bergbaus im Oberbergischen Kreis, Verlag Gronenberg, Gummersbach 1993, ISBN 3-88265-180-6, S. 28, 29, 39–41.</ref> <ref name="Quelle 5">Otfried Wagenbreth, Eberhard Wächter: Der Freiberger Bergbau. Technische Denkmale und Geschichte. Mit 315 Bildern, davon 215 als Fotografien und 28 Tabellen, 2. Auflage, Nachdruck durch Springer Spektrum Verlag, Berlin 2015, S. 34, 36–39.</ref> <ref name="Quelle 6">Verein für bergbauliche Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund: Die Entwicklung des Niederrheinisch-Westfälischen Steinkohlen-Bergbaues in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Band III, Stollen, Schächte, Verlagsbuchhandlung von Julius Springer, Berlin 1903, S. 15–17.</ref> <ref name= "Quelle 7">Hans Bansen (Hrsg.), Fritz Schmidt: Die Bergwerksmaschinen. Eine Sammlung von Handbüchern für Betriebsbeamte. Dritter Band, Die Schachtfördermaschinen. Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage, erster Teil; Die Grundlagen des Fördermaschinenwesens, mit 178 Abbildungen im Text, Verlag von Julius Springer, Berlin 1923, S. 1–3.</ref> <ref name="Quelle 8">A. Eichenauer: Die Seilscheibengerüste der Bergwerks-Förderanlagen. Mit erläuternden Holzschnitten im Text und 22 lithographischen Tafeln, wobei unter letzterem 20 Tafeln ausgeführte Seilscheibengerüste, in verschiedenen Bergrevieren, enthalten. Baumgärtner’s Buchhandlung, Leipzig 1877, S. 1–22.</ref> <ref name= "Quelle 9">Hans Bansen (Hrsg.): Die Bergwerksmaschinen. Eine Sammlung von Handbüchern für Betriebsbeamte. Unter Mitwirkung zahlreicher Fachgenossen; Vierter Band, Die Schachtförderung. Verlag von Julius Springer, Berlin 1913, S. 1–4.</ref> <ref name= "Quelle 10">Technische Anforderungen an Schacht- und Schrägförderanlagen (TAS). Verlag Hermann Bellmann, Dortmund 2005, Blatt 1/1, Blatt 2/1, Blatt 3/1, Blatt 4/1, Blatt 6/1, Blatt 7/1.</ref> <ref name= "Quelle 11">Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1, S. 37–39.</ref> <ref name="Quelle 12">Martin Scheffler (Hrsg.), Klaus Feyrer, Karl Matthias: Fördermaschinen, Hebezeuge, Aufzüge, Flurförderzeuge. Mit 708 Abbildungen und 94 Tafeln, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Wiesbaden 1998, ISBN 3-663-16319-9, S. 257–260.</ref> <ref name="Quelle 13">Thomas Kuczera: Ermittlung der Beanspruchung großer Seilscheiben. Institut für Fördertechnik und Logistik der Universität Stuttgart, Dissertationsschrift, Stuttgart 2012, S. 16, 23.</ref> <ref name="Quelle 14">Albert Serlo: Leitfaden der Bergbaukunde. Mit 640 in den Text gedruckten Holzschnitten und 23 Lithographischen Tafeln. Zweiter Band, dritte verbesserte und bis in die neueste Zeit ergänzte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1878, S. 97, 98.</ref> <ref name= "Quelle 15">H. Arnold, D. Fuchs, H. Nöller, E. Ulrich: Untersuchungen zur Leistungssteigerung der Hauptschacht-, Blindschacht- und Abteufförderanlagen durch Totgewichtsverringerung. In: Kommission der Europäischen Gemeinschaften (Hrsg.): Technische Forschung Kohle, Abschlussbericht, Bochum 1980, S. I–II, 2–7.</ref> <ref name="Quelle 16">H. Hoffmann: Lehrbuch der Bergwerksmaschinen (Kraft und Arbeitsmaschinen). Mit 523 Textabbildungen. Springer Verlag GmbH, Berlin 1926, S. 165–168.</ref> <ref name="Quelle 17">Bergverordnung für Schacht- und Schrägförderanlagen (BVOS) des Landes NRW vom 4. Dezember 2003.</ref> <ref name= "Quelle 18">Hans Bansen (Hrsg.): Die Bergwerksmaschinen. Eine Sammlung von Handbüchern für Betriebsbeamte. Dritter Band, Die Schachtfördermaschinen. Verlag von Julius Springer, Berlin 1913, S. 1–3.</ref> <ref name="Quelle 19">Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage. Verlag Glückauf, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.</ref>

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Weblinks

Paul Burgwinkel: Fördertechnik und Logistik in Rohstoff- und Entsorgungstechnik (FuL) (PDF), Lehrmaterial an der RWTH Aachen. Abgerufen am 13. Februar 2010.

Anmerkungen

<ref group="ANM" name="Anm. VBBI.">Teilweise waren die Abmessungen der Schächte auch bergbehördlich vorgeschrieben. So war z. B. in der Grafschaft Mark bei Schächten von einer Teufe bis 60 Metern ein lichter Schachtquerschnitt von 1,9 * 1,0 Meter vorgeschrieben. (Quelle: Verein für bergbauliche Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund: Die Entwicklung des Niederrheinisch-Westfälischen Steinkohlen-Bergbaues in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts.)</ref>

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