Schachtabteufung - Shaft sinking

Verlassene Bergwerksschächte in Marl, Deutschland .
Eine schematische Draufsicht eines Minenschachts mit Käfig- und Muldenabteilen. Dienste können in einem der vier offenen Fächer untergebracht werden.

Beim Schachtbergbau oder Schachtabteufen wird ein vertikaler oder nahezu vertikaler Tunnel von oben nach unten ausgebrochen, wobei zunächst kein Zugang zum Boden besteht.

Flache Schächte , die typischerweise für Tiefbauprojekte abgeteuft werden, unterscheiden sich stark in der Ausführungsmethode von tiefen Schächten, die typischerweise für Bergbauprojekte abgeteuft werden. Wenn die Oberseite der Ausgrabung die Erdoberfläche ist, wird sie als Schacht bezeichnet; Wenn die Grabungsspitze unter der Erde liegt, wird sie als Winze oder Unterschacht bezeichnet.

Kleine Schächte können innerhalb einer bestehenden Mine nach oben ausgehoben werden, solange ein Zugang von unten besteht, in diesem Fall werden sie Raises genannt.

Ein Schacht kann entweder vertikal oder geneigt sein (zwischen 80 und 90 Grad zur Horizontalen), obwohl die meisten modernen Minenschächte vertikal sind. Wenn an der Unterseite des geplanten Schachts ein Zugang vorhanden ist und die Bodenverhältnisse dies zulassen , kann der Schacht von unten nach oben ausgehoben werden. Solche Schächte werden Bohrlochschächte genannt .

Der Schachtbau ist eine der schwierigsten aller Entwicklungsmethoden: beengte Platzverhältnisse, Schwerkraft, Grundwasser und spezielle Verfahren machen die Aufgabe sehr anspruchsvoll.

Historisch gesehen gehörte das Abteufen von Minenschächten zu den gefährlichsten aller Bergbauberufe und war den Bergbauunternehmern, den sogenannten Sinkers, vorbehalten . Heute konzentrieren sich Schachtbauunternehmen auf Kanada , Deutschland und Südafrika .

Teile eines Minenschachts

Minenschacht Warszawa , Katowice. Funktioniert derzeit als Aussichtsturm und Teil des Schlesischen Museums

Das sichtbarste Merkmal eines traditionell gebauten Minenschachts ist der Förderturm (oder Förderturm, Tellerkopf oder Grubenkopf), der über dem Schacht steht. Je nach verwendetem Hebezeugtyp befindet sich auf der Oberseite des Fördergerüsts entweder ein Hebemotor oder ein Rollenrad (wobei der Hebemotor am Boden montiert ist). Der Förderrahmen enthält typischerweise auch Behälter zum Lagern von Erz, das zur Verarbeitungsanlage transportiert wird.

Auf Bodenniveau unter und um den Förderturm herum befindet sich der Schachtkragen (auch Bank oder Deck genannt), der die notwendige Grundlage bildet, um das Gewicht des Fördergerüsts zu tragen und den Arbeitern, Materialien und Dienstleistungen die Möglichkeit bietet, den Schacht zu betreten und zu verlassen. Kragen sind in der Regel massive Stahlbetonkonstruktionen mit mehr als einer Ebene. Wenn der Schacht für die Minenbelüftung verwendet wird , wird ein Plenumraum oder ein Gehäuse in den Kragen eingearbeitet, um den richtigen Luftstrom in die Mine und aus ihr heraus zu gewährleisten.

Unterhalb des Kragens wird der Teil des Schafts, der in den Boden hineinreicht, als Schaftlauf bezeichnet.

An den Stellen, an denen das Schachtfass auf horizontale Arbeiten trifft, gibt es eine Schachtstation, die es Männern, Materialien und Diensten ermöglicht, den Schacht zu betreten und zu verlassen. Vom Bahnhof aus erstrecken sich Tunnel (Stollen, Stollen oder Ebenen) zum Erzkörper , teilweise über viele Kilometer. Die unterste Schachtstation ist meistens der Punkt, an dem das Gestein die Minenebenen verlässt und in den Schacht überführt wird, wenn dies der Fall ist, wird an dieser Stelle auf einer Seite des Schachtes eine Ladetasche ausgehoben, um den Bau von Übergabeeinrichtungen zu ermöglichen.

Unterhalb der untersten Schachtstation geht der Schacht noch ein Stück weiter, dieser Bereich wird als Schachtboden bezeichnet. Ein Tunnel bezeichnete eine Rampe verbindet typischerweise die Unterseite der Welle mit dem Rest der Grube, diese Rampe oft die Wasserhandhabungseinrichtung der Mine enthält, die angerufene Sump , wie Wasser natürlich zu dem tiefstenen Punkt in der Grube fließen.

Schächte können durch herkömmliche Bohr- und Sprengarbeiten oder mechanisierte Mittel abgeteuft werden. Die Industrie versucht allmählich, sich weiter in Richtung Schachtbohren zu verlagern, aber eine zuverlässige Methode dafür muss noch entwickelt werden.

Schachtauskleidung

Schema des Fördergerüsts
Riemenscheibe der 1 Maja Kohlenmine in Wodzisław Śląski

Die Schaftauskleidung erfüllt mehrere Funktionen; Es ist in erster Linie ein Sicherheitsmerkmal, das das Herabfallen von losem oder instabilem Gestein in den Schacht verhindert, dann eine Stelle, an der Schachtsätze angeschraubt werden können, und schließlich eine glatte Oberfläche, um den Luftwiderstand zur Belüftung zu minimieren.

In Nord- und Südamerika, kleineren Wellen sind so konzipiert , mit rechteckig sein Holzstützen. Größere Schächte sind rund und mit Beton ausgekleidet.

Die endgültige Wahl der Schachtauskleidung hängt von der Geologie des Gesteins ab, das der Schacht durchquert. Einige Schächte haben je nach Bedarf mehrere Auskleidungsabschnitte geschweißte Gitter und Felsanker . Das Material der Wahl für die Schachtauskleidung ist Massenbeton, der in 6m-Aufzügen hinter die Schachtschalung gegossen wird, wenn der Schacht voranschreitet (tiefer wird).

Shotcrete , fibrecrete, Backstein , Gusseisenrohre, Betonfertig haben alle Segmente wurden zu einer Zeit oder einem anderen verwendet. Darüber hinaus ist die Verwendung von Materialien wie Bitumen und sogar Squashbällen unter bestimmten Umständen erforderlich. Unter extremen Umständen, insbesondere beim Sinken durch Halite , können Verbundauskleidungen aus zwei oder mehr Materialien erforderlich sein.

Die Schachtauskleidung reicht beim Abteufen nicht bis zum Schachtgrund, sondern hinkt um einen festen Abstand hinterher. Dieser Abstand wird durch die Aushubmethode und die Konstruktionsdicke der permanenten Auskleidung bestimmt. Um die Sicherheit der am Schachtboden arbeitenden Personen zu gewährleisten, wird eine provisorische Bodensicherung installiert, die in der Regel aus Betonstahlmatten und Felsankern besteht . Die Installation des temporären Boden (genannt Verschrauben ) gehört zu den am meisten herausfordernden physikalisch Teilen der Schachtbau Zyklus als Schrauben installiert werden müssen pneumatische betriebene Bohrhämmer.

Aus diesem Grund und um die Anzahl der Personen auf der Schachtsohle zu minimieren, wurde in mehreren Projekten bei dieser temporären Auskleidung erfolgreich auf Spritzbeton umgestellt . Die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich konzentriert sich auf die Roboterapplikation von Spritzbeton und die Kommerzialisierung von dünn gespritzten Polymerlinern .

Schachtfächer

Typischer Bergwerkskäfig in Harzbergbau, Deutschland

Wenn der Schacht zum Heben verwendet werden soll, wird er häufig durch Schachtsätze in mehrere Fächer unterteilt, diese können entweder aus Holz oder Stahl bestehen . Vertikale Elemente in einem Wellensatz werden als Führungen bezeichnet, horizontale Elemente werden als Buntons bezeichnet. Bei Stahlwellenführungen sind die beiden wichtigsten Optionen Hohlprofile und Hutprofile [1] . Hutprofile bieten gegenüber hohlen Strukturprofilen eine Reihe von Vorteilen, darunter eine einfachere Installation, verbesserte Korrosionsbeständigkeit und erhöhte Steifigkeit. Bergwerksfahrzeuge laufen auf den Führungen ähnlich wie eine Stahlachterbahn auf ihren Schienen, beide mit Rädern, die sie sicher an Ort und Stelle halten.

Einige Schächte verwenden keine Führungsbalken, sondern verwenden stattdessen Stahldrahtseile (so genannte Führungsseile ), die durch massive Gewichte am Schachtboden, die Käsegewichte genannt werden (wegen ihrer Ähnlichkeit mit einem LKW oder Käselaib), unter Spannung gehalten werden, da diese leichter zu warten sind und ersetzen.

Der größte Fach wird in der Regel für die verwendete Minen Käfig , eine Förder verwendet für die Arbeiter und Materialien unter der Oberfläche zu bewegen, die sich von dem Hubwerk auf Stahl aufgehängt ist Drahtseils . Es funktioniert ähnlich wie ein Aufzug . Käfige können ein-, zwei- oder selten dreideckig sein und im Falle eines unerwarteten Ausfalls immer über mehrere redundante Sicherheitssysteme verfügen.

Das zweite Fach wird für eine oder mehrere Mulden verwendet, um Erz an die Oberfläche zu heben . Kleinere Bergbaubetriebe verwenden eine unter dem Käfig montierte Mulde anstelle einer separaten Vorrichtung, während einige große Minen separate Schächte für den Käfig und die Mulden haben. Das dritte Fach dient als Notausgang; er kann einen Hilfskäfig oder ein Leiternsystem beherbergen . Ein zusätzliches Fach beherbergt Minendienste wie Hochspannungskabel und -rohre für den Transport von Wasser , Druckluft oder Dieselkraftstoff .

Ein zweiter Grund, den Schacht zu teilen, ist die Belüftung . Eine oder mehrere der oben erörterten Kammern können zum Lufteinlass verwendet werden, während andere zum Auspuff verwendet werden können. In diesem Fall wird zwischen den beiden Abteilen eine Stahlwand namens Brattie installiert, um den Luftstrom zu trennen. In vielen Bergwerken gibt es einen oder mehrere komplette zusätzliche separate "Hilfs"-Schächte mit separatem Kopfgeschirr und Käfigen. Es ist sicherer, einen alternativen Weg zu haben, um die Mine zu verlassen, da jedes Problem in einem Schacht alle Abteilungen betreffen kann. Aus diesem Grund wurden Einschachtminen im Vereinigten Königreich 1862 nach der Katastrophe der Hartley Colliery verboten, bei der der Einschacht verstopft wurde.

Siehe auch

Verweise

Externe Links