Grubenausbau [1]

Grubenausbau, die Unterstützung der Grubenräume, die anzuwenden ist, falls diese nicht so lange von selbst unverändert bleiben, als sie dem Betriebe dienen sollen.

In sehr fetten Gesteinen ist die Dauer der Grubenräume fast unbegrenzt, z.B. im Gneis, im Kalkstein; auch in manchen weniger fetten Gesteinen halten sich die Grubenbaue gut, wenn der Gebirgsdruck nicht groß ist, z.B. im Steinsalz, in der Braunkohle. Ist jedoch das Gestein rollig oder gebräch oder zersetzt es sich unter dem Einflusse von Luft und Feuchtigkeit, wie gewisse Tonschiefer des Rotliegenden und der Steinkohlenformation und die Tone des Salzgebirges, oder ist der Gebirgsdruck groß, so muß die Herstellung des Grubenausbaues mit dem Fortschreiten der Grubenbaue gleichen Schritt halten, weil sonst die offenen Räume oft schon nach kurzer Zeit wieder ungangbar werden, da das Hangende hereinbricht und auch Stöße und Sohle hereingedrückt werden.

Der Grubenausbau verursacht erhebliche Kosten; man sucht daher durch geeignete Querschnittsform die Standfestigkeit der Baue zu erhöhen. In massigen Gesteinen werden für Schächte kreisrunde, für Strecken elliptische Querschnitte gewählt, während man im geschichteten Gebirge dahin strebt, milde und gebräche Schichten mit hereinzunehmen, dagegen fette Schichten im Dach und an der Sohle zu schonen, wodurch sich rechteckige Querschnitte ergeben. Das Stehenlassen von Teilen der Lagerstätte als Sicherheitspfeiler oder Bergfesten sowie das Ausfüllen der abgebauten Räume durch dichten Bergeversatz sind Mittel, um den Gebirgszusammenhang, zu erhalten und zu vermeiden, daß der Gebirgsdruck rege wird. Ist die Masse einer mächtigen Lagerstätte fester als das Nebengestein, wie das z.B. bei der Steinkohle häufig der Fall ist, so beläßt man während der Streckenauffahrung, um das Nebengestein nicht freizulegen, an der Firste und Sohle Schichten der Lagerstätte (man baut sie an) und gewinnt sie erst später beim Abbau.

Der Grubenausbau kann ausgeführt werden in Holz (s. Grubenzimmerung), in Stein[634] (s. Grubenmauerung) und in Eisen (s. Grubenausbau, eiserner); ferner ist der wasserdichte Grubenausbau (s. S. 636) zu unterscheiden, da er nicht nur dem Gebirgsdrucke widerstehen, sondern auch das Wasser abhalten soll. Die älteste Art des Grubenausbaues ist die Zimmerung; die Mauerung hat sich im Laufe des 18. Jahrhunderts in größerem Umfange eingebürgert, während der Eisenausbau den letzten Jahrzehnten angehört und erst durch Verbilligung des Preises für Walzeisen ermöglicht wurde. Der Raumbedarf ist bei gleicher Widerstandsfähigkeit für Eisenausbau am geringsten, bedeutender bei der Zimmerung, am größten für Mauerung. Zur Herstellung erfordert Zimmerung die kürzeste Zeit, Eisenausbau (außer wenn abgepaßtes Material verwendet wird) wegen der Schwierigkeit der Materialbearbeitung schon mehr, und Mauerung am meiden. Was die Haltbarkeit betrifft, so vermag erfahrungsgemäß nur »in sich völlig geschlossener Ausbau« von entsprechenden Abmessungen, z.B. der wasserdichte, dem stärksten Gebirgsdruck Widerstand zu leisten; schwächerer Ausbau, aus welchem Material er auch hergestellt sei, wird zerdrückt. Außerdem ist Zimmerung der Fäulnis und Eisenausbau der Zerstörung durch saure Grubenwasser ausgesetzt. Der Eigenart des Materials nach eignet sich Holz am besten für den häufig vorkommenden rechteckigen und trapezförmigen (bei Strecken) Querschnitt, Eisen und Mauerung passen sich auch gerundeten Querschnittsformen gut an. Das Ersetzen (Auswechseln) schadhaften Ausbaues ist bei der Zimmerung am einfachsten, da die zerdrückten Hölzer mittels der Axt leicht entfernt werden können, umständlicher ist die Beseitigung verbogenen Eisenausbaues und schadhafter Mauerung; in allen Fällen müssen die lose gewordenen Gebirgsmassen bis auf den erforderlichen Querschnitt hereingenommen und vorübergehend abgestützt werden; dann wird der neue Ausbau hergestellt. Etwa hinter demselben verbleibende Hohlräume sind sorgfältig auszufüllen. Handelt es sich, wie bei tonigen Gesteinen, darum, Luft- und Wasserzutritt und damit eine Auflösung zu verhüten, so erfüllt Mauerung diesen Zweck am besten. – Verloren nennt man den vorläufig vor dem endgültigen hergestellten Ausbau; vor Ausführung der Mauerung wird häufig zunächst verlorene Zimmerung eingebaut (vgl. a. Grubenmauerung).

Meißens wird beim Betrieb der Baue zuerst der nötige Raum hergestellt und dann der Ausbau; es gibt jedoch auch Fälle, z.B. im rolligen und wasserreichen Gebirge, in denen Teile des Ausbaues in die Gebirgsmassen hineingetrieben und dann erst unter dem Schütze des Ausbaues das Gebirge gewonnen wird (vgl. Grubenzimmerung und Schachtabteufen). Versuche mit beweglichem Grubenausbau – eiserne Vorrichtungen ähnlich den Bauschrauben – an Stelle des festeingebauten haben in letzter Zeit Erfolg gehabt (vgl. Grubenausbau, eiserner). Das neuerdings angewendete Verfahren [2], in Druck geratene Zimmerung bezw. Eisenausbau zu entlasten, ehe durch die Beanspruchung die Elastizitätsgrenze überschritten wird, ist zu empfehlen; es muß zu diesem Zweck der Verzug (s. Grubenzimmerung) so eingerichtet werden, daß man ihn leicht beseitigen, das vorgedrückte Gestein nachnehmen und den Verzug dann wiederherstellen kann.

Literatur: [1] Vgl. die unter »Bergbaukunde« angeführten allgemeinen Lehrbücher. – [2] Georgi, M., Der Gebirgsdruck und seine Bekämpfung im Kohlenbergbaue, in Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreich Sachsen auf das Jahr 1894, S. 76. – [3] Bansen, H., Der Grubenausbau, Berlin 1906.

Treptow.