Pfeilerbau

Der Pfeilerbau ist ein Abbauverfahren das zum Abbau von plattenförmigen Lagerstätten angewendet wird. Das Verfahren ist besonders geeignet zum Abbau von Steinkohlenflözen mit nur wenig Bergemitteln und einem flachen Einfallen von maximal 50 Gon. Dieses Abbauverfahren das in der Regel streichend oder schwebend geführt wird wurde im Steinkohlenbergbau bei der hydromechanischen Gewinnung angewendet.^[1]

Das Abbauverfahren

Da bei diesem Verfahren das Hangende zu Bruch gebaut wird, bedarf das Verfahren einer speziellen Streckenführung. Zunächst werden vom Schacht ausgehend Grundstrecken bis an die Feldgrenzen aufgefahren. Diese Strecken werden in der Regel als Parallelstrecken aufgefahren und mittels Wetterdurchhieben verbunden. Anschließend werden die Flözstreifen, die sich zwischen zwei Grundstrecken befinden, durch schwebende Betriebe in Abbaufelder aufgeteilt. Die Abbaufelder werden durch Abbaustrecken in etwa 10 Meter breite Pfeiler zerteilt. Die Pfeiler werden dann im Rückbau abgebaut, dabei werden die oberen Pfeiler zuerst abgebaut.

Je nach Lage der Abbaustrecken zur Flözebene unterscheidet der Bergmann drei Arten des Pfeilerbaus:

• Streichender Pfeilerbau
• Schwebender Pfeilerbau
• Diagonaler Pfeilerbau

Die streichende Länge der Abbaufelder beträgt zwischen 100 und 300 Meter. Die Länge hängt insbesondere davon ab, welche Schwierigkeiten es verursacht, die Förderstrecken offen zu halten. Die flache Höhe der einzelnen Abbaufelder ist durch die Sohlenbildung vorgegeben.

Streichender Pfeilerbau

Der streichende Pfeilerbau lässt sich sehr gut an alle Fallwinkel unter 50 Gon anpassen, aus diesem Grund wird diese Abbaumethode bevorzugt verwendet. Die schwebenden Teilstrecken werden als Bremsberge ausgebaut, auf denen die Förderung von den Abbaustrecken bis in die Grundstrecke stattfindet. Der Abbau der Pfeiler findet in schwebenden oder streichenden Streifen oder sogar auf der gesamten Pfeilerbreite statt. Abgebaut wird entgegengesetzt der Auffahrrichtung, man spricht deshalb auch von Pfeilerrückbau. Zum Schutz der Hauer vor Steinfall aus dem Hangenden werden in der Nähe des Arbeitsplatzes Sicherungsmaßnahmen mittels Unterzügen getroffen. Im Bereich des Alten Manns werden Sicherungsmaßnahmen gegen den Bruch der früheren Pfeiler mittels spezieller Bruchstempel getroffen. Mit fortschreitendem Abbau werden diese Bruchstempel geraubt, damit der Alte Mann zu Bruch gehen kann.^[2]

Schwebender und diagonaler Pfeilerbau

Beim schwebenden und beim diagonalen Pfeilerbau verlaufen die Abbaustrecken schwebend. Diese Abbauverfahren können nur in flachfallenden Flözen angewendet werden. Problematisch ist die Verwendung in Flözen mit Schlagwettergefährdung, deshalb werden diese Abbauverfahren hier nicht angewendet. Der diagonale Pfeilerbau wurde bis in das letzte Drittel des 18. Jahrhunderts nur beschränkt verwendet. Aufgrund der großen Anforderungen an die Lage der Lagerstätte (flache Lagerung) konnten sich beide Verfahren nur mäßig durchsetzen und wurden nur in einigen Mergelzechen im nördlichen Ruhrrevier eingesetzt. Da beide Abbauverfahren wesentlich mehr Angriffspunkte bieten, haben sie bei flacher Lagerung insbesondere dann Vorteile gegenüber dem streichenden Pfeilerbau, wenn die Lagerstätte ein schlechtes Hangendes besitzt.

Pfeilerbau im Steinkohlenbergbau

Der Pfeilerbau ist bei Steinkohlenflözen mit geringer Mächtigkeit nur bedingt und mit großem Aufwand verwendbar. Um genügend Höhe zu bekommen, muss die Sohle teilweise mitgenommen werden, was wiederum zu einem höheren Bergeanteil führt. Bei mächtigen Steinkohlenflözen ohne großen Bergeanteil wird das Flöz mittels Pfeilerrückbau abgebaut. Je nach Mächtigkeit wird das Flöz entweder auf einmal abgebaut oder bei sehr mächtigen Flözen wird das Flöz strossenweise oder seltener firstenweise abgebaut.

Beim Abbau der gesamten Mächtigkeit müssen die Hauer auf Fahrten stehen, um auch das Flöz im oberen Bereich abzubauen. Dabei kann es geschehen, dass Kohlenbrocken den auf der Fahrte arbeitenden Hauer verletzen. Beim firstenweisen Abbau hat der Bergmann stets Kohle über sich, hierbei kann das Flöz beim Hereingewinnen der oberen Bänke in unkontrollierter Weise nachbrechen. Aus diesem Grund ist der firstenweise Abbau sehr gefährlich und wird nur selten angewendet.

Die sicherste Methode ist der strossenartige Abbau. Hierbei wird zunächst die obere Bank gewonnen und die Firste mit Kappen und kurzen Stempeln, sogenannte verlorene Stempel, abgefangen. Anschließend wird die mittlere Bank abgebaut und zum Schluss die untere Bank. Die Firste wird mit längeren Stempeln abgestützt.

Im niederschlesischen Steinkohlenbergbau wurde der Pfeilerbau in einer abgewandelten Form des streichenden Bruchbaus angewendet. Ab Anfang des 19. Jahrhunderts wurde das Verfahren dahingehend modifiziert, dass man auch den Alten Mann mit Versatz füllte. Das Verfahren wurde dabei mehrfach verbessert und an die örtlichen Verhältnisse angepasst. Dieses Abbauverfahren dominierte dann als Abbauverfahren über 150 Jahre den niederschlesischen Steinkohlenbergbau und wurde erst nach dem 1. Weltkrieg durch den Strebbau ersetzt.^[3]

Flöze mit Zwischenmittel

Eine Besonderheit bilden mächtige Flöze mit Steineinschlüssen, sogenannten Zwischenmitteln, oder mehrere dicht beieinander liegende Flöze mit dünnem Zwischenmittel. Solche speziellen Flöze werden in zwei Abschnitten abgebaut. Dabei wird zunächst das untere Flöz abgebaut und anschließend das obere Flöz. Das Zwischenmittel dient quasi als Dach für das untere Flöz. Damit das obere Flöz nach dem Abbau des unteren Flözes nicht in den entstandenen Hohlraum einbricht, wird das Hangende abgestützt. Dies geschieht entweder durch Abstützen mittels Unterzügen aus Stempeln und Kappen oder durch Versetzen der Hohlräume mittels Abraummaterial. Damit nicht zu große Spannungen im Zwischenmittel entstehen, erfolgt der Abbau immer abschnittsweise.

Pfeilerbau im Braunkohlenbergbau

Beim Braunkohlenbergbau liegt die große Schwierigkeit im geordneten Zubruchgehen des Hangenden. Da Braunkohlenflöze im Hangenden neben Ton auch Schwimmsandeinlagerungen besitzen können, kann es beim Zubruchgehen der Pfeiler zu Schwimmsandeinschwemmungen in den Bruchraum kommen. Bei größeren Mengen tritt dieser Schwimmsand aus dem Bruchraum in den Abbaubereich. Hier werden im Vorfeld in die Strecken Dämme vorbereitet, um sie im Bedarfsfall zu schließen und somit den Schwimmsandzufluss zu stoppen.

Die Abbaufelder werden bei der Auffahrung mittels sich kreuzender Strecken aufgeteilt. Dadurch entstehen etwa 2-4 Meter große, quadratische Pfeiler. Diese Pfeiler werden anschließend im Rückbau abgebaut, bis das Hangende zusammenbricht. Je nach Beschaffenheit des Hangenden werden einzelne Kohlenpfeiler zur Unterstützung des Hangenden stehen gelassen. Dadurch beträgt der Abbauverlust bis zu 25 Prozent.

Flöze mit 4 bis 5 Meter Mächtigkeit werden in einem Durchgang abgebaut. Sehr mächtige Flöze werden abteilungsweise abgebaut, sodass immer ein Restanteil von 0,5 - 1 Meter Kohle stehen bleibt. Dieser Kohlestreifen dient als Hangendes für den Abbau der unteren Abteilung. Bei Flözen mit 12 bis 16 Meter Mächtigkeit wird die Kohle im Kammerbau auf ein Mal gewonnen.

Mechanisierung

Während der Abbau mittels Pfeilerbau bis ins 19. Jahrhundert manuell erfolgte, trat im 20. Jahrhundert immer mehr die Mechanisierung in den Vordergrund. Zunächst mittels Bohr- und Sprengarbeiten, später dann mit speziellen Bergbaumaschinen, wie dem Continuous Miner. Im Kalibergbau wird mittels Continius Minern im Kammer-Pfeilerbau die Lagerstätte abgebaut.^[4] Im Steinkohlenbergbau konnte sich der Pfeilerbau nicht durchsetzen, hier wird mittels Strebbau oder Örterbau die Kohle mechanisch gewonnen.^[5]

Literatur

• Emil Stöhr, Emil Treptow: Grundzüge der Bergbaukunde einschließlich der Aufbereitung. Spielhagen & Schurich Verlagsbuchhandlung, Wien 1892
• Verein für bergbauliche Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund: Die Entwicklung des Niederrheinisch-Westfälischen Steinkohlen-Bergbaues in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Verlagsbuchhandlung von Julius Springer, Berlin 1902

Einzelnachweise

1. ↑ Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7
2. ↑ Pfeilerbau bei Zeno.Org
3. ↑ Zygfryd Platek: Der niederschlesische Steinkohlenbergbau im 19. und frűhen 20.Jahrhundert
4. ↑ Stand der Technik in der Kali Industrie
5. ↑ Selbstfahrende Maschine für das Hereingewinnen von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Kohle

Weblinks

• Pfeilerbau im Braunkohlenbergbau
• Patent: Verfahren zum Pfeilerrückbau beim Kammer-Pfeilerbau und Ausbaueinheit für den Pfeilerrückbau