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Grubenzimmerung

[651] Grubenzimmerung oder kurz Zimmerung heißt der Grubenausbau (s.d.) in Holz. Gewöhnlich wird wegen des geraden Wuchses und des hohen Harzgehaltes Nadelholz verwendet, das teure Eichenholz nur da, wo auf die Haltbarkeit des Ausbaues großer Wert zu legen ist. Die Dauer der Zimmerung richtet sich nach der Güte des Holzes, nach der Stärke des Gebirgsdruckes und namentlich nach der Beschaffenheit der Wetter. Bedeutender Gebirgsdruck bricht auch starkes Holz in kurzer Zeit. Feuchte und warme Wetter, wie sie z.B. in ausziehenden Wetterschächten vorhanden sind, und auch häufiger Wechsel zwischen Trockenheit und Feuchtigkeit wirken ungünstig auf das Holz. Allgemein kann man den Widerstand guter Nadelhölzer in der Grube gegen das Verfaulen in den ungünstigsten Fällen auf zwei Jahre, unter günstigen Verhältnissen auf etwa 12 Jahre veranschlagen. Ständiges Naßhalten der Zimmerung durch Bewässerung erhöht ihre Dauer. Zu frisch verwendetes Holz wird trockenfaul, es stockt; längere Lagerung des Holzes an freier Luft und Schlagen der Hölzer zur Winterzeit wirkt diesem Uebelstande entgegen; gewöhnlich wird das Holz vor dem Einbau entrindet. Das Imprägnieren (s. Holzkonservierung) wird im Grubenbetrieb trotz des damit verbundenen Aufwandes immer mehr angewendet.

Die Werkzeuge des Grubenzimmerlings sind dieselben wie diejenigen der Zimmerleute über Tage; außer der Axt wird das Beil (auch Kaukamm genannt) verwendet. Zur Ermittlung des Abstandes zweier Gesteinsflächen, zwischen die ein Holz eingelegt werden soll, dient das Stichmaß; es besteht aus zwei Holzstäben, die bis auf die gesuchte Länge aneinander verschoben werden. Nach diesem Maß wird das Holz zugeschnitten. Die hierzu benutzte Säge ist eine Bügelsäge; ein Sägenblatt ist in die beiden Enden eines etwa zum Halbkreise gebogenen jungen Buchenstämmchens eingespannt. Der Zimmerling trägt sie in der Grube bequem über der Schulter mit dem Sägenblatt nach vorn. Zur Angabe bestimmter Neigungen dient der Gradbogen (s. Grubeninstrumente, S. 642).

Die Zimmerung in Abbauen beschränkt sich gewöhnlich darauf, während einiger Zeit den Arbeitsraum durch Hölzer offen zu halten, die senkrecht zwischen das Liegende und Hangende (im Flözbergbau auch Sohle und Dach genannt) gestellt werden; sie heißen Stempel oder Bolzen. Durch Einlochen in die Sohle (Fig. 1) steht der Stempel sicherer; ist das Hangende klüftig und soll daher eine größere Fläche durch den Stempel gestützt werden, so legt man daran einen Anpfahl und setzt bei weicher Sohle wohl auch den Stempel auf einen Fußpfahl (Fig. 1a). Ein längerer Anpfahl, unter den mehrere Stempel gestellt werden, heißt Unterzug, ein entsprechend langer Fußpfahl Grundsohle oder Grundschwelle. Ist das Dach gebräch, so muß wie bei der Strecken- und Schachtzimmerung die Dachfläche zwischen zwei Unterzügen durch Verzug gestützt werden. Das sind Schwarten, Bretter, Knüttel oder Stangenabschnitte (letztere auch Spitzen genannt), die auf den Unterzügen unmittelbar am Dache zu liegen kommen. Beim Pfeilerbau (s.d.) muß nach erfolgtem Abbau das Hangende niederbrechen (zu Bruche gehen). Zu diesem Zwecke werden von der Zimmerung im Abbau so viel Stempel herausgenommen (geraubt), bis die Last des Hangenden die übrigen zerdrückt. Das Rauben ist eine gefährliche Arbeit und erfordert genaue Kenntnis der Gebirgsverhältnisse. Da zuweilen die hangenden Schichten unversehens niederbrechen, so werden beim Rauben langgestielte [651] Gezähe verwendet, die ein Arbeiten aus der Entfernung gestatten. Um ein in der Nähe gelegenes Arbeitsort gegen die hereinbrechenden Massen zu schützen, stellt man nach der Bruchseite Bruchstempel. Sie müssen zuweilen dicht nebeneinander gestellt werden; eine solche Reihe Bruchstempel heißt dann Orgel und jeder einzelne Orgelstempel.

Bei der Streckenzimmerung (s.a. Strecke) ist häufig, z.B. im Gangbergbau, nur die Firste durch Ausbau zu verwahren, namentlich dort, wo Abbau über der Strecke stattgefunden hat. Es werden hierbei Hölzer (Firstenstempel) zwischen das Hangende und Liegende (Fig. 2) so eingelegt, daß sie etwas Heiler stehen als die Senkrechte zwischen den beiden genannten Flächen. Findet eine Senkung des Hangenden statt, so wird bei derartigem Einbau der Stempel fester angedrückt, während er bei anfänglich senkrechter Stellung Gefahr läuft, nach unten wegzufallen. Am Liegenden wird mit Schlägel und Eisen eine Vertiefung a, das Bühnloch, ausgearbeitet; es nimmt das Ende des Stempels auf. Am Hangenden wird eine zur Stempelrichtung etwas geneigte ebene Fläche, der Anfall b, hergestellt und der Firstenstempel S, der an dem entsprechenden Ende etwas schräg zugeschnitten wird, zwischen diese beiden Flächen eingetrieben. Bei 20 cm Stammstärke führt man den Sägeschnitt derartig schräg, daß der Firstenstempel oben 2 cm länger wird als unten; man sagt, der Stempel bekommt langes Holz oder Ueberschnittenes. Die Firstenstempel werden in Abständen von etwa Im verlegt; darüber kommen als Verzug Bretter v und hierauf werden zunächst klare, dann auch gröbere Berge B gebracht. Auf denselben finden die Arbeiter im Firstenbau (s.d.) ihren Standpunkt bei der Arbeit. Diese ganze Art des Ausbaues, die in ähnlicher Weise auch beim Strossenbau vorkommt, nennt man auch Kasten, Kastenzimmerung oder Firsten- bezw. Strossenkasten; an ihre Stelle tritt häufig Mauerung oder eiserner Grubenausbau (s. S. 635, Fig. 1). Sind, wie z.B. beim Kohlenbergbau, außer der Firste auch die Stöße zu sichern, so wird Türstockzimmerung angewendet (vgl. Grubenmauerung, Fig. 2), bestehend aus der Kappe K und den Türstöcken im engeren Sinne oder Türstockbeinen T, die auch Stempel genannt werden. Auch hier verwendet man wie bei der Zimmerung in Abbauen bei weicher Sohle Grundsohlen oder Grundschwellen, um den Türstockbeinen ein festes Auflager zu geben, und zwar werden entweder Querschwellen, die dann zugleich das Auflager für die Schienenbahn bieten, oder Längsschwellen an den Stößen entlang verwendet. Die Verbindung von Kappe und zwei Türstockbeinen nennt man auch einen Türstock im weiteren Sinne oder einen Bau und, wenn die Querschwelle dazu kommt, ein Geviere. Gewöhnlich gibt man den Bauen 1 m Abstand und bringt zwischen dieselben und das Gebirge den Verzug, der bei rolligem Gebirge, z.B. Sand, dicht ist; die einzelnen Verzughölzer schließen dann genau aneinander. Bei ganzem Gebirge können Abstände vorhanden sein. Ein Bau einschließlich des zugehörigen Verzuges heißt ein Feld. Leisten die Baue nebst Verzug bei 1 m Abstand dem Gebirgsdrucke nicht ausreichenden Widerstand, so werden zwischen die Baue noch Hilfsbaue gestellt, ja, es kommt vor, daß Bau an Bau gesetzt wird und der Verzug dann in Wegfall kommt; diesen Ausbau nennt man ganze Schrotzimmerung oder ganzen Schrot. Die Verbindung von Kappe und Türstockbein erfolgt durch Ueberblatten oder durch Schar. Beim Ueberblatten führt man in der Kappe, um die Stärke des Türstockbeines von den Enden entfernt, je einen Sägeschnitt, das Eingeschnittene oder Eingeschneide, einige Zentimeter tief und spaltet mit dem Beil von den Hirnenden aus einen Abschnitt des Rundholzes weg, so daß eine ebene Fläche, das Blatt, entsteht, mit dem die Kappe auf dem Türstock liegt. Das Eingeschneide hindert zugleich, daß der Türstock durch Druck vom Stoße her in die Strecke hineingeschoben wird. Bei der Verbindung durch Schar erhält das Türstockbein[652] am oberen Ende durch zwei Sägeschnitte, die eine stumpfe Keilnut bilden, eine sichere Auflagerfläche für die rund belassene Kappe. Damit bei dieser Verbindung das Türstockbein nicht unter der Kappe weg durch Seitendruck in die Strecke hineingedrückt wird, schlägt man vor dasselbe in die Kappe einen Harken Nagel mit breitem Kopfe, Vorschlag genannt, oder man legt unter der Kappe zwischen die beiden Türstockbeine eine schwache Spreize ein. Ist Schub (d.i. Druck in der Streckenrichtung) zu befürchten, so werden zwischen die Kappen und Türstockbeine der benachbarten Baue schwache Hölzer, Streben genannt, eingetrieben. Unter sehr starkem Drucke stehende Türstöcke können durch einen Mittelstempel verstärkt werden, ein Holz, etwa von der Stärke der Türstockbeine, das senkrecht unter die Mitte der Kappe gestellt wird; falls die Mitte der Strecke frei bleiben muß, wie bei eintrümigen Strecken, kann die Unterstützung der Kappe durch Einbau von Sparren erreicht werden, zwei schräg gegeneinander geneigte Hölzer, die unter die Mitte der Kappe greifen und sich gegen die Türstockbeine, in die sie etwa in halber Höhe eingelaufen sind, stützen.

Die Schachtzimmerung (Schachtausbau in Holz) sollte in tiefen Schächten zurzeit nur als vorläufiger Ausbau während des Abteufens Verwendung finden, bevor der Schacht ausgemauert wird (s. Grubenmauerung), da bei endgültiger Schachtzimmerung das Auswechseln von Hölzern den Betrieb empfindlich dort. Schächte, deren Betriebsdauer voraussichtlich eine kürzere sein wird, z.B. wenig tiefe Schächte im Braunkohlenbergbau, Zwischenschächte zur Verbindung verschiedener Abbausohlen u. dergl. werden endgültig ausgezimmert. Die Schachtzimmerung besteht ähnlich wie die Streckenzimmerung aus den Bauen (Schachtgeviere oder Jöcher genannt) und dem Verzüge, am Harz auch Ausladeholz oder Aufgeher genannt. Die Schachtgeviere haben bestimmten Abstand; um diesen zu erhalten, werden senkrecht zwischen dieselben Bolzen gestellt. Diese Art des Ausbaues heißt Bolzenschrotzimmerung (Fig. 3 und 4). Legt man bei starkem Gebirgsdruck Joch auf Joch (der Verzug kommt dann in Wegfall), so heißt der Schachtausbau ganzer Schrot oder Schrotzimmerung. Schachtzimmerung eignet sich am heften für den rechteckigen Schachtquerschnitt; bei kreisförmiger Schachtscheibe erhalten die Jöcher die Form eines Vielecks (vgl. Fig. 5), der Ausbau heißt danach Polygonbau oder Vieleckszimmerung und ein Schachtjoch auch Schachtring. In Fig. 5 besteht der Ring aus 12 Ringstücken C, die durch verschraubte Laschen l verbunden sind; derselbe liegt auf Tragestempeln T (s. weiter unten), v ist der Verzug. Der Ausbau in Reisen oder Zweigen aus biegsamem Holze (sogenannte Reifenschächte) oder mittels faßähnlicher Zylinder, deren Enden durch Schachtringe aus Holz verstärkt sind (Faßzimmerung), wurde nur für enge Schächte angewendet und ist veraltet. Den Einbau der Bolzenschrotzimmerung in einen rechteckigen Schacht zeigen Fig. 3 und 4. In die langen Schachtstöße sind Tragestempel T eingebühnt; auf diese kommt ein Schachtjoch C, Hauptjoch genannt, zu liegen; es besteht aus zwei längeren und zwei kürzeren Hölzern (Schenkel), die der Länge der Schachtstöße entsprechen, jedoch noch Platz für den dichten Bretterverzug v lassen. In den Schachtecken sind die Gevierehölzer überblattet. Dienen, wie das zuweilen vorkommt, die Tragestempel zu gleicher Zeit als kurze Jochhölzer, so heißt das Joch Tragejoch. Auf das Hauptjoch, das zunächst durch Keile gegen die Schachtstöße oder durch Anklammern an die Tragestempel in seiner Lage erhalten wird, Hellt man zunächst die Bolzen G und verlegt auf diesen die Hölzer des nächsten Joches (Hilfsjoch); sodann wird durch das Eintreiben weiterer Bolzen der Anschluß an das obere Hauptjoch erreicht. Dann werden die Verzugbretter v zwischen die Jöcher und die Gesteinsstöße gebracht und durch Keile festgelegt. Der Einbau von Wandruten D und Einstrichen (am Oberharz Kneiper) E gibt eine festere Verbindung der Jöcher untereinander; man sagt, der Schacht wird verwandrutet. Die Wandruten sind starke kantige Hölzer, die in den Schachtecken und bei langen Schächten auch zwischen den einzelnen Trümern an den langen Stößen senkrecht stehen; sie werden durch wagerechte Hölzer, die Einstriche, fest gegen die Jöcher gedrückt. Diejenigen Wandruten, die im Schachte übereinander stehen, bilden je einen Wandrutenstrang; in bestimmten senkrechten Abständen werden auch diese auf besondere Tragestempel gestellt. In flachen Schächten wird die Zimmerung entsprechend ausgeführt, nur daß die Jöcher senkrecht zur Schachtneigung stehen; zur Führung der Tonnen (s. Schachtförderung) macht sich am Liegenden der Bau der Tonnenstraße erforderlich, der wagerecht auf den Einstrichen befestigte Tonnenfach- oder Dumpfhölzer zur Unterlage dienen. In losem Gestein würde das Einbauen von Tragestempeln wenig Zweck haben; man hängt deshalb in solchen Fällen die Schachtzimmerung an Tragebalken oder Sprengwerke, die über Tage verlegt werden, vorläufig mittels eiserner Gestänge oder Seile auf, bis man mit dem Abteufen in festere Gesteinsschichten gelangt, in denen Tragestempel sicheres Auflager finden.

In rolligem Gebirge, z.B. in Sand, ist es nicht möglich, zuerst einen oder einige Meter Schacht abzuteufen und dann mittels Bolzenschrotzimmerung auszubauen. Es muß vielmehr in diesem Falle die Getriebezimmerung angewendet werden. Nach ihrer Fertigstellung unterscheidet sie sich bis auf das Fehlen der Tragestempel nicht wesentlich von der Bolzenschrotzimmerung mit dichtem Verzüge (Fig. 3 und 4), jedoch die Herstellung erfolgt mit vorbereitetem Material in andrer Weise. Die Jöcher sind durch gegenseitiges Verklammern bis zu dem auf der Oberfläche liegenden Tagejoche – das aus längeren Hölzern besteht – aneinandergehängt. Nachdem auf der Schachtsohle ein Joch verlegt und gegen die Verzughölzer des Feldes durch starke Keile festgelegt ist, werden zunächst, um das Nachfallen des Gebirges aus den Schachtstößen zu verhüten, die neuen Verzugpfähle absatzweise vorgetrieben und unter ihrem Schütze der Boden ausgeschachtet. Dabei muß die Lage der Verzugpfähle eine nach außen geneigte sein. Das Maß, um das nach vollständigem Vortrieb der Pfähle eines Feldes deren untere Enden nach außen gegen die oberen Enden vorstehen müssen, damit ein neues Joch verlegt werden kann, nennt man die Pfändung. Nachdem sie auf die halbe [653] Länge vorgetrieben sind, wird gewöhnlich ein Hilfsjoch verlegt, das allseitig um die halbe Pfändung größer ist als die Schachtjöcher; auf diese Weise wird die richtige Innehaltung der Pfändung besser gewährleistet. Nachdem die Verzugpfähle um die ganze Länge vorgetrieben worden sind, kann ein neues Schachtjoch verlegt werden. Die Ausführung der Getriebezimmerung erfordert große Geschicklichkeit; sie wird durch Wasserzuflüsse erheblich erschwert (vgl. Schachtabteufen).

Literatur: Außer den Werken über allgemeine Bergbaukunde (s.d.): [1] Sickel, C.A., Die Grubenzimmerung, 2 Bde., Freiberg 1873. – [2] Bansen, H., Der Grubenausbau, Berlin 1906.

Treptow.

Fig. 1., Fig. 1a., Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4., Fig. 5.