Glückauf, Jg. 76, No. 18

GLÜCKAUF

Berg- und Hüttenm ännische Zeitschrift

Nr. 18 4. Mai 1940 76. Jahrg.

Die Frage d er H e b u n g e n bei B oden b ew eg u n g en infolge Bergbaues.

Von P ro f e sso r Dr. K. O b e r s t e - B r i n k , Essen.

Die Frage, ob bei B o d e n b e w e g u n g e n infolge B ergbaues H e b u n g e n st a tt fin d e n können , ist, seitd em B u n t z e l 1 sie

— w o h l zum erste n Male im Schrifttu m — im J a h r e 1911 a ngeschnitten hat , nicht w ie d e r zur R u h e g e k o m m e n , nam entlic h n achdem B u n t z e l 2 u n d G o l d r e i c h 3 sie im J a h r e 1913 b ejahte n. S p ä te r sp rach en sich nam entlic h L e h ­ m a n n 4 u n d in n e u e re r Zeit Q u i r i n g 5 u n d K a m p e r s 6 f ü r B o d en h eb u n g en aus, w ä h r e n d G r o n d 7 u n d d e r V e r f a s s e r 3

sie ableh nten. . .

H e b u n g e n am R a n d e v on Sen k u n g sm u ld en . B u n t z e l h a t bei se iner V erö ffe n tlic h u n g im J a h r e 1911 lediglich festgestellt, d a ß durch H ö h e n m e s s u n g e n bei B o d e n s e n k u n g s b e o b a c h t u n g e n in, O b e rsc h le sie n eine h ö h e r e Lage vo n F e s t p u n k te n am R an d e von S en k u n g sm u ld e n e rm itte lt w u rd e . E r hielt dam als die v o rliegenden U n t e r ­ lagen nicht f ü r ausreic hend, um b eurteilen zu kö n n en , ob es sich um w irkliche H e b u n g e n o d e r um F ehle r d e r H ö h e n ­ m e ssu n g e n o d e r um sch ein b are H e b u n g e n infolge S e n k u n g des A u s g a n g s p u n k t e s d e r H ö h e n m e s s u n g e n h andelte . In d e r Beilage zur F estschrift zum B e rg m a n n s ta g in Breslau 1913 h a t sich Buntzel a b e r noch ei nmal m it d e r F r a g e b e f a ß t u n d ist dam als zu d e r E rk en n tn is g e k o m m e n , »daß an den R ä n d e rn d e r d u rc h S p ü lv e r sa tz a b b a u h e r v o r ­ g eru f e n e n S en k u n g s m u ld e n tatsächlic h zu w eilen scholle n­

a rtig e H eb u n g e n d e r E rd o b e r f lä c h e Vorkommen«. Die g r ö ß t e von Buntzel an g eg eb en e H e b u n g b e l ä u f t sich auf 150 mm , in zwei w eiteren F ä lle n w e r d e n 60 u n d 70 mm fe s tg e ste llt, im allg em ein en ü b ers ch reiten die H e b u n g e n 40 m m a b e r nicht.

G o l d r e i c h k a m in ers ter Linie auf G r u n d th e o re tisc h e r E r w ä g u n g e n zu der A n n a h m e a b so lu te r H e b u n g e n am R an d e v on S e n k u n g sm u ld e n . Bekanntlic h b e r u h t seine B o d e n s e n k u n g s t h e o ri e auf d e r R e b h a n n sc h e n T h e o r i e vo m E r d d ru c k . D e r ü b e r d e m A bbau liegende G ebirgsblock w i r d von G o ld re ic h als S tü tz m a u e r a u fg e f a ß t, die ü b e r dem A bbau im D eck g eb irg e sen k rech t nachsinkt, w obei die Schichten des D eckgebirges zunächst an einer B e g re n z u n g s ­ ebene, die zw ischen d e r »gefährlichen« B öschung des aktiv en E r d d r u c k e s u n d d e r natürlichen B ö sc h u n g liegt, ab ru tschen . In dem A ugenblick je doch, in d e m d e r M i tte l­

block z u r Ruhe kom m t, w i r d d e r pass iv e E r d d r u c k R e b h a n n s a usgelöst, d e r d a s Bestr eben hat, T eile des

1 B u n t z e l : Über die in Oberschlesien beim Abbau mit Spülversatz beobachteten Erdsenkungen, Z. Berg-, H ütt.-u .S al.-W es. 59 (1911) S . 333.

2 B u n t z e l : Über die in Oberschlesien beim Abbau mit Spülversatz beobachteten Erdsenkungen, Beil. Festschr. Bergmannstag Breslau 1913 S . 77.

3 G o l d r e i c h : Theorie der Bodensenkungen in Kohlengebieten, Berlin 1913.

4 L e h m a n n : Bewegungsvorgänge bei der Bildung von Pingen und Trögen, Glückauf 55 (1919) S. 936.

5 Q u i r i n g : Hebungen am Rande und im Innern bergbaulicher Senkungsmulden, Z. Berg-, H ütt.-u .S al.-W es. 86 (1938) S . 413.

6 K a m p e r s : Hebungen am Rande bergbaulicher Senkungsmulden infolge Aufwölbungen von Sattelkuppen. Kohle u. Erz 36 (1939) Sp. 521; Über Aufwölbungen am Rande und im Innern bergbaulicher Senkungsmulden, Techn. Bl. (Düsseid.) 30 (1940) S . 31.

7 G r o n d : Gebirgsbewegungen beim Steinkohlenbergbau, Diss. Münster 1926 S . 39.

8 O b e r s t e - B r i n k : Markscheidewesen und Bergschadenkunde, Mitt- Markscheidewes. 37 (1926) S. 34; Das Wesen des Bewegungsvorganges bei Bodensenkungen infolge von Einwirkungen des Bergbaus, Glückauf 65 (1929) S. 128.

D eckgeb irges rü ckw ärts in die H öhe zu schieben. Diese R ück w ärtsb ew eg u n g e r f o l g t u n te r d e r V oraussetzung des W egfalles d e r Kohäsion zw ischen den W inkeln y = 45°

ß ^ß

+ 7^ u n d 8 = 4 5 ° — w obei ß d e r natürliche B ösc hungs­

winkel ist (Abb. 1). Die F olge diese r R ü c k w ä r tsb e w e g u n g ist eine H e b u n g d e r T agesoberflä che. Je g r ö ß e r d e r n a t ü r ­ liche Böschungswinkel ist, desto w eiter w i r d die g e ­ schild er te W ir k u n g reichen. G old reich w u r d e in se iner Ansicht durc h eine E is e n b a h n -H ö h e n m e ssu n g bestärkt, die an den R än d e rn einer S enkungsm uld e H e b u n g e n von H öhenpunkten bis zu 0,297 m G rö ß e auswies. Auch in jü n g e r e n V e rö ffe n t li c h u n g e n 1 stellt sich G old reich auf den S tandpunkt, daß absolute H e b u n g e n beim Boden­

b e w e g u n g s v o rg a n g stattfinde n, die a u f die selbe Weise er k l ä r t w e rd e n wie im Ja h r e 1913. A lle rdings sind sie wesentlich kle iner u n d b e tra g e n im H öchstfälle n u r 0,06 m.

a ' b '

f/o z c

K o h le n g e b irg e

Abbau d

a b

Abb. 1. D e r H e b u n g s v o r g a n g nach G o l d r e i c h .

L e h m a n n 2 le hnt 1919 die th e o retisch en E rk l ä ru n g e n G old re ichs f ü r die H e b u n g e n ab, absolute H e b u n g e n selbst w e rd e n a b er auch von ihm nic ht bestritten. Er e r k l ä r t die E rscheinung w ie fo lgt: »Ich m öc hte in dem B e w e g u n g s ­ v o r g a n g einen klein en F altenw urf sehen, w o b e i die Ü b e r­

h ö h u n g den w e n n auch n u r sc hw achen Sattel zur S e n k u n g s ­ mulde darstellt. D abei m a g eine g erin g e D r e h b e w e g u n g mitspielen, die erklärlich w ird, w e n n m a n den s in k en d en K ö rp er als eine Schicht betrachte t, die sich w ie ein in d e r Mitte belastetes Brett du rc h b ie g t und sich dabei a u ß e rh a l b d e r A u fla g e r u n g sp u n k te als G e g e n w i r k u n g nach oben w ö lb t (Abb. 2). Auch die A n n ah m e w ü r d e g e re c h tfe rtig t e r ­ scheinen, daß sich d e r V e rb a n d d e r Schichten mit dem

Sattel

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. vor derA b sen ku n g -—gP‘‘* ~ 1 J *~*

| Drehpunkt Aufwölbung JÜberhöhung)

Drehpunkt1 Aufwölbung

(Überhöhung;

" übsen]^*’

/’e'osungsztine'*

Einbiegung+

Abb. 2. D e r H e b u n g s v o r g a n g nach L e h m a n n .

1 G o l d r e i c h : Die bergbauliche Beeinflussung der Tagesoberfläche, Montan. Rdsch. 29 (1937) S. 1; Die Erdbewegungen im Kohlenrevier, Schlägel u. Eisen (Brüx) 35 (1937) S. 123.

2 a . a . O . S .936.

249

2 5 0 G l ü c k a u f Nr . 18

A bsin ken an den Bruchflächen entlang teilw eise od e r völlig löst, w o d u rc h die v o r h e r g e b u n d e n e S p a n n u n g frei wird u n d als E x p a n s i o n s k ra ft nach d e r R ic htung des ge rin g ste n W i d e rsta n d e s, also nach oben, strebt.«

Q u i r i n g b e s c h r ä n k t die H e b u n g e n auf solche Fälle, bei denen ü b e r den A b b au räu m en feste Schichten liegen.

E s k o m m t d a n n nach seiner A u f f a s s u n g u n t e r W a h r u n g des Z u s a m m e n h a n g e s ü b e r dem A b b a u zu einer D u rc h b ie g u n g d e r Schichten, bei d e r den S e n k u n g e n im Inner n der S e n k u n g sm u ld e H e b u n g e n am Rande g eg e n ü b e rs te h e n . S chem atisch-theore tisch läßt sich nach Q u irin g der V o rg a n g so erklären, w ie die Abb. 3 veran sch au licht. D er sich ein­

bie g en d e Q e s te i n s k ö rp e r ist in eine nörd lic he u nd eine südliche Schrä gscholle aufgeteilt, die d urch K ip p u n g im P re s su n g sd re ie c k D ruck u n d an den M u l d e n r ä n d e r n bei d e r K ip p u n g H e b u n g u n d Z e r r u n g verur sachen.

¿.Zerrung ;

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¡Schräg

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Abb. 3. D er H e b u n g s v o r g a n g nach Q u i r i n g . Q u irin g k o m m t, indem er von dem in d e r Abb. 4 d a r ­ gestellte n Beispiel a usgeht, bei dem er eine ab so lute H e b u n g von 0,33 m an nim m t, zu dem E rgebnis, d aß bei dem E n tste h e n b erg b au lich er S e n k u n g sm u ld e n in festem G ebirge mit R a n d h e b u n g e n zu rech n en ist, die e tw a 5 —15 p/0 der g r ö ß t e n S e n k u n g e n b etragen. Es w ü r d e n also am Rande von S e n k u n g sm u ld e n von 5 m Tiefe, wie sie in B e r g b a u ­ bezirken nicht g e ra d e selten sind, H e b u n g e n von 0,25 bis 0,75 m H ö h e zu e rw arten sein. Im einzelnen stellt Q uiring folgendes fest: Die H e b u n g s z o n e liegt zwischen dem durch den »Senkungsw in kel« von 7 5 - 8 5 ° bestim m ten M u ldenrand un d dem » A bbauw irkungsw in kel«, d e r nach dem oben a n ­ g e fü h r te n Beispiel 36° beträgt. Die S en k u n g sz o n e ist desto breiter, je b reiter die S en k u n g sm u ld e ist u n d je tiefe r d e r A b b a u u m g e h t. G e h t beispielsw eise ein w eitflä chiger B erg­

b au in 1000 m T ie fe um, so liegt d e r R and der S e n k u n g s ­ m ulde in etwa 200 m h o rizo n taler E n tf e rn u n g vom Rand des A b baues. Die H e b u n g s - u n d A u fw ö lb u n g sz o n e k a n n dagegen, en tsp rech en d der Breite d e r Senku n g sm u ld e, bis zu 1500 m horizonta l ü b e r den A b b a u ra n d hinausreichen. Die R a n d ­ h e b u n g ist mit Z e rr u n g e n q u er zur A u fw ölbungszone, also

q u e r zum R a n d d e r S enkungsm ulde, v e rk n ü p f t. D as Maß d e r Z e r r u n g ist a b h ä n g i g von der H ö h e u n d Breite d e r H eb u n g sz o n e . Im G e g e n s a tz zu den im Innern der S e n k u n g sm u ld e n fe s tstellbaren H e b u n g e n e rfo lg t die R a n d ­ h e b u n g nicht nachträ glich, s o n d e r n gle ic hzeitig mit d e r Ein ­ bie g u n g d e r S e n k u n g sm u ld e .

Die jü n g s te sich mit H e b u n g e n beim B o d e n b e w e g u n g s ­ v o r g a n g b efas sende A b h a n d lu n g s t a m m t von K a m p e r s , d er sich a b er auch schon 1939 m it d e r E rs c h e i n u n g b e ­ f a ß t hat. Die Abb. 5 un d 6 g e b e n n ach d e r A b h a n d lu n g aus dem J a h r e 1940 seine A u ffa ss u n g ü b e r d en H e b u n g s ­ v o rg a n g wie der. E r ist d e r Ansicht, »daß die die a b g e b a u te n Flöze ü b e rl a g e rn d e n Sandstein sc hic hten in folge ihrer elastischen E igenschaften allm ählich z u s a m m e n g e b o g e n w erden, w o d u rc h die S a tt e lk u p p e u n te r g e w iss e n n äh er bezeichnete n V o ra u sse tz u n g e n ü b e r t a g e eine ge rin g e H e b u n g h e rvorruft. Diese Z u s a m m e n b i e g u n g ist ihrerseits w ieder durc h die u n g e h e u r e n D r u c k a n r e i c h e r u n g e n bedingt, die g e ra d e im In nern einer a b g e b a u t e n bzw . in A b b a u beg riffen en Flözm ulde he rr sc h e n un d bei ih r e r allmählichen E n tsp a n n u n g sich nach allen Seiten a u s w ir k e n d auch auf die M uldenflügel einen k räf tig en S eitendruck ausüben.«

Aufwölbung Senkungsmu/de Senkungsmu/de f —

^ — s Zusammenpressung der Saffe/f/üge/ u.

Herauspressung der Satte/kuppet

~"'±.ed Konzentrische Druckanreicherung Exzentrische Entspannung

Abb. 5. Sc hem atisc hes Profil für die beid erseitig e A uf­

w ö lb u n g einer S a tte lk u p p e bei ü b e r w ie g e n d elastischen Sandstein sc hic hten infolge A b b a u e s zw eier Flözm ulden

(nach K a m p e r s ) .

/ — Einseitige Herauspressung der Satte/kuppe oc Eimvirkungswinkei fü r die Hebung

Abb. 6. Sc hem atisc hes Profil für die einseitige A u fw ö lb u n g einer S a tte lk u p p e bei ü b e rw ie g e n d elastischen S a n d s t e in ­ schichten infolge intensiven A b b a u e s eines dem Sattel

g e g e n ü b e r liegenden M uldenflügels (n ach K a m p e r s ) . W i rd , wie Abb. 6 andeutet, n u r a u f einer Seite ei ner M ulde a b g e b a u t, d e r Sattel also u n te r einseitig en D ru c k gesetzt, so k a n n sich nach K am p ers die A u fb ie g u n g auch auf den S attelg e genflü gel e rs treck en u n d hie r w e itre ic h e n d e H e b u n g e n d e r T a g e s o b e rf lä c h e herv o r ru fe n , w elch e in d e r Abb. 6 schematisch w ie d e rg e g e b e n sind.

Mit d e r W i d e r le g u n g d e r H e b u n g s th e o r ie von G o l d - r e i c h h a t sich schon E c k a r d t 1 und, w ie o b e n b e m e rk t, s p ä te r auch L e h m a n n be fa ßt. Beide w eisen m it vollem R echt d arau f hin, d aß bei B o d e n b e w e g u n g e n infolge B e rg ­ b aues n u r ein Z u w a n d e r n von B odente ile n zum Innern von S en k u n g s m u ld e n fe stgestellt w o r d e n ist, a b e r nie mal s eine

1 E c k a r d t : Der Einfluß des Abbaues auf die Tagesoberfläche Glückauf 50 (1914) S.455.

o N

“ 1 I I--- 1--- 1--- 1---1---1--- 1--- 1--- 1--- 1--- 1--- 1--- 1--- 1--- 1--- -1

16,2 16,4 16,6 16,8 17,0 17,2 17,4 17,6 176 km

^ 53 S; S5 §

^ ^ 1 T urspn Lage der Bahnlinie 1889____________

I 1. \ \ i 4 i . 4 s. i fc * 4 A

kein Abbau

A bb. 4. V e r ä n d e r u n g d e r H ö h e n la g e einer q u er zu einer b erg b au lich en S e n k u n g s m u ld e v erlau fen d en E is e n b a h n ­ s t re c k e im R u h r k o h le n b e c k e n von 1889 bis 1927 (nach

Q u i r i n g ) .

4. Ma i 194U G l ü c k a u f 251

B ew eg u n g rü ck w ärts, w as die th e o re tisc h e A n n ah m e G o ld ­ reichs unmöglic h ma cht. Die Ansicht L e h m a n n s von der H e b e lw ir k u n g w ird 1926 von G r o n d b e h a n d e lt und ihre Richtigkeit bestritten. Ihr ste h t a u ß e r den von G r o n d g e ­ nannten G rü n d e n m. E. auch entgegen, d aß schon die den Z u s a m m e n h a n g u n te rb in d e n d e K lü ftigkeit d e r Geste ine einem zu w eit g e h e n d e n Vergleich mit einer sta rre n Platte oder einem Balken un d dam it einer H e b u n g bei K ip pung widerspricht. W ä r e die Ansicht Q u i r i n g s von der Schräg- s c hollenkippung richtig, so h ätte ir g e n d w o in einem Stein­

kohle nbecken an d e r unte ren G re n z e der g e k ip p te n S ch rä g ­ schollen schon einmal eine A blösungsflä che angetroffen sein müssen. Eine so lch e ist, o b w o h l man nachträglich se h r häufig d e rartig e Stellen in Ste in k o h len g e b ieten d u rc h ö r te rt hat, bisher a b er nie mals festg estellt w o rd en . N am en tlich bei den von Q u iri n g a n g e fü h r te n a u ß ero r d en tlich g ro ß e n H e b u n g s m a ß e n h ätte n sich solche E rscheinungen zeigen müssen. D er Ansicht K a m p e r s w id erspric ht, daß auch bei seiner T h e o ri e an der T a g e s o b e rf lä c h e vo m Inner n der Senku n g sm u ld e rü c k w ä rts gerichtete B ew egungen auf- tr ete n müssen, die man ab e r an Beobachtu ngslinie n niemals nachgew ie sen h a t (vgl. z. B. die einer A b h a n d lu n g von K e i n h o r s t 1 en tn o m m e n e Abb. 7, in d e r zwei S e n k u n g s ­ mulden n e b e n e in a n d e r liegen).

13 12 11 10 3 9 _{7 S}

Abb. 7. Die B o d e n b e w e g u n g e n in einer S en k u n g sm u ld e nach K e i n h o r s t .

Schon aus th e oreti schen E rw ä g u n g e n sind also H e b u n g e n unwahrscheinlich. D er V erfass er hat a b er auf G r u n d eines u m fangreichen H öhen m ess u n g sm aterials, wie schon f r ü h e r, nochmals auch eine a u f Beobachtungen be­

ru h en d e P r ü f u n g vorg en o m m en , ob beim B o d e n b e w e g u n g s­

v o r g a n g absolute H e b u n g e n eintreten. Diese U n ters uchung, die übrigens in keinem Falle ein H ö h e rlie g e n von M es su ngs- p unkte n um m e h r als w enig e Z entim eter ergab, hat ihm e r n e u t bestätigt, daß solche H e b u n g e n nicht stattfin de n.

W e n n es auch im R ahm en die se r A b h a n d lu n g nicht möglich ist, säm tliche U n te rs u c h u n g se rg e b n isse a n z uführen, so soll doch w enigstens ein b e m e r k e n s w e r te r Fall angeblic her H e b u n g e n am Rande einer S en k u n g sm u ld e etw as ausführli cher b e h a n d e lt w erden. E r betrifft in jü n g s te r Zeit d u rc h g e f ü h rte B e o b a c h tu n g s m e ss u n g e n ü b e r einem A bbau in d e r E m sc her-M ulde in einer T e u fe von 2 0 0 - 2 5 0 m dicht u n te r d e m D ec k g e b irg e , das eine M ächtigkeit von rd. 200 m hat. In den M onaten Juli, S epte m ber, N o v e m b e r und D e z e m b e r 1939 sow ie F e b r u a r 1940 w u r d e eine Reihe g u t v e r m a r k t e r F e s t p u n k te bestim mt, w o b ei man die aus d e r n ach steh en d en Z ahle ntafel zu e rs e h e n d e n sc heinbare n H e b u n g e n bis zu 19 mm G r ö ß e festg estellt hat.

Punkt

238 280 320 360 400 438 482 525

H öhenlage in m Juli Sept. Nov. Dez. ! Febr.

1930 | 1939 1939 [ 1039 | 1940 40,279

40,420 40,296 40,515 40,906 41,159 42,273

40,279 40,397 40,300 40,520 40,911 41,159 41,192 42,274

40,286 40,361 40,309 40,490 40,411 41,162 41,197 42,279

40,279 40,363 40,313 40,484 40,907 41,165 41,196 42,276

40,277 40,363 40,315 40,491 40,909 41,170 41,198 42,276

H öhenunterschie de g e g en ü b e r d e r Anfangslage

in mm 7. 9.

1939

9. 11. ! 11. 12. | 12. 2.

1939 | 1939 | 1940

— 23 + 4 + 5 + 5

+ 7

- 59 + 13 + 1 7 - 25 — 31

— — 2

- 5 7 - 57

+ 1 + + 5

+ 3 + 5 6

+ 1 + 6

+ 4 + 3

+ 19

— 24 + 3

+

+ 6

+ 3

1 K e i n h o r s t : Bei Bodensenkungen auf tretende Bodenverschiebungen und Bodenspannungen, Glückauf 64 (1928) S . 1144.

liegt, wieder. An den P u n k te n 280 u n d 360 sind nachträ glich Änderungen v o rg e n o m m e n w o r d e n ; sie m üsse n d a h e r bei der Betr achtu ng auss cheiden. N am entlich bei den P u n k te n 320 und 438 zeigte sich eine im Laufe d e r Z eit stets w achsende H öhenlage, die eine H e b u n g vortäuschte. Nun w aren aber neben den H ö h e n m e s s u n g e n gle ichzeitig auch H o rizontalm essungen d u rc h g e f ü h rt w o rd e n , die an d e r für die H eb u n g en in F ra g e k o m m e n d e n Stelle auf etw a 40 m Länge Z e rru n g e n bis zu 19 mm G r ö ß e e rg a b e n , die die Abb. 8 ebenfalls veranschaulicht. Auch bei ta tsächlich v o r ­ liegenden H ebungen w ü rd e n diese D e h n u n g e n erklärlich sein, eine U n te rs u c h u n g auf die S tan d festig k eit des A us­

g a n g sp u n k te s der H ö h e n m e s s u n g e n e r g a b a b er schon bald, daß er in bergunsic herem G e lä n d e lag u nd d aß h ie ra u f die angeblichen H e b u n g e n zu rü c k z u f ü h re n w are n.

525 (

■ *5 -119

-TAG ,5 r r - y -

* 5

^ 2 -

+ 10 + 11

982 9 3 8 3 6 0 3 2 0 280 236 ₂₀₀

Abb. 8. Z e rru n g e n in einem angeblic hen H e b u n g s g e b ie t au f dem Rande einer S enkungsm uld e im Ruhrk ohle nbecken.

Ein zweites Beispiel behandelt eine sc heinbare H e b u n g in Oberschlesien, über die mir U n te rl a g e n zur V erfü g u n g gestellt w o rd en sind. Hier w u rd e n in den J a h r e n 1914 bis 1919 über einem in den J a h r e n 1915 bis 1917 g e fü h r te n A bbau B e obachtungsm essungen v o rg en o m m en , die in den Jahren 1914 bis 1916 die in Abb. 9 darges tellte h ö h e re Lage der M es su n g sp u n k te bis zu 4 cm e rgaben. D er Abbau k onnte kaum vor Mitte 1915 E in w ir k u n g e n auf die T a g e s ­ oberfläche ausüben. Es zeigte n sich a b er schon bei der W ied erh o lu n g der H ö h i n m e s s u n g im April 1915 H e b u n g e n , die sich, wie aus der nachstehenden Zahle ntafe l herv o r g e h t, bis in das J a h r 1916 hinein s tä n d ig v e rg r ö ß e rte n .

+1113/,

B. 7tr

Abb. 9. Angebliche R a n d h e b u n g e n ü b e r einem A b b au in Oberschlesien.

Zeitpunkt d er Messung

Abweichung von d er

in mmv o rh e rg e h e n d en Messung bei Punkt

272 273 274 275 276 277 278 1 279 280

August 1914 . |

April 1915 . . + 16 + 20 + 18 + 14 + 16 + 16 + 12 i - + 18 O kto ber 1915 + 3 — 5 + 3 + 4 + 8 + 6 — — + 3 Juli 1916 . . . + 19 + 27 + 14 + 17 + 9 + 15 — 1 + 2 9 + 12 insges. + 38 + 42 + 35 + 35 | + 33 1 + 37 + 12 + 2 9 + 33

Abb. 8 g ib t die Lage d e r H ö h e n p u n k t e auf dem R an d e d e r S en k u n g sm u ld e, die in d e r A b b ild u n g w e ite r rechts

N achträglic h e r g a b sich ab er, d aß die H ö h e n la g e des A nschlu ßpunktes unsicher w ar. W i r d sie b e ric h tig t un d , wie in d e r nächsten Z ahle ntafel gesc h e h e n , die H ö h e n m e s s u n g en tsp re c h e n d um g e re c h n e t, so e rg eb en sich schon w ese ntlic h g e rin g e re »H eb ungen«, die je tz t im H öchstf all nur noch 22 mm b etragen.

252 G l ü c k a u f Nr . 18

Zeitpunkt d er Messung

272

Abweichung von d e r v o rhergehenden Messung in mm bei Punkt

273 j 274 | 275 1 276 277 | 278 279 , 280 August 1914 .

April 1915 . . Okto ber 1915 Juli 1916 . .

+ 4 + 6 + 9

+ 8

— 2 + 16

+ 6 + 5 + 5

+ 1 + 3 i - f 3 — 1

! + 7 + 10 1 4- 9 —

| + 7 | ± 0 + 5 — + 1 1 1 00 MM insges. + 19 + 22 + 16 | + 15 1 + 13 ' + 17 — 1 + 8 -

N un ist aber festgestellt, d aß die M es su n g vom Juli 1916 zwischen den P u n k te n B l — 280 — 272 — B l eine g ro ß e A bschlu ßdifferenz aufw ies; sonst w ä re n die H e b u n g e n schon dam als pra ktisch au sg eglichen gew esen. Im Jahre 1917 geriete n säm tliche P u n k te leider u n te r die E in w ir kung des A bbau es, so d aß von die sem Z e itp u n k t an Erm ittlu ngen hinsichtlich der H eb u n g e n nicht m e h r möglich sind.

W o scheinbare H eb u n g e n be o b a c h te t w u rd en , e rgab sich bei einer P rü f u n g der H ö h e n m e s s u n g e n un d d e r Lage ihrer A u sg a n g sp u n k te in den von mir u n te rsu c h te n Fällen jedenfalls stets, daß sie auf vermeidlichen o d er u n v e r ­ meidlichen Fehle rn be ru hten. Auch K e i n h o r s t , d e r bei se iner obengenannten A b h a n d lu n g aus dem Ja h r e 1928 nichts von B o d enhebungen erw ähnt, bestätig t mir auf A nfrage noch einmal ausdrücklich, d aß das um fangre iche H ö h en m ess u n g sm aterial der Em sch erg en o ssen s ch aft in Essen bis heute kei nen A nhaltsp u n k t für das Vorliegen von H eb u n g e n gelie fe rt hat. Ich h abe auch in keinem Falle festzustellen verm ocht, daß die von Q u irin g a n g eg eb en en B eziehungen zwischen der Tiefe von S enkungsm ulden, der Tiefe o d er Breite des A bbaues u nd der G r ö ß e der H e b u n g e n bestehen.

W enn man H eb u n g e n bzw. Änderungen der Lage von H öhen p u n k ten nach oben von g r ö ß e r e m A usm aße beobachtet, ist, wie schon bei dem von G r o n d a n g e fü h r te n Beispiel, stets eine U n te rs u c h u n g am Platze, ob der A u sg a n g s p u n k t der H ö h e n m e ss u n g e n noch standsic her ist o d er die H ö h e n ­ p u n k te selbst eine Ä nderu ng er fahren haben. Bei dem von Q uiring im J a h r e 1938 un d dem von Goldre ich im J a h r e 1913 a n geführten Beispiel hätte dem erfah ren en M es s u n g s ­ s achverstä ndigen schon die g ro ß e Ä nderu ng der H öhenla ge nach oben von 0,33 bzw. 0,30 m, die in keinem B e r g b a u ­ bezirk bei sorgfä ltig a u sg efü h rten H ö h e n m e s s u n g e n am Rande von Sen k u n g sm u ld en durc h B ergbau je nach­

gew iesen w o rd e n ist, zu denken gegeben. Auch ohne die Fälle im einzelnen zu ken nen , kann man annehm en, daß die »Hebungen« nicht auf M es sungsfehlern, sondern zweifellos auf Ä nderu ngen d e r F estp u n k te, d. h. einer An­

h ö h u n g der Strecke o d e r dem Absinken des A u s g a n g s ­ pu n k te s der H ö h e n m e s s u n g b e ru h e n müssen. Dem von Q u irin g a n g efü h r ten Beispiel, das eine H e b u n g bis zu 0,33 m zeigt (s. Abb. 4), ko nnte ich nachgehen. In diesem Falle ist aus bautechnischen G rü n d e n nach träglich eine A u fh ö h u n g d e r Strecke erfo lg t, die sich d urch Senkungen infolg e Bergbaues w ie d e r bis a u f das von Q u iri n g a n ­ g egebene H ebungshöchstm aß von 0,33 m v erringerte. Man h ätte also die heutig e H ö h en lag e d e r Strecke nicht mit d erjen ig en aus dem Jahre 1889, so n d ern n u r mit dem Bauprofil nach der A n h ö h u n g der S trecke vergleichen dürfen.

D er Rahmen die se r Arb eit v e r ­ bietet leider, die F ra g e d e r schein­

bare n H eb u n g en am Rande von S enkungsm uld en an H a n d w eiterer Beispiele zu erö r te rn . Es ist aber e rw ünscht, daß dieses P ro b le m von m e ssu n g ssa c h v e rstä n d ig e r Seite noch e in g e h e n d e r g e p r ü f t w ird, w obei auch dem G esic htspunkte A ufm erksam keit zu w id m en ist, d aß die täglichen A bschlußpunkte g r ö ß e r e r H ö h e n ­ messungen in s enkungs freiem Gebie t liegen müssen, wenn scheinbare H e ­ bu n g en nicht a u ftre te n sollen. In manchen Berg baubezirk en w ir d diese F o r d e r u n g sc hw er zu erfü llen sein.

Hebungen im Innern von Senkungsmulden.

A ußer den H e b u n g e n am R an d e von S e n k u n g sm u ld e n bleiben noch die von Q u ir i n g a n g e g e b e n e n H e b u n g e n im Innern von S en k u n g s m u ld e n zu b e handeln, die natürlich nur als relative H e b u n g e n auftreten kö n n en . T h e o re t is c h sind sie bei den im Innern d e r S en k u n g s m u ld e n a u ftreten d en B odenpre ssungen, b e so n d e r s in Sonderf ällen, d e n k b a r wenn auch w e n ig wahrscheinlich. P ra k t is c h sind sie durch H ö h e n m e ss u n g e n bisher nicht n ach g ew iesen w o rd e n , da die durch D ru ck m öglic he rw eise e n t s te h e n d e A u fp re ss u n g im Tiefsten der Mulden w ohl in allen Fällen durc h das Maß der A b s e n k u n g so s t a r k ü b e rtro ff e n w e r d e n dürf te, daß w ä h re n d des B e w e g u n g s v o rg a n g e s selb st eintretende H ebungen nicht zu erk ennen sind. Im allgem einen haben Senkungsm uld en auch die F o rm , d a ß sie vom Rande bis zu einem H ö c h stw e rt im Inner n d e r S e n k u n g sm u ld e stetig zunehm en.

Man w ird sich hüte n müssen, S e n kungsprofile, wie das nach K l o s e 1 in Abb. 10 d arg es tellte vom 17.6. 1909, durch H eb u n g en im Innern einer S e n k u n g s m u ld e zu erklären. In solchen Fällen zeigt sich stets, d aß E in w ir k u n g e n zweier g e tren n ter Mulden vorliegen, die sich zum T eil überdecken, w orauf Klose hinweist. Auch das A ufsteig en von G egen­

stän den an d e r T a g e so b e rf lä c h e , z. B. das Aufschnellen von Str aßenbahngle isen und das H e r a u s w a c h s e n von Rohr­

leitungen aus dem Boden, b ra u c h t nic ht auf einer Hebung des Bodens zu beru hen. Diese E rsch ein u n g en sind eine Folge der im Innern ei ner S e n k u n g s m u ld e herrschenden w a ag erech te n P res su n g en , denen die G e g e n s tä n d e durch Kürzung o d er Ausweichen — sei es nach d e r Seite oder nach oben — folgen müssen.

So kann auch die von K a m p e r s 2 angeführte D u rc h b ie g u n g eines H aussockels e r k l ä r t w e rd e n , wenn ich auch das von ihm a n g e g e b e n e A u sm a ß für zu hoch halte, so daß das H ö h erlieg en der Mitte des H aussockels gegen­

über den H au seck en verm utlich noch auf an d e re Ursachen z u rü ckzuführen ist.

Q uiring läßt es dahingestellt sein, ob die Schiebung des Bodens zur Mitte der S e n k u n g s m u ld e noch andauert, w enn die S e n k u n g bereits b e e n d e t ist, u nd b e m e rk t an an derer Stelle, d aß er das von Krusch a n g e n o m m e n e nach­

trägliche »Einschieben« zur S e n k u n g s m u ld e für fraglich hält. Er sieht also nachträgliche H o riz o n t a lb e w e g u n g e n als zweifelhaft an, w ä h r e n d er n achträgliche H e b u n g e n im Innern von S e n k u n g sm u ld e n nach A bschlu ß d e r Senkungen für erwiesen hält. Er e r k l ä r t die se nachträglichen H ebungen dadurc h, d aß sich die la te nten Span nungen des G e b irg s k ö rp e rs im P r e s su n g sd re ie c k (Abb. 3) bei d e r ge­

ringen Elastizität d e r K arb o n g estein e g a n z allmählich unter Aufstau nach oben lösen. H ierzu ist zu b e m e rk e n , daß die bisherigen B o d e n b e w e g u n g s b e o b a c h tu n g e n bei Vorliegen einwandfreier M essungen stets ein gle ichzeitiges Be­

ginnen und A ufh öre n d e r S e n k u n g e n u n d Schie bungen er­

geben haben u n d daß nach a b g e sc h lo sse n e r Senkung im

K l o s e : Erfahrungen über Bodensenkungen als Folge von Flöz- abbauen, Mitt. Markscheidewes. 24 (1914) S. 114, Tafel 2.

2 a .a .O . 1940, S . 32.

Abh. 10. Q uerschnitt d urch eine S e n k u n g s m u ld e in Nieders chle sien (nach K l o s e ) .

^ 4. Ma i 1940 G l ü c k a u f 253 14öL

Abb. 12. Längsschnittdurchdas in Abb. 11dargestellte GrubenfeldmitHebungen.

2 5 4 G l ü c k a u f N r . 18

Innern von S e n kungsm ulden, w en n nic ht einer d e r n a c h ­ stehend b ehandelten F älle vorlag, nie mals H e b u n g e n f e s t­

gestellt w o rd e n sind.

A bsolu te H e b u n g e n von H ö h e n p u n k te n .

A bsolute H eb u n g en können bei B odenpunkte n, wenn sie nicht tief g e n u g g e g r ü n d e t sind, einmal d urch F ro s t eintreten. Sie können sich fe r n e r ergeben, wenn im U n t e r ­ g r u n d u n te r den H ö h en m ess u n g sp u n k ten z. B. Tonschichten anstehen, die mit falle ndem o d e r steig endem W ass erstan d sc hrum pfen oder quellen. H ierauf h a t berei ts W e i ß n e r 1 an H a n d verschie dener Beispiele hingewiesen, wobei er sich besonders auf B e r n d bezieht.

In Bergbaubezirken sind abso lute H e b u n g e n sonst nur aus d e r nac hstehend b ehandelten U rs ache bekannt.

H eb u n g e n in un te r W a ss e r gesetzten G ru b e n g e b ä u d e n . H eb u n g en , und zw ar abso lute, in u n te r W ass er stehenden G r u b e n g e b ä u d e n sind im Ruhrbezirk, vor allem in der W itte n er Mulde, von den M ark sch eid ern der in B etracht k o m m e n d e n G ru b e n fe ld e r mit viel Kleinarbeit seit etwa 10 J a h r e n verf olg t w orden. Q uiring ist das in diesen G ru b en feld ern festgestellte B eobachtu ngsm aterial, obwohl er es erw ähnt, ansc heinend nicht zugänglic h gew esen, sonst dürf te er zu andere n Schlüssen g e k o m m e n sein, als es geschehen ist.

Abb. 11 zeigt die H e b u n g e n in einem Q uersch n itt durch ein Ste inkohle nfeld d e r W i tte n e r M ulde, in dem das Karbon ohne jedes D ec k g e b irg e zutage ausg eht. Die G r u b e w u rd e im Ja h r e 1924 stillgelegt un d im H e r b s t 1925 die W a s s e r ­ h a l tu n g eingestellt. Das W ass er

stie g dann schnell, wie aus den in Abb. 11 eingetragenen W a s s e rs t ä n ­ den herv o rg eh t. Schon Mitte 1927 sta n d d e r g rö ß t e Teil des G r u b e n ­ g eb äu d es u n te r W a ss e r; im Ja n u a r 1928 floß d e r Stollen aus. N u r bis zu dieser H öhe, also bis etw a

77 m N. N., fü llte sich das G ru b e n g e b ä u d e mit W asser. Die T ag e so b e rf lä c h e liegt im D u rch ­ schnitt bei rd. + 100 m N. N. _

In nerhalb des G ru b e n fe ld e s - i r J sind nur noch bis zum Ja h r e 1926 — Senkungen f e s tg e s te llt w orden. Die erste n H ebungen zeigten sich, wie Abb. 11 erkennen läßt, schon im Ja h r e 1927. Im wesentlichen w are n sie im Ja h r e 1928 beendet, p ra k ­ tisch vollständig im Ja h r e 1933.

Die dann noch fo lg en d en H e b u n ­ gen (1933 bis 1938) b etrag en im /

H öchstfälle n u r 4 mm. 1

Wie d e r Q uerschnitt in Abb. 11 zeigt, erstrecken sich die H ebungen in einer flachen A u fw ölbung, bei d e r noch die 1000 fache Ü ber­

h ö h u n g zu beachten ist, üb e r den

ganzen abgebauten Teil des G ru b en feld es. N ur im Südfeld, das f r ü h e r ab g eb au t w a r un d schon 1922 a b g ed äm m t w u rd e , sind H eb u n g en nicht nachgewiesen w orden.

Einige Einzelheiten des H e b u n g s v o rg a n g e s sind be­

m e rk e n sw e rt: Die H eb u n g en erreichen ihren höchsten W e rt üb e r dem am s t ä rk s t e n ab g e b a u t e n Teil des G ru benfe ldes, nämlich dort, w o a u ß e r den Flözen M ausegatt, Kreften- scheer, G eitling und Finef rau auch die G irondelle-Flöz- g ru p p e mit drei Flözen a b g e b a u t w urd e. Von dieser Stelle aus, die mit 80 mm das g r ö ß t e H e b u n g s m a ß aufweist, n eh m en die H e b u n g e n n ä c h S ü d e n u n g e fä h r bis zu der Stelle, w o in den Ja h r e n 1922 bis 1923 das Flöz Finef rau noch mit a b g e b a u t w urde, auf 5 6 - 6 2 mm ab; dann sinkt das H e b u n g s m a ß verh ältn ism äß ig schnell auf rd. 20 mm südlich d e r Schächte, um in dem schon 1922 abg ed äm m ten , unte r

1 W e i ß n e r : Der Nachweis jüngster tektonischer Bodenbewegungen

in Rheinland u. Westfalen, Diss. Köln 1929. Abb. 13. Beziehungen zwischen a b g e b a u t e r Gesamt- fl özm ächtig keit u n d H eb u n g e n in d e r W itte n e r Mulde.

W ass er stehenden G e b ie t au szuklin gen, w as in H insicht auf die s p äteren A u s fü h ru n g e n zu beachten ist. D e r schnelle Abfa ll von 80 mm a u f 57 mm n a c h N o r d e n lie g t g e n a u an der Stelle, an d e r d urch den Ausfall des A b b a u e s in den beiden Flöze n G irondelle 1 un d 2 d e r A b b a u von sechs Flözen in einen solchen von vier Flöze n ü b e rg e h t .

Ein Profil in der S treichrichtung d e r Flö ze g ib t den in Abb. 12 d argeste llten Befund. Auch in die sem Längsschnitt beo b ach tet man w ie der, d aß die s t ä r k s t e n H e b u n g e n mit 83 mm d o rt liegen, w o a u ß e r den Flö zen Mausegatt, K re ftenscheer und G eitling noch Fin efrau un d die Giron- delle -Flözgruppe a b g e b a u t w u rd e n . Zu b eachten ist aber, daß diese Feststellu n g nicht für den östlich en Teil des Profils zutrifft, w o die G i ro n d e l le - F lö z g ru p p e schon seit 1915 a b g e d ä m m t ist u n d u n te r W a s s e r steht, w o r a u f weiter unten z u r ü c k g e k o m m e n wird. Sow ohl d e r Q u e rsc h n itt wie de r Längsschnitt lassen im ü b rig e n erkennen, daß die H eb ungen, praktisch gle ic hm äßig , so w o h l ü b e r das Innere als auch ü b e r die R ä n d e r f r ü h e r e r S en k u n g s m u ld e n hinweg­

gehen. Die T iefen lag e d e r Flöze scheint keine Rolle zu spielen.

D aß das H e b u n g s m a ß mit d e r a b g e b a u t e n G esa m t­

flözm ächtig keit bzw. d e r Zahl d e r a b g e b a u t e n Flöze im Z u s a m m e n h a n g steht, verans chaulicht auch Abb. 13. Es ha ndelt sich um die H e b u n g e n in den von Q uiring e r ­ w ähnten G ru b e n fe ld e rn bei Barop, w o H ö ch stw erte bis zu 170 mm nachgew ie sen w u rd e n . In d e r A bb ild u n g ist die a b g e b a u t e G e sa m tflö z m ä c h tig k e it in g estrichelten Linien in M etern a n g e g e b e n ; die H e b u n g e n von 1926 bis 1937 sind

4. M a i 1 94 0 G l ü c k a u f 255

'er seht. mit a u sg e z o g e n e n K urven in Z e n tim e te rn darg este llt. Die ItgenJ g rö ß t e a b g e b a u t e G e s a m t fl ö z m ä c h t ig k e i t liegt mit 8 —10 m beim Schacht A; hier zeigt sich eine g r ö ß t e H e b u n g von 160 mm. Beim Sch acht B entspricht eine g r ö ß t e H e b u n g von

»elit 160 mm ei ner a b g e b a u t e n G es a m t fl ö z m ä c h t ig k e i t von 8 m.

Dasselbe ist nördlich d e r S chächte D und E d e r Fall.

Allerdings d eck en sich nic ht überall die P u n k t e g r ö ß t e r H e b u n g g e n a u mit den Stellen der g r ö ß t e n G e s a m t f l ö z ­ mächtigkeit. D as g r ö ß t e erm itte lte S e n k u n g s m a ß von 170 mm zw ischen den Sch ächten A u n d B liegt ü b e r einem Gebiet, in dem n u r 7 m Kohle a b g e b a u t sind. W ie diese aus Abb. 13, a b e r auch den Abb. 11 un d 12 ersichtlichen U nre g e lm ä ß ig k e ite n im einzelnen zu e rk l ä re n sind, bedarf noch nä h e re r U n te rs u c h u n g .

Abb. 14. B ezie hungen zwischen a b g e b a u t e r G esam tflözm ächtig keit und H e b u n g e n in einem G ru b e n fe l d in d e r W itte n e r Mulde.

Auch in die sem Falle g in g e n die H e b u n g e n mit dem A ufsteigen des W assers, das im J a h r e 1928 seinen höchsten Stand erreichte, in den J a h r e n 1926 bis 1928 zunächst se h r rasch vor sich, v e rla n g sa m te n sich dann bis zum J a h r e 1932 im mer m e h r u n d w a r e n im J a h r e 1935 p rak tis ch bee ndet.

Die Z u s a m m e n h ä n g e zw ischen d e r a b g e b a u t e n F lö z ­ m ächtigkeit bzw. Flö zzahl und dem H e b u n g s m a ß bestätig t ferner Abb. 14 aus einem w e ite re n u n te r W a s s e r g e setzten G ru b e n f e l d in d e r W i tte n e r M ulde. W e d e r in die sem noch in dem v o rh e r g e h e n d e n F alle k onnte a l le rd i n g s w e g e n des Fehlens g e n ü g e n d e r B e o b a c h tu n g s p u n k te die F a g e des seit­

lichen A usklingens d e r H e b u n g bestim m t w erd en .

F ü r meine U n te r s u c h u n g stan d m ir auch noch das von Q u irin g e rw ä h n te B e o b a c h tu n g s m a te ria l aus d e r G e g e n d von M asse n u nd solches aus einem stillg eleg ten F e ld e rb e sitz bei Essen zur V e rfügung. Da diese U n te r l a g e n a b e r g e g e n ­ über den obig e n Beispielen g ru n d s ä tz lic h N eu es nicht bieten, seh e ich davon ab, sie zu behandeln.

W ie die von mir a n g e fü h r te n Beispiele zeigen, e r ­ s t reck en sich die n achträglichen H e b u n g e n nicht n u r auf das In ner e von Sen k u n g sm u ld en , für das Q u iri n g sie allein a n ­ nim mt, so n d ern auch auf die R änder. Zu dem e rs te re n Fall sei e r n e u t bem erk t, daß in nic ht u n te r W a s s e r g e k o m m en en s tillg elegte n G ru b en feld ern im Innern von S e n k u n g s m u ld e n H e b u n g e n nach dem Abschlu ß d e r S e n k u n g nie mals n a c h ­ g ew ie sen w o r d e n sind. Bei den H e b u n g e n auf den M u l d e n ­ rä n d e r n n im m t Q u iri n g an, d aß b e n a c h b a r t e j u n g e Baue die R a n d h e b u n g e n v e ru r s a c h e n ; sie sind a b e r in den von mir

behandelte n Fällen gänzlich aus geschlo ssen, da die n ächsten Abbaue 1—4 km entfernt liegen.

Die H eb u n g e n stehen dam it zweifellos m i t d e m A u f - g e h e n d e s W a s s e r s i m Z u s a m m e n h a n g , da t e k ­ to nische Bew egungen, w o ra u f auch Q u irin g hinweist, in den e rö r terten Fällen von vornherein auss cheiden, so daß dara uf nic ht n ä h e r e i n g eg an g en zu w e rd e n bra ucht. Als Ursache könnte einmal d e r G e g e n d ru c k des im G r u b e n ­ g e b ä u d e hochsteigenden W a ss e rs in F ra g e kom m en.

Zweifellos ist er d e r G ru n d für den vollständig en Abschluß des S e n k u n g sv o r g a n g e s schon drei J a h r e nach B eendig ung des Abbaues. In dem in den Abb. 11 u n d 12 w ie d e r ­ geg eb en en Falle standen die Baue auf d e r 5. Sohle schon im Ja n u a r 1927 u n te r einem G e g e n d r u c k bis zu 20 atü und im J a n u a r 1928 u n te r einem solchen von ü b er 30 atü, die Baue a u f d e r 2. Sohle im Juli 1927 u n te r einem G eg en d ru ck von 8 — 12 atü u n d im J a n u a r 1928 u n te r einem solchen von 12—16 atü. Die se r G e g e n ­ druck d ü r f te w ohl im stande sein, dem w eitere n Absinken des H an g en d en in den Flözen E in h a lt zu gebieten.

Die H ebungen fü h r e ich aber nicht auf Auftrieb, sondern w ie auch N e h m 1 auf Q u e l l u n g e n , d . h . V olum e nver­

m e h ru n g durc h W ass e ra u fn a h m e , zurück.

Q uell ungen sind in d e r G eolo gie keine unbekannte E rscheinung. G ip s e r f ä h r t bei d e r U m w a n d lu n g aus A nh y d rit durc h W a ss e ra u fn a h m e eine V olu m en­

v e rm e h ru n g von 62°/o. Die dabei ein­

treten d en D rücke verursachen die erh eb ­ lichen S törungen des G e b irg s k ö rp e rs in d e r U m g e b u n g von G ip sla g e rstä tte n . Be­

kan nt ist auch, daß Tone bei W a s s e r ­ abgabe stark sch ru m p fen u n d bei W a s s e r ­ au fnahm e quellen. S c h w a r z g ib t von Diluvialton aus dem W ie n e r W a l d eine Q u ellu n g auf das Ein einhalb fache an.

W o l l n y erm itte lte bei W a s s e ra u fn a h m e für Lehm 22, für Kaolin 36,5 »/o V o lu m e n ­ verm eh ru n g .

Es h a n d e l t sich bei d e r S c h ru m p fu n g un d Q u e llu n g um kolloidchemische V o r ­ gän ge, auf die im Rahm en dieses A u f­

satzes nicht näher ein g eg an g en w e rd e n kann. Ich verw eise hie rzu auf das in den letzten Ja hrzehnte n erschienene zahlreiche Schrifttum , von dem hier ein kleiner Teil a n g e f ü h r t s e i 2.

Von den Geste inen des K arb ons kom m en f ü r eine Q u e llu n g n u r die Schiefertone, nicht aber die S andstein e in Betracht, da n u r die ers teren M inera lie n mit kolloid en Eig enschaften fü hren. Bekanntlich scheiterte im R uhrb ezirk die E in f ü h r u n g des Spülv ersa tzes vielfach an dem Q uellen d e r Schiefertone. D eren M i n e ralb estan d teile haben also offensichtlich mindestens te ilw eise noch die Eig enschaft eines Gels, sie sind reversibel, d. h. in d e r Lage, durc h W a ss e ra u fn a h m e zu quellen.

Bei d e r vors teh en d en A nnahm e ist a l le rd in g s die F r a g e zu unte rs uchen, w a ru m bei d e r E r ö f f n u n g des B ergbaues durc h die A b tro ck n u n g des Ste in k o h len g e b irg es nic ht d e r u m g e k eh rte V o r g a n g zur Q u e ll u n g u n d H e b u n g , näm lich S ch ru m p fu n g und S e n k u n g , eintritt. Solche S en k u n g e n sind bisher bei d e r A b tro c k n u n g des K arbons nicht f e s t ­ gestellt w o rd en . Das d ü r f t e fo lg e n d e n G r u n d h a b e n : W enn

1 Notiz in der Rhein.-Westf. Zeitung vom 23. Okt. 1937.

2 D o e l t e r , C o r u n und L e i t m e i e r : Bedeutung der Kolloidchemie für Mineralogie und Geologie, 1909; K a t z : Die Gesetze der Quellung, 1916;

W i e g n e r : Boden und Bodenbildung in kolloidchemischer Betrachtung, 1918; E h r e n b e r g : Die Bodenkolloide, 3. Aufl., 1922; B e r n a u e r : Die Kolloidchemie als Hilfswissenschaft der Mineralogie und Lagerstättenlehre und ihre Anwendung auf die metasomatischen Blei-Zink-Lagerstätten. 1924;

Z s i g m o n d y : Kolloidchemie, 5. Aufl., 1925; B i l t z : Zur Theorie der Quellungs- und Reversibilitälserscheinungen bei Kolloiden, Ergänzungsband zur Kolloid-Zeitschrift, 36 (1925) S. 49; L i e s e g a n g : Kolloidchemische Technologie, 1927; Wo. O s t w a l d : Die Welt der vernachlässigten Dimensionen, 9./10. Aufl., 1927.

die ersten Aufschlüsse im Karbon gem acht w e rd e n , sind, wie man im mer beobachten kann, die Sandstein bänke und Stö rungsspaite n, nicht aber die Sch ie fertone die T r ä g e r des Wass ers. Die letzteren sind g ru benfeucht, praktisch trocken, geben also kaum W ass er ab u n d haben d a m it keine Vera nla ssu ng zu sc hrumpfe n. Die San dsteine, die nach dem oben G esagte n keine kolloiden E igens chaften besitzen u nd das W ass er auf Klüften und Pore n fü hren, verm ögen ebenfalls nicht zu schrumpfe n. Es kann also zu ei ner Senkung nicht kommen.

T ritt nun aber nach d e r A ufg abe d e r W a s s e rh e b u n g das W asser in das G ru b e n g e b ä u d e ein, so fi n d e t es einen ganz andere n G e b irg s k ö rp e r vor. E r ist vielfach d u r c h ­ ö r t e r t u nd durch Abbau z e rs tö rt w orden. Das steig ende W asser fü llt je tz t nicht n u r w ieder wie f r ü h e r die Klüfte u n d Poren im Sandstein, so ndern es v e rm a g durc h die zahl­

reichen Q uerverbindungen des G ru b e n g e b ä u d e s, die ab­

gebauten Flöze u nd die durc h den Abbau gesc haffenen Klüfte und freig elegte n Schichtfugen in ganz an d erem U m ­ fange an die Schiefertone h e ran zu treten als v o rh e r u nd sie, weil sie reversibel sind, zum Q uellen zu bringen. Auch die Q uellmöglichkeit des Versatzes ist zu beachten.

Die von Q u irin g verlangte v o rh erig e Tro ckenschw in ­ d u n g du rch V erm in d eru n g d e r Bergfeuchtig keit ist also kein E r f o r d e r n is f ü r die Q uellung. Die Schiefertone können beim Aufschluß des G r u b e n g e b ä u d e s g a r nicht n ennensw ert schwinden, weil sie praktis ch trocken sind.

Die durc h Q u ellu n g entste henden Drucke können sehr erheblich sein. So haben z. B. schon die alten Ägypter den Q u ellungsdruck ausgenutzt, um mit q uelle ndem Holze Felsblöcke zu sp rengen. A lle rdings muß man Q u irin g bei­

stimmen, daß die F ra g e , wie sich T ongestein e u n te r Über­

druck bei d e r W a ss e ra u fn a h m e verhalte n, noch nicht bzw. u n g e n ü g e n d g e k lä rt ist. Bei den oben a n g efü h rten H ebungsm aßen, die Q u irin g nicht kannte, halte ich es aber f ü r nicht ganz ausges chloss en, daß man den V orgängen auch versuchsm äßig nachgehen kann, obschon ich aus den m ir zur V e rfü g u n g stehenden g ü nstig sten U n terlag en nur eine D eh n u n g des gesam te n G e b irg s k ö rp e rs von etwa 1 mm a u f 3 m annehm en kann. Es ist aber zu beachten, daß in den oben behandelte n Fällen ein Teil d e r H eb u n g durch gleichzeitig noch vor sich gehende Senkung aufg ehoben sein kann u nd daß n u r die Schiefertone, die lediglich einen Teil des G e b irg s k ö rp e rs ausm achen, quellen, so daß das v o rg en an n te Q uellu n g sm aß wesentlich g r ö ß e r sein kann.

N u r selten tr it t ein sch a r fe r A bfall d e r Q u e ll u n g s ­ kurve ein. Es handelt sich bei d e r H e b u n g in den still­

gelegte n G r u b e n fe l d e rn also um eine sehr gleichm äß ig e Bewegung, die im allg em einen nicht im stande sein d ü rf te , Beschädigungen von G eg en stän d en d e r T agesoberfläche, im besonderen an G ebäuden, h e rvorzurufen.

A u ß er d e r re gionale n V erb reitu n g d e r H e b u n g über das ganze G ru b e n g e b ä u d e scheint mir vor allem d e r nicht zu b estreite nde Z u sa m m e n h a n g zwischen a b g e b a u te r G e ­ sam tflö zm ächtigkeit bzw. d e r Zahl d e r abgebauten Flözie

(u n d d e r dam it v erbundenen Stärke d e r Z e r s t ö r u n g des G e b irg s k ö rp e rs ) un d d e r G rö ß e d e r H eb u n g a u f Q uellung als U rsach e d e r H ebungen hinzuweisen. Durch Q uellung w ü rd e z.B . in Abb. 11 auch e rk lärt sein, w a ru m südlich d e r Schächte die H e b u n g sehr scharf abnimmt. Es m ag das, wie bereits erw ähnt, dam it Zusam menhängen, daß an die se r Stelle d e r Abbau eines Flözes ausfällt, vielleicht aber auch darau f, daß im H a n g e n d e n d e r abgebauten Flöze an diese r Stelle im wesentlichen n u r die konglo m era tis che San dstein zo ne über Flöz G eitling bzw. im Liegenden von Flöz F in e f ra u liegt, die nicht zu quellen verm ag .

D urch Q u e ll u n g als U rs ache d e r H e b u n g e n ist schließ­

lich auch e rk lärt, w a r u m sich in Abb. 12 ü b e r dem je nigen Teil des G r u b e n g e b ä u d e s , in dem die G iro n d e l le - F lö z e erst 1926/27 u n te r W a ss e r geriete n, v e rs tärk te H eb ungen zeigen, w ä h r e n d dies ü b er dem seit 1915 u n te r W ass er stehenden Teil nic ht d e r Fa ll ist. H ier w e rd e n die H eb u n ­ gen aus dem U n te rw a s s e r k o m m e n des obere n Teiles des G r u b e n g e b ä u d e s schon f r ü h e r e r f o l g t sein. Man hat sie seinerzei t le id er nicht durc h genaue H ö h e n m e ss u n g e n ver­

folgt. Zu beachten ist in d ie ser H insicht auch, daß in Abb. 11 die H eb u n g en im S ü d feld in dem seit 1922 ab­

g ed äm m ten Teil des G ru b e n fe l d e s ausklingen.

Auch d e r U m stan d , daß die H e b u n g bei d e r W a s s e r ­ a u fn ah m e des G e b ir g s k ö r p e r s zunächst recht schnell e r f o l g t un d sich dann rasch verlangsam t, stim m t mit dem V erla u f von Q uellu n g sersch ein u n g en überein.

Wen n a llerd in g s die oben an g eg eb en e E r k l ä r u n g des H e b u n g s v o rg a n g e s d urch Q u e llu n g , d. h. du rch Wasser- a u fn ah m e in die Schiefertone, richtig ist, so w ird eine sp ä te re S ü m p f u n g d e r G r u b e n g e b ä u d e n a tu rg e m ä ß zur S c h ru m p fu n g d e r Schie fe rtone u n d d a m it zu Sen kungs­

erschein ungen fü h r e n , die nach dem oben G esag ten beim erste n Aufschluß des G ru b e n g e b ä u d e s , weil die Schiefer­

tone praktisch trocken w aren, nicht a u f tr e te n konnten. In den vor dem H ochgehen des W a s s e rs zuletz t gebauten Teilen des G ru b e n g e b ä u d e s kann sich d ann gegebenenfa lls auch noch d e r durc h den G e g e n d ru c k des W assers im G ru b e n g e b ä u d e u n te rb ro c h e n e S e n k u n g s v o r g a n g fo r t­

setzen.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

Die U n ters u ch u n g en ü b e r H e b u ngserscheinungen bei B o d en b e w e g u n g s v o rg ä n g e n d u rc h B erg b au haben also nachsteh en des E rg e b n i s g e b ra c h t :

1. H e b u n g e n a n d e n R ä n d e r n v o n d u r c h b e r g ­ b a u l i c h e E i n w i r k u n g e n h e r v o r g e r u f e n e n S e n ­ k u n g s m u l d e n halten ei ner kritischen W ü r d i g u n g nicht stand. Sie sind, w enn sie d urch M essu n g en angeblich fest­

g estellt w erd en , n u r sc heinbar v o rh a n d e n u n d auf unver­

meidliche o d e r verm eid lic he M e s s u n g s f e h l e r zurück­

zu führen. Erreichen sie g r ö ß e r e A usm aße, so ist immer eine P r ü f u n g auf g ro b e M e s s u n g s fe h l e r, die Änderung d e r H ö h en lag e d e r A u s g a n g s p u n k t e o d e r auf eine Ä nderung d e r F estp u n k te am Platze.

2. H e b u n g e n im I n n e r n v o n S e n k u n g s m u l d e n sind beim B o d e n b e w e g u n g s v o r g a n g th eore tisch denkbar, aber sicher g e ri n g u n d w e rd e n durc h die Senkungen über­

deckt. N achträglic he H eb u n g en im Inner n von Senkungs­

mulden, in denen d e r S e n k u n g s v o r g a n g abgesch lossen war, sind bisher nicht nac hgew ie se n w o rd e n , es sei denn, daß es sich um die im fo lg e n d e n b e h a n d e lte n H e b u n g e n handelt.

3. Ü b e r a b g e b a u t e n u n d u n t e r W a s s e r g e k o m ­ m e n e n G r u b e n r ä u m e n s i n d e i n w a n d f r e i a b s o l u t e H e b u n g e n (bis zu 0,17 m G r ö ß e ) f e s t g e s t e l l t worden.

Diese H ebungen erstrecken sich re g io n a l ü b e r die ganzen abgebauten G r u b e n f e l d e r , also ü b e r das In ner e wie über die R än d er von S e n kungsm ulden. Sie w e rd e n vom Ver­

fa sser d e r Q u e llu n g von S chie fertonen beim Steigen der G ru b e n w ä s s e r zugeschrieben.

4. Abgesehen von dem u n te r 3 a u f g e f ü h r te n Falle können absolute H e b u n g e n g e ri n g e n A usm aßes auch noch auf F ro ste in w ir k u n g e n und, bei w e c h s e ln d e m G ru n d w a s s e r­

stand, auf die Q u e llu n g in d e r N ä h e d e r Tagesoberf lä che lieg en der q u e l l f ä h i g e r B o d e n s c h i c h t e n zurü ckgeführt werden.

U M S C H A U

U n t e r s u c h u n g der T e e r a u s b e u t e von G a s e r z e u g e r k o h l e n .

Bei d e r V e rg a su n g d e r Kohle h a t d e r T e e rg e h a l t be­

s o n d ere Bedeutung. Die E r f a h r u n g hat gelehrt, daß Kohlen

mit g eringem T e e rg e h a l t ein G as m it nie drig em Heizwert ergeben, w ä h re n d ein se h r h o h e r T e e r g e h a l t Verstopfu ngen in Ventilen und Röhren v e ru r sa c h e n kann. Im Hinblick da ra ut wird von M o t t und S p o o n e r 1 eine verhältn ism äßig

1 Assessing the tar yield from p ro d u c e r coals, Fuel IS (1939) S. 325/28.