GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschn
Nr. 50 14. D ezem b er 1935 71. Jahrg.
D ie Beeinflussung der W ettertem peratur durch Elektrizität und Preßluft im S teinkohlenbergbau.
V on P r o f e s s o r Dr.-Ing. C . H. F r i t z s c h e , Aachen D ie A n s i c h t , d ie P r e ß l u f t w i r k e a b k ü h l e n d , d i e
E l e k t r i z i t ä t e r w ä r m e n d a u f d ie G r u b e n w e t t e r , is t w e i v e r b r e i t e t u n d o f t z u h ö r e n b e i E r ö r t e r u n g e n u b e i die V o r t e i l e u n d N a c h t e i l e b e i d e r A n t r i e b s a r t e n u r d ie in S t e i n k o h l e n g r u b e n e i n g e s e t z t e n M a s c h i n e n . S c h o n v o r J a h r e n h a t z w a r S c h u l z d a r a u f h m - g e w i e s e n 2, d a ß d ie H e r a b s e t z u n g d e r W e t t e r t e m p e r a t u r d u r c h d ie P r e ß l u f t e r h e b l i c h g e r i n g e r is t, als m a n g e m e i n h i n a n n i m m t . E i n e g e n a u e N a c t P rüfung w i e d ie v e r s c h i e d e n e n E n e r g i e a r t e n a u t d e n W ä r m e i n h a l t d e r G r u b e n w e t t e r e m w r k e n ^ h a t b i s h e r j e d o c h n o c h n i c h t s t a t t g e f u n d e n . D i e s e L u c k e soU n u n m e h r z u s c h l i e ß e n v e r s u c h t u n d a l s E r g e b n i s d e r n a c h s t e h e n d e n B e t r a c h t u n g e n b e r e i t s v o r w e g - g e n o m m e n w e r d e n , d a ß d i e e r w ä h n t e A u a s s u n f ; m d e r w i e d e r g e g e b e n e n F o r m n i c h t g e r e c h t t e r t i g t is t u n d d e n t a t s ä c h l i c h e n B e t r i e b s b e d i n g u n g e n n i c h t e n t s p n c .
A r t e n d e r P r e ß l u f t v e r b r a u c h e r .
d ^ ' ^ e r s c h i e d e n e ^ P r e ß ^ t v e r b r a u c h e r n e n t s t n i m t
s c h i e d e n w e r d e n , n ä m l i c h 1. s o l c h e n d i e k e r n e A r b e . t s - m a s c h i n e n s i n d , z. B. D ü s e n u n d
d e r P r e ß l u f t z u l e i t u n g , 2. A r b e . t s m a s c h i n e n d . e k e m ^ Z u n a h m e d e r E n e r g i e d e r a g e . sch e n
zwar Abbauhäm mer, Bohrhammer Schüttelrutschen
B ä n d e r in S t r e c k e n u n d m lS tre ben ml*
g e r i c h t e t e r o d e r s ö h l i g e r F o r d e r u n g , S r e c k e n h a s p e u n d L ü f t e r 3 A r b e i t s m a s c h i n e n , d i e e i n e Z u n a ü
' p o t e n t i e l l e r E n e r g i e bervorrufen k ö n n e n w , P u m p e n , S t a p e l h a s p e l u n d a u f w ä r t s f o r d e r n d e
B ä n d e r a l l e r A r t . ,
D a s A u s b l a s e n v o n P r e ß l u f t a u s « " « D u « o d e r a u s i r g e n d e i n e r U n d i c h t i g k e i t in d e r Z u l e i t u n g u n d ih r e V e r w i r b l u n g m i t d e m W e t t e r z i a g ■ h D r o s s e l v o r g a n g a n z u s e h e n , b e i d e m
u n v e r ä n d e r t b l e i b t . D i e W ä r m e b l l a n z . s t o h n e w e i e r e s a u s g e g l i c h e n , e i n e A b k ü h l u n g d e r U m g e b u n g u n d
n i c h t s t a t t . . ■
E t w a s v e r s c h i e d e n h i e r v o n is t d e r or^ a " 8d e r n A b b a u h ä m m e r n , S c h ü t t e l r u t s c h e n , r g e l e i s t e t L ü f t e r n u s w . , b e i d e n e n t a t s ä c h l i c h A r b e i t g e l e i s t e t
1 D iese A nsicht ist v o r k urzem a u c h v o n v o n V r g "
\u sn u tz u n g sg r a d und A n trieb sk o sten au in sofern vertreten w o rd en , ver k sm a sch in en , O lückau fT l [1035] S. 48B und g r o ß e m ils er in b e zu g auf d ie B ee in flu ssu n g d e.r 7U ?unsten d er P reß lu ft an- U nterscliied zw isch en b eid en E n erg iem ttteln z g
2 S c h u l z ; W etter v erm eh ru n g und W etter k u h lu n g durch D ruckluft, G lückauf 66 (1930) S. 675.
u n d d a h e r e i n e m T e il d e r v e r b r a u c h t e n P r e ß l u f t W ä r m e i n h a l t in F o r m n u t z b a r e r m e c h a n i s c h e r E n e r g i e e n t z o g e n w i r d . D i e s e a b g e g e b e n e A r b e i t ve^ w a " d ^
si c h j e d o c h i n f o l g e v o n R e i b u n g , S c h l a g o d e r S t o ß s o f o r t w i e d e r in W ä r m e , u n d z w a r b e i d e n S c h l a g w e r k z e u g e n i n f o l g e d e r Ü b e r w i n d u n g v o n R e i b u n g s w i d e r s t ä n d e n i n n e r h a l b d e s W e r k z e u g e s , f e r n e r d u r c h d ie S c h l a g - u n d S t o ß w i r k u n g d e s K o l b e n s a u f d a s E i n s t e c k e n d e s o w i e d e s S p i t z e i s e n s o d e r B ° h r e ys a u d i e K o h l e o d e r d a s G e s t e i n , b e i d e n S c h ü t t e l r u t s c h e n d u r c h R e i b u n g s a r b e i t d e s F ö r d e r g u t e s in u n d a u f d e r R u t s c h e , d e r R u t s c h e a u f i h r e r V e r l a g e r u n g u s w ., bei d e n B ä n d e r n d u r c h d ie R e i b u n g d e r R o ll e n , b e i d e n L ü f t e r n d u r c h Ü b e r w i n d u n g d e s W i d e r s t a n d e s d e r L o t t e n l e i t u n g u n d d i e a n s c h l i e ß e n d e V e n v . r b l t . n g d e r a e f ö r d e r t e n L u f t in d e n u m g e b e n d e n W e t t e r n u s w .
E i n e A b k ü h l u n g d e r W e t t e r t r i t t a l s o z w a r in d e r u n m i t t e l b a r e n U m g e b u n g d e r A n t r i e b s m a s c n n 1
d i e s e r P r e ß l u f t v e r b r a u c h e r e in , a b e r d i e s e g “ n s t ü>e W i r k u n g w i r d s o f o r t d u r c h R e i b u n g s w ä r m e d e r b e w e g t e n T e i l e d e s A n t r i e b s m o t o r s , d e s G e t r i e b e s u n der^ A r b e i t s m a s c h i n e s e l b s t s o w i e d e r b e a r b e i t e t e n K o h l e o d e r d e s G e s t e i n s w i e d e r a u f g e h o b e n Im g a n z e n e r f o l g t d a h e r k e i n e A b k ü h l u n g d e r W e t t e r d u r c h d e n B e t r i e b d e r g e n a n n t e n M a s c h i n e n , a l l e r d i n g s a u c h k e i n e E r w ä r m u n g .
E in e b e s o n d e r e S t e l l u n g n e h m e n M a s c h i n e n e i n d ie d a s H e b e n v o n L a s t e n b e s o r g e n . H i e r w i r d e i n . d e r n u t z b a r e n H e b e a r b e i t g l e i c h w e r t i g e r T e i l d e s W a r m e g e f ä l l e s d e r P r e ß l u f t e n d g ü l t i g d e r U m g e b u n g e n t z o g e n u n d s o m i t e in e T e m p e r a t u r e r n i e d r i g u n g dei W e t t e r d u r c h d ie V e r m i s c h u n g d e r d e m A u s p u f f d e r M s c h i n e n e n t s t r ö m e n d e , , k ü h l e n P r e ß « m t ^ m W e t t e r s t r o m h e r v o r g e r u f e n , ln d i e s e m S i n n e w i r k t je d o c h n i c h t d i e g ' ^ m t e v o n den M a s c h i n e n v e r b r a u c h t e
P r e ß l u f t m e n g e , s o n d e r n n u r e i n T e i l . E i n a n d e r e r i e n d u r c h s t r ö m t die M a s c h i n e i n f o l g e u n v o l l s t ä n d i g e r E x p a n s i o n u n g e n u t z t , u n d e in w e i t e r e r w i r d w i e d e r d u r c h R e i b u n g s a r b e i t in d e r M a s c h i n e ^ u n d ' m « n e b = s o w i e d u r c h R e i b u n g d e r v e r s c h i e d e n e n T e i l e d e . F ö r d e r a n l a g e s e l b s t in W ä r m e v e r w a n d e l t . A u ß e r d e m fs? b e i S t a p e l h a s p e l n z u b e r ü c k s i c h t i g e n d a ß n u r e in d e r t a t s ä c h l i c h g e h o b e n e n L a s t e n t s p r e c h e n d e r ' W e r t a ls e n d g ü l t i g e r W ä r m e e n t z u g d e r W e t t e r a u f t n t t a l s o z B d e r G e w i c h t s u n t e r s c h i e d z w i s c h e n g e h o b e n e n gero - e - u n d a b w ä r t s g e f ö r d e r t e n K o h l e n w a g e n o d e r Z w i s c h e n g e h o b e n e n K o h l e n - u n d n . e d e r g e h e n d e n l e e r e n W a g e n u s w .
K ü h l w i r k u n g d e r P r e ß l u f t .
N u n m e h r s e i d a s t a t s ä c h l i c h e M a ß d e r T e m p e - r a t u r e r n i e d r i g u n g b e i s o l c h e n P r e ß l u f t v e r b r a u c h e r n b e r e c h n e t , d t e i n f o l g e i h r e r A r b e . t s w e . s e e i n e Z u -
1218 G l ü c k a u f Nr. 50
n ä h m e d e r E n e r g i e d e r L a g e b e w i r k e n . A u f e i n e r S c h a c h t a n l a g e v o n 5 0 0 0 t T a g e s f ö r d e r u n g s e i e n v o r h a n d e n :
Luftverbrauch Mil). m3/Jahr
15 H a s p e l ...36,8 4 a u f w ä r t s f ö r d e r n d e B ä n d e r . . . . 8,0 7 P u m p e n ... 1,7 Bei d e n H a s p e l n u n d B ä n d e r n k a n n , w i e b e r e i t s e r w ä h n t , n u r d e r j e n i g e T e i l d e s P r e ß l u f t v e r b r a u c h e s b e r ü c k s i c h t i g t w e r d e n , d e r t a t s ä c h l i c h H e b e a r b e i t l e i s t e t u n d m i t e t w a d e m h a l b e n B e t r a g e g e w i ß r e i c h lich e i n g e s e t z t ist. A ls G ü t e g r a d d e r M a s c h i n e n s e i e n 70 o / o , als i h r m e c h a n i s c h e r W i r k u n g s g r a d 80 o / 0 u n d als W i r k u n g s g r a d d e r F ö r d e r a n l a g e 75 o
/0
z u g r u n d e g e l e g t . S o m i t k o m m e n n u r 2 4 M i ll . 0 ,7 • 0 ,8 ■ 0 ,7 5 r d . 10 Mill. m3
a. L. f ü r d ie A u s ü b u n g e i n e r K ü h l w i r k u n g in B e t r a c h t .D ie H ö h e d i e s e r K ü h l w i r k u n g h ä n g t w e i t e r h i n v o n d e r A u s p u f f t e m p e r a t u r d e r P r e ß l u f t s o w i e v o n d e r W e t t e r m e n g e a b . D ie A u s p u f f t e m p e r a t u r b e t r ä g t bei P r e ß l u f t v o n 5 a t a u n t e r A n n a h m e v o l l s t ä n d i g e r E x p a n s i o n r d . - 8 0°, u n t e r A n n a h m e v o n V o l l f ü l l u n g r d . - 4 0 0 1; h i e r s e i e n - 6 5 ° z u g r u n d e g e l e g t , s o d a ß s ich e i n G e s a m t t e m p e r a t u r u n t e r s c h i e d v o n 9 0°
g e g e n ü b e r d e n G r u b e n w e t t e r n e r g i b t , w e n n d e r e n T e m p e r a t u r + 2 5 ° b e t r ä g t . D ie e i n z i e h e n d e W e t t e r m e n g e m ö g e a u f
10000
m 3/'min b e z i f f e r t w e r d e n .D ie d e m W e t t e r s t r o m e r t e i l t e T e m p e r a t u r e r n i e d r i g u n g A t e r r e c h n e t sich d a n n a u s d e r B e z i e h u n g Q = W cp y A t = L cp y ( t x - 12) zu
n _ L ■ c p • v ( t , —
1
2)W - c p . Y ’
w o b e i L d i e w i r k s a m e P r e ß l u f t m e n g e in m
3
a. L. je J a h r , ( t x ■—12) d e n T e m p e r a t u r u n t e r s c h i e d z w i s c h e n a u s p u f f e n d e r P r e ß l u f t u n d W e t t e r n , W d ie W e t t e r m e n g e in 300 A r b e i t s t a g e n b e d e u t e t . D e m n a c h is t10 1 0
6
9 0 9 0 0 1 06
10 1 0
3 6
0 2 4 - 3 0 0 “ 4 3 2 0 10"At = 0 ,21» C.
D ie d e n l a s t e n h e b e n d e n P r e ß l u f t v e r b r a u c h e r n u n t e r t a g e e n t s t r ö m e n d e P r e ß l u f t r u f t a l s o e i n e A b k ü h l u n g d e r G r u b e n w e t t e r u m d e n g e r i n g f ü g i g e n B e t r a g v o n r d . 0 ,2 ° h e r v o r . D a d i e s e a b e r d i e e i n z i g e n M a s c h i n e n a r t e n s i n d , d e r e n B e t r i e b , im g a n z e n g e s e h e n , a b k ü h l e n d a u f d ie G r u b e n w e t t e r w i r k t , b e d e u t e t d i e s e s E r g e b n i s z u g l e i c h , d a ß s ä m t l i c h e P r e ß l u f t v e r b r a u c h e r u n t e r t a g e n u r e i n e - A b k ü h l u n g in d e r G r ö ß e n o r d n u n g v o n w e n i g e n Z e h n t e l G r a d e n h e r b e i f ü h r e n .
P r e ß l u f t a l s W ä r m e q u e l l e .
D e r v o r s t e h e n d e r r e c h n e t e n A b k ü h l u n g d e r W e t t e r s t e h t j e d o c h e in e E r w ä r m u n g g e g e n ü b e r , d ie d e n G e w i n n in allen F ä l l e n m e h r a l s a u f h e b t . A ls Q u e l l e n d i e s e r E r w ä r m u n g k o m m e n in B e t r a c h t e i n m a l d a s T e m p e r a t u r g e f ä l l e z w i s c h e n d e r v o m T a g e in d ie G r u b e e i n g e l e i t e t e n P r e ß l u f t u n d d e m d ie R o h r l e i t u n g e n u m s p ü l e n d e n W e t t e r s t r o m u n d f e r n e r die K o n d e n s a t i o n s w ä r m e , d ie b e i d e r A u s s c h e i d u n g v o n W a s s e r a u s d e r P r e ß l u f t a u f d e r e n W e g d u r c h d a s G r u b e n g e b ä u d e f r e i w i r d .
1 In W irklich k eit ist d ie A usp u fftem peratu r n ich t so n ied rig , w eil b ereits innerhalb d e s G ehäu ses d e s P reß lu ftm o lo rs ein e g e w is s e E rw ärm ung der a u sström end en L uft stattfin det. Da d iese W ärm ezufuhr jed o ch den W ettern en tzo g en w ird , ist es p raktisch g le ic h g ü ltig , o b man d ie s e m it d e r an
gen o m m en en A uspufftem peratur o d er o h ne sie betrachtet.
D a s T e m p e r a t u r g e f ä l l e z w i s c h e n d e r d u r c h die R o h r l e i t u n g e n s t r ö m e n d e n P r e ß l u f t u n d d e n W e t t e r n s c h w a n k t i n n e r h a l b e r h e b l i c h e r G r e n z e n . E s i s t z u n ä c h s t a b h ä n g i g v o n d e r e t w a 5 0 - 1 2 0 ° b e t r a g e n d e n T e m p e r a t u r , m i t d e r d i e P r e ß l u f t d i e K o m p r e s s o r a n l a g e v e r l ä ß t ; w e i t e r h i n s p i e l t d a s M a ß d e r A b k ü h l u n g d e r P r e ß l u f t a u f i h r e m W e g e z w i s c h e n K o m p r e s s o r u n d R a s e n h ä n g e b a n k ( 5 - 2 0 ° o d e r a u c h m e h r ) e i n e R o ll e ; s c h l i e ß l i c h m u ß d i e T e m p e r a t u r d e r W e t t e r b e r ü c k s i c h t i g t w e r d e n . V o n b e s o n d e r e r B e d e u t u n g ist e s a u ß e r d e m , w o d ie H a u p t p r e ß l u f t l e i t u n g m i t d e m e i n z i e h e n d e n W e t t e r s t r o m in B e r ü h r u n g k o m m t . A u f v ie le n A n l a g e n g e s c h i e h t d i e s s c h o n i m E i n z i e h s c h a c h t , a u f ä n d e r n j e d o c h e r s t in d e r N ä h e d e s F ü l l o r t e s a u f d e r H a u p t f ö r d e r s o h l e . A m g r ö ß t e n i s t d a s T e m p e r a t u r g e f ä l l e b e i n i e d r i g e r W e t t e r t e m p e r a t u r , w e n n die K o m p r e s s o r a n l a g e k e i n e N a c h k ü h l u n g a u f w e i s t u n d d i e H a u p t l u f t l e i t u n g , w a s f ü r d ie M e h r z a h l d e r F ä ll e z u t r e f f e n d ü r f t e , im E i n z i e h s c h a c h t v e r l e g t i s t ; e s k a n n d a n n 8 0 - 9 0 ° b e t r a g e n . W i r d d i e P r e ß l u f t ü b e r t a g e n a c h g e k ü h l t u n d in e i n e m A u s z i e h s c h a c h t in d ie G r u b e g e f ü h r t , s o k a n n d a s d i e W e t t e r u n g ü n s t i g b e e i n f l u s s e n d e T e m p e r a t u r g e f ä l l e a u f v i e l l e i c h t 1 0 - 2 0 ° s i n k e n , m e r k b a r w i r d e s j e d o c h w o h l s t e t s s e i n . M i t w e n i g e r als 4 0 ° w i r d d ie P r e ß l u f t s i c h e r l i c h n u r s e h r s e l t e n e i n s t r ö m e n , u n d - a n d e r s e i t s l i e g t d ie T e m p e r a t u r d e s A u s z i e h s t r o m e s n u r in w e n i g e n F ä ll e n e r h e b l i c h o b e r h a l b v o n 25°.
D i e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g , d i e d u r c h d ie A u f n a h m e d e r v o n d e r e i n s t r ö m e n d e n P r e ß l u f t a n d i e e i n z i e h e n d e n W e t t e r a b g e g e b e n e n W ä r m e m e n g e h e r b e i g e f ü h r t w i r d , e r r e c h n e t s i c h d a n n m i t H i l f e d e r o b e n
a n g e g e b e n e n B e z i e h u n g
\ t = ^ ' c p Y (^i ~ ^2) W ■ c p • Y '
W e n n m a n , e n t s p r e c h e n d d e n A n g a b e n d e r Z a h l e n t a f e l 1, a ls j ä h r l i c h e P r e ß l u f t m e n g e 243 Mill.
m
3
a. L. u n d e in e W e t t e r m e n g e v o n 1 0 0 0 0 m 3/ m i n a n n i m m t , s o e r g e b e n s i c h u n t e r Z u g r u n d e l e g u n g v o n Z a h l e n t a f e l 1. M a s c h i n e n b e s t a n d u n d L u f t v e r b r a u c h e i n e r G r u b e m i t f l a c h e r L a g e r u n g u n d 5 0 0 0 t T a g e s f ö r d e r u n g b e i r e i n e m P r e ß l u f t a n t r i e b .
Anzahl Luft
G e g e n s ta n d v o r b e v e rb r a u c h handen trieben m 3 a. L.
G r o ß e Hasp el, Abbau . . . 11 35 532 000
„ „ V o rric h tu n g 4 1 296 000
Kleine H aspel, Abbau . . . 1 54 15 697 800
„ „ V o rric h tu n g 76 11 577 500
V e r s c h i e b e h a s p e l ... 1 11 1 732 500 R u ts c h e n m o to r e n mit
G egenzylinder, Abbau . . 29 26 52 650 000
R u ts c h e n m o to r e n ohne G e |
g enzylinder, A bbau . . . 30 16 24 300 000
V o rri c h tu n g ) 11 10 725 000
P u m p e n ... 9 7 1 680 000 L u t t e n l ü f t e r ... 18 16 10 368 000 G e h ä u s e l ü f t e r ... 7 6 10 512 000 D üsen ( S o n n t a g s ) ...
] 46 16 748 800
D ü s e n ... 30 7 884 000 B o h r h ä m m e r ... 373 339 7 017 300 A b b au h äm m e r, Abbau . . .
„ V o rri c h tu n g ) 1025 940 28 200 000
U ndichtigkeiten (0,27 m 3/ m 2
R o h r o b e r f l ä c h e ) ... — — 34 134 732
zus. — ! — 243 055 632
3 0 0 A r b e i t s t a g e n b e i
10
, 2 5 u n d 7 0 ° T e m p e r a t u r g e f ä l l e z w i s c h e n P r e ß l u f t u n d W e t t e r n T e m p e r a t u r e r h ö h u n g e n d e r W e t t e r v o n 0 ,5 6 , 1 ,4 0 u n d 3 , 9 5 ° ( A b b . 1 ).Abb. 1. E r w ä r m u n g der W e tt e r durch die Preß lu ft für vers chiedene P re ß l u ftm e n g e n u nd T e m p e r a tu rg e f ä lle bei einer W e tt e r m e n g e von 2 m 3/min je t T a g e s fö r d e ru n g .
N i c h t g a n z s o s t a r k , a b e r d o c h m e r k b a r w i r k t sich d ie in d e n P r e ß l u f t l e i t u n g e n e r f o l g e n d e A b s c h e i d u n g v o n W a s s e r a u f d i e T e m p e r a t u r d e r G r u b e n w e t t e r a u s ( A b b . 2). D ie d e r g l e i c h e n W e t t e r m e n g e z u g e f ü h r t e K o n d e n s a t i o n s w ä ’r m e i s t u n m i t t e l b a r v e r h ä l t n i s g l e i c h d e r a u s f a l l e n d e n u n d n i c h t w i e d e r v e r d u n s t e n d e n W a s s e r m e n g e . D i e s e i s t i h r e r s e i t s a b h ä n g i g v o n d e r T e m p e r a t u r d e r A n s a u g l u f t , i h r e m S ä t t i g u n g s g r a d , d e r T e m p e r a t u r d e s K ü h l w a s s e r s b e i d e r Z w i s c h e n k ü h l u n g u n d e i n e r m ö g l i c h e r w e i s e v o r h a n d e n e n N a c h k ü h l u n g , f e r n e r v o n d e m T e m p e r a t u r g e f ä l le , d a s s i c h z w i s c h e n P r e ß l u f t l e i t u n g u n d e i n z i e h e n d e m W e t t e r s t r o m a u s g l e i c h t , u n d s c h l i e ß l i c h a u c h .von d e r T e m p e r a t u r , a u f w e l c h e d ie P r e ß l u f t d u r c h d ie G r u b e n w e t t e r a b g e k ü h l t w i r d .
Abb. 2. Einfluß der K o n d e n sa tio n sw ä rm e auf die W e t t e r te m p e ra tu r bei einer W e t t e r m e n g e von 2 m 3/m in je t
T a g e s f ö r d e r u n g .
Bei 10° A n s a u g t e m p e r a t u r u n d 80 °/o S ä t t i g u n g , W e r t e n , d ie d e m J a h r e s d u r c h s c h n i t t im A a c h e n e r B e z ir k e n t s p r e c h e n , s i n d in 1 m
3
a. L. 7,5 7 g W a s s e r e n t h a l t e n . W i r d f ü r d i e Z w i s c h e n k ü h l u n g e i n e T e m p e r a t u r v o n n u r 4 0 ° z u g r u n d e g e l e g t , s o f i n d e t d u r c h sie k e in e A b s c h e i d u n g v o n W a s s e r s t a t t , s o n d e r n d ie g e s a m t e F e u c h t i g k e i t d e r a n g e s a u g t e n L u f t g e l a n g t b e i F e h le n e i n e r N a c h k ü h l u n g - in d i e G r u b e .U m f e s t z u s t e l l e n , w i e v i e l W a s s e r sich in d e n P r e ß l u f t z u l e i t u n g e n a b s c h e i d e t u n d w e l c h e M e n g e in d e r P r e ß l u f t n o c h v e r b l e i b t , b r a u c h t m a n n u r d e n P r e ß l u f t d r u c k zu k e n n e n — e r s e i z u 5 - 6 a t a a n g e n o m m e n — s o w i e d ie T e m p e r a t u r , a u f d i e s i c h d i e P r e ß l u f t a u f i h r e m W e g e z u d e n P r e ß l u f t v e r b r a u c h e r n a b k ü h l t ; d i e s e T e m p e r a t u r w i r d m a n a u f 2 0 - 2 5 ° s c h ä t z e n k ö n n e n . B e l ä u f t sie s i c h a u f 2 0 ° , s o i s t d e r
S ä t t i g u n g s g e h a l t d e r L u f t 15,19 g / k g ; b e t r ä g t sie 2 5°, s o i s t e r 20,7 7 g k g . Bei 2 0 ° u n d 5 a t a k a n n d a n n in
735,5 1 m
3
a. L. e in e W a s s e r m e n g e v o n 1 5 , 1 9 - 1 , 2 4 - - - ’ - : 5bUU
= 3,5 g , bei 2 0° u n d
6
a t a d a g e g e n v o n 2,9 g , bei 2 5°u n d 5 a t a v o n e t w a 4,7 g e n t h a l t e n s e i n . D a d i e a n g e s a u g t e L u f t im D u r c h s c h n i t t 7,6 g W a s s e r a u f w e i s t , • f i n d e t a l s o ein e A b s c h e i d u n g v o n 2 , 9 - 4 , 7 g W a s s e r s t a t t . An k a lt e n W i n t e r t a g e n is t d ie M e n g e n a t ü r l i c h g e r i n g e r , w ä h r e n d sie in d e n h e i ß e n S o m m e r m o n a t e n a u f e t w a
8
g / m3
u n d d a r ü b e r s t e i g t ; 3 - 5 g / m3
a. L.w e r d e n d e m D u r c h s c h n i t t e i n i g e r m a ß e n e n t s p r e c h e n . D a b e i d e r K o n d e n s a t i o n v o n 1 g in d e r L u f t e n t h a l t e n e n D a m p f e s 0,581 k cal frei w e r d e n , k o m m t b e i e i n e r P r e ß l u f t m e n g e v o n j ä h r l i c h 243 M ill. m
3
e i n e W ä r m e m e n g e v o n 1 4 1 , 1 8 • 1 06
k c a l in B e t r a c h t , die s i c h je g g e b i l d e t e n W a s s e r s d e m W e t t e r s t r o m m i t teilt. B e l ä u f t sic h d ie W e t t e r m e n g e a u f 1 0 0 0 0 m 3/ m i n o d e r a u f 4 3 2 0 - 1 0 ° m3
in 300 A r b e i t s t a g e n , s o e r r e c h n e t sich e i n e E r w ä r m u n g d e r W e t t e r v o n1 4 1 ,1 8 106
________’--- = 0 1 1 4 5 ° 432®* 1 0 t* 0 , 2 4 1,2 ’
fa lls n u r 1 g W a s s e r m
3
a. L. a b g e s c h i e d e n w e r d e n so l l t e . D i e s e E r w ä r m u n g k a n n a u f d e n 3 - 8 f a c h e n B e t r a g u n d m e h r , a l s o a u f 0 , 3 4 - 0 , 9 ° u n d d a r ü b e r s t e i g e n .Im H i n b l i c k a u f d ie b e i d e n m i t d e m P r e ß l u f t b e t r i e b v e r b u n d e n e n W ä r m e q u e l l e n — T e m p e r a t u r g e f ä l l e u n d W a s s e r a b s c h e i d u n g — w i r d m a n i n f o l g e d e s s e n m i n d e s t e n s m i t a n n ä h e r n d 1°, in z a h l r e i c h e n F ä l l e n m i t 2 ° u n d n i c h t s e l t e n a u c h m i t 3 o d e r g a r 5 ° T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r W e t t e r r e c h n e n m ü s s e n , d e r n u r e in e T e m p e r a t u r e r n i e d r i g u n g v o n r d . 0 ,2 ° g e g e n ü b e r s t e h t . E i n m i t P r e ß l u f t m a s c h i n e n a u s g e r ü s t e t e r G r u b e n b e t r i e b is t a l s o s t e t s w ä r m e r a ls ein n i c h t m e c h a n i s i e r t e r B e tr i e b .
A u s w i r k u n g e i n e s v o l l s t ä n d i g e l e k t r i s c h e n B e t r i e b e s .
A n g e n o m m e n sei, d a ß s i c h d ie P r e ß l u f t g a n z d u r c h E l e k t r i z i t ä t e r s e t z e n l i e ß e u n d alle M a s c h i n e n e i n e r S c h a c h t a n l a g e s t a t t m i t P r e ß l u f t m i t e l e k t r i s c h e m S t r o m a n g e t r i e b e n w e r d e n k ö n n t e n . D e r G e s a m t k r a f t v e r b r a u c h w ü r d e in d i e s e m F a ll e t w a 2,6 Mill. k W h im J a h r b e t r a g e n , w o v o n n u r 0,2 5 M ill.
k W h z u m H e b e n v o n L a s t e n d i e n e n s o lle n , a l s o n i c h t in W ä r m e u m g e w a n d e l t w e r d e n , s o n d e r n sich in e i n e r E r h ö h u n g d e r E n e r g i e d e r L a g e a u s w i r k e n . D e r H a u p t t e i l d e r v e r b r a u c h t e n e l e k t r i s c h e n E n e r g i e in H ö h e v o n r d . 2,35 Mill. k W h w i r d a n i r g e n d e i n e r S te lle in W ä r m e u m g e s e t z t , u n d z w a r m e i s t in R e i b u n g s w ä r m e , d e n n bei d e r M e h r z a h l d e r M a s c h i n e n d i e n t d e r v o r w i e g e n d e T e i l d e s E n e r g i e v e r b r a u c h e s d a z u , R e i b u n g zu ü b e r w i n d e n , m ö g e e s s ic h u m ein B a n d o d e r u m e i n e S c h ü t t e l r u t s c h e , e i n e n S t r e c k e n h a s p e l , e i n e n L ü f t e r u s w . h a n d e l n . D a z u k o m m e n d ie R e i b u n g s v e r l u s t e in d e n M o t o r e n u n d G e t r i e b e n s o w i e d ie S p a n n u n g s v e r l u s t e im Z u l e i t u n g s n e tz , L e e r l a u f v e r l u s t e in d e n U m s p a n n e r n u s w . , die sich a u c h w i e d e r in W ä r m e u m s e t z e n .
W e l c h e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r G r u b e n w e t t e r w i r d d u r c h d i e s e W ä r m e e n t w i c k l u n g v e r u r s a c h t ? D a 1 k W h 8 60 k c a l e n t s p r i c h t , b e t r ä g t d i e g e s a m t e e n t w i c k e l t e W ä r m e m e n g e 2,35 • 10° • 8 60 = 202 - 1 0 ' kcal.
I h r s t e h e n 4 3 2 0 -1 0° m
3
W e t t e r in 3 0 0 A r b e i t s t a g e n g e g e n ü b e r , s o d a ß sich e i n e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r1220 G l ü c k a u f Nr. 50
2 0 2•1 0 7
' V e , , e r VOn 4 3 2 - 1 0 ' + 2 8 6 ~ ' • 6 4 ° e r g i b t D e r V011' s t ä n d i g e l e k t r i s c h e B e t r i e b is t a l s o n u r in d e n f ü r d e n P r e ß l u f t b e t r i e b s e h r g ü n s t i g e n F ä l l e n u m e t w a
2 3
° w ä r m e r als d i e s e r . N o c h als g ü n s t i g w i r d m a n e s b e z e i c h n e n m ü s s e n , w e n n d e r P r e ß l u f t b e t r i e b n i c h t w ä r m e r i s t als d e r e l e k t r i s c h e , w ä h r e n d e s h ä u f i g V o rk o m m e n d ü r f t e , d a ß d e r v ö l l i g e l e k t r i s c h e B e t r i e b u m B r u c h t e i l e e i n e s G r a d e s u n d n i c h t s e l te n s o g a r b i s zu 2° k ü h l e r i s t als d e r P r e ß l u f t b e t r i e b .
D ie E r w ä r m u n g d e r W e t t e r d u r c h d i e e l e k t r i s c h e B e l e u c h t u n g h a t bei d i e s e m V e r g l e i c h k e in e B e r ü c k s i c h t i g u n g g e f u n d e n , w e i l e i n e M ö g l i c h k e i t , w i e b e i m e l e k t r i s c h e n A n t r i e b d e n v o r h a n d e n e n S t r o m a u c h f ü r d i e s e n Z w e c k zu b e n u t z e n , b e i r e i n e m P r e ß l u f t b e t r i e b n i c h t b e s t e h t . D i e s e W ä r m e z u f u h r sei d a h e r g e s o n d e r t b e r e c h n e t , u n d z w a r m ö g e a l s B e is p i e l e i n e A b b a u b e l e u c h t u n g z u g r u n d e g e l e g t w e r d e n . In e i n e m S t r e b m i t e i n e r K o h l e n s t o ß l ä n g e v o n 250 m b e f i n d e n sich e t w a 45 A b b a u l e u c h t e n m i t L a m p e n v o n je 40 W . D e r G e s a m t s t r o m v e r b r a u c h d e r g a n z e n A n l a g e b e l ä u f t sich s o m i t e in s c h l i e ß l i c h d e r V e r l u s t e a u f e t w a 2 k W u n d d ie je h e n t w i c k e l t e W ä r m e m e n g e i n f o l g e d e s s e n a u f 2 ■ 8 6 0 = 1720 kcal. W i r d d e r S t r e b v o n 4 0 0 m
3
W e t t e r n je m i n d u r c h z o g e n , s o e r g i b t sic h e in e T e m p e r a t u r -1 7 2 0 e r h ö h u n g d e s W e t t e r s t r o m e s v o n — ^ 5 0 q
286
0 ,25°, ein W e r t , d e n m a n f a s t v e r n a c h l ä s s i g e n k a n n u n d d e r z u d e m in s e i n e r v o lle n H ö h e e r s t a m o b e r n S t r e b e n d e b e m e r k b a r w i r d , w ä h r e n d e r in d e r S t r e b m i t t e n u r d ie H ä l f t e e r r e i c h t . D ie E r w ä r m u n g d e r W e t t e r d u r c h d ie e l e k t r i s c h e B e l e u c h t u n g in S t r e c k e n u n d S t r e b e n i s t s o m i t n u r g e r i n g f ü g i g .
E t w a s g r ö ß e r i s t d ie T e m p e r a t u r e r h ö h u n g bei e l e k t r i s c h e n G e h ä u s e - o d e r L u t t e n l ü f t e r n . Sie h ä n g t v o n d e m zu ü b e r w i n d e n d e n D r u c k u n d d e r W e t t e r m e n g e a b . B e l ä u f t sich d i e s e z. B. a u f 175 m 3/ m i n u n d b e t r ä g t d e r L e i s t u n g s b e d a r f b e i 40 m m W S D r u c k e t w a 2,75 k W , s o w i r d e in e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r
2 ,7 5 - 8 6 0 . ,,
W e t t o V° n ¡ 75 6 0 - 0 ,286 ^ ^
w ä r m u n g e r r e i c h t b e i d e r g l e i c h e n W e t t e r m e n g e n u r d ie H ä l f t e d e s g e n a n n t e n W e r t e s , a l s o 0,4 °, w e n n d e r zu ü b e r w i n d e n d e D r u c k 20 m m W S b e t r ä g t , u n d
1,2° C , w e n n e r a u f 60 m m s t e i g t .
A u s w i r k u n g e i n e s g e m i s c h t e n B e t r i e b e s . D a d ie E l e k t r i z i t ä t h e u t e z u m A n t r i e b v o n S c h l a g w e r k z e u g e n n o c h k e i n e V e r w e n d u n g f i n d e t , k o m m t ein a u s s c h l i e ß l i c h e l e k t r i s c h e r B e t r i e b d e r M a s c h i n e n u n t e r t a g e n i c h t in F r a g e . E s m u ß d a h e r n o c h u n t e r s u c h t w e r d e n , w e l c h e V e r h ä l t n i s s e sich f ü r d ie E r w ä r m u n g d e r W e t t e r bei g e m i s c h t e m B e t r i e b e e r g e b e n , bei d e m d ie S c h l a g w e r k z e u g e m i t P r e ß l u f t u n d alle ä n d e r n M a s c h i n e n e l e k t r i s c h b e t r i e b e n w e r d e n .
S t r o m - u n d P r e ß l u f t v e r b r a u c h e i n e r S c h a c h t a n l a g e g e h e n a u s d e r Z a h l e n t a f e l 2 h e r v o r . D a n a c h w e r d e n j ä h r l i c h 2,19 Mill. k W h S t r o m u n d 46,4 M ill. m
3
a. L.v e r b r a u c h t . U m d ie E r w ä r m u n g d e r W e t t e r d u r c h die E l e k t r i z i t ä t b e r e c h n e n z u k ö n n e n , m u ß m a n z u n ä c h s t v o n d e r a n g e g e b e n e n K i l o w a t t s t u n d e n z a h l d e n j e n i g e n E n e r g i e a n t e i l a b z i e h e n , d e r z u m H e b e n v o n L a s t e n d i e n t . E r m ö g e w i e d e r u m 0,25 Mill. k W h b e t r a g e n , s o d a ß 1,94 Mill. k W h in i r g e n d e i n e r F o r m w i e d e r in W ä r m e u m g e s e t z t w e r d e n . Bei d e r g l e i c h e n j ä h r lichen W e t t e r m e n g e v o n 4320 10G m
3
e r r e c h n e t sichZ a h l e n t a f e l 2. M a s c h i n e n b e s t a n d u n d E n e r g i e v e r b r a u c h e i n e r G r u b e m i t f l a c h e r L a g e r u n g u n d 5 0 0 0 t
T a g e s f ö r d e r u n g bei g e m i s c h t e m A n t r i e b .
G e g e n s ta n d
Anzahl vor- be- han- trie-
den ben
E in g e
baute
Lei
stun g
k W
V e r
b rauch k W h oder
m 3 a. L.
G ro ß e H aspel, Abbau . . . t 16 11 64,0 433 422
„ V o rric h tu n g 1 1 6 4 64,0 15 840
Kleine Hasp el, A bbau . . . ^ 7(1 54 9,0 173 502
„ „ V o rric h tu n g 1 W 11 9,0 6 600
V e r s c h i e b e h a s p e l ...
R u ts c h e n m o to r e n mit
13 11 5,0 19 800
G egenzylinder, Abbau . . R u tsc h e n m o to r e n ohne G e
29 26 15,0 642 330
genzylinder, Abbau . . . 18 16 11,0 304 560
V o rric h tu n g 12 11 10,0 132 000
P u m p e n ... 9 7 6,0 18 900 L u t t e n l ü f t e r ... 50 46 0,5 161 184 G e h ä u s e l ü f t e r ... 7 6 1,5 63 072
S tr om verluste (10 °/o) . . . — — — 219 023
E le ktrischer Teil — — 2 190 233
B o h r h ä m m e r ... 373 339 — 7 017 300 A bbauhäm m e r, Abbau . . .
„ V o rric h tu n g U n d ic htigkeiten (0,22 m 3/ m 2
J 1025 940 — 28 200 000
R o h r o b e r f l ä c h e ) ... — — 11 198 801
Preßluftteil — - — 46 416 101
i n f o l g e d e s s e n e in e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r W e t t e r v o n
1,9 4 ■ 1 0
6
- 8 6 0At = = 1,3 5 0.
4 3 2 0 • 1 0
6
0 , 2 8 6Bei d e r P r e ß l u f t f ä l l t d e r w ä r m e e n t z i e h e n d e E i n f l u ß w e g , w e il l a s t e n h e b e n d e P r e ß l u f t m a s c h i n e n bei g e m i s c h t e m B e t r i e b n i c h t v o r h a n d e n s i n d . J e d o c h m a c h e n sic h d ie b e i d e n W ä r m e q u e l l e n , T e m p e r a t u r g e f ä l l e u n d W a s s e r a b s c h e i d u n g , g e l t e n d . D a h i e r a b e r e r h e b l i c h g e r i n g e r e D r u c k l u f t m e n g e n v e r b r a u c h t w e r d e n als b e i m v o l l s t ä n d i g e n P r e ß l u f t b e t r i e b , w i r d a u c h d i e E r w ä r m u n g e i n e n n i e d r i g e m W e r t a u f w e i s e n . B ei 10° T e m p e r a t u r g e f ä l l e b e l ä u f t sie s i c h a u f
A t
_ 4 M- 1 0 » 1 0 , 01070
1 4 3 2 0 1 0 6 ’ >
b ei T e m p e r a t u r g e f ä l l e n v o n 2 5 u n d 7 0 ° a u f 0 , 2 6 8 u n d 0 ,75°. D ie T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d u r c h d i e f r e i w e r d e n d e K o n d e n s a t i o n s w ä r m e e r r e c h n e t s i c h bei e i n e r W a s s e r b i l d u n g v o n 1 g / m
3
a. L. a u f4 6 ,4 1 0
6
0 ,581A t =
2
4 3 2 0 1 0—_________ ’___ = 06
0 , 2 8 60220
b e i A u s s c h e i d u n g v o n 3 - 6 g W a s s e r a u f 0 ,066 bis 0 ,13°. E s h a n d e l t sic h a l s o u m W e r t e , d ie n a h e z u v e r n a c h l ä s s i g t w e r d e n k ö n n e n . I n s g e s a m t t r i t t s o m i t d u r c h d ie b e i m g e m i s c h t e n A n t r i e b v e r b r a u c h t e P r e ß l u f t m e n g e e i n e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r W e t t e r v o n d u r c h s c h n i t t l i c h e t w a 0 ,3 5 ° u n d in u n g ü n s t i g e n F ä ll e n v o n e t w a 0 , 9 ° ein. D i e d u r c h d i e E l e k t r i z i t ä t u n d d i e P r e ß l u f t g e m e i n s a m h e r v o r g e r u f e n e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r W e t t e r w i r d i n f o l g e d e s s e n in v ie le n F ä l l e n 1 , 3 5 + 0 , 3 5 = 1 , 7 ° , u n t e r u n g ü n s t i g e n B e d i n g u n g e n b is z u e t w a 2 , 2 5 ° b e t r a g e n .
D a a b e r d e r r e i n e P r e ß l u f t a n t r i e b d i e W e t t e r in d e r R e g e l m i n d e s t e n s u m f a s t 1 °, in z a h l r e i c h e n F ä l l e n u m 2 ° u n d n i c h t s e l t e n u m 3 - 4 ° e r w ä r m t , e r g i b t sic h e i n w a n d f r e i f o l g e n d e S c h l u ß f o l g e r u n g : D e r g e m i s c h t e B e t r i e b k a n n in g e w i s s e n F ä l l e n e t w a s w ä r m e r s e i n a ls d e r r e i n e P r e ß l u f t b e t r i e b , n ä m l i c h e i n e u m
e t w a 0 , 7 ° g r ö ß e r e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g h e r v o r r u f e n , h ä u f i g w i r d ü b e r h a u p t e in p r a k t i s c h in B e t r a c h t k o m m e n d e r U n t e r s c h i e d z w i s c h e n b e i d e n A n t r i e b s a r t e n n i c h t v o r l i e g e n , d. h. b e i d e w e r d e n die W e t t e r in g l e i c h e m A u s m a ß e r w ä r m e n ; in ä n d e r n , s i c h e r li c h n i c h t v e r e i n z e l t e n F ä l l e n i s t d a g e g e n d e r g e m i s c h t e B e t r i e b k ü h l e r als d e r r e i n e P r e ß l u f t b e t r i e b , u n d z w a r k a n n d i e M e h r e r w ä r m u n g b e i m Z w e i t g e n a n n t e n 1 - 2 ° b e t r a g e n .
ln d e r v o r s t e h e n d e n B e t r a c h t u n g i s t a n g e n o m m e n w o r d e n , d a ß sic h d e r E n e r g i e v e r b r a u c h g l e i c h m ä ß i g a u f alle 24 S t u n d e n d e s T a g e s v e r t e i l e , ln W i r k l i c h k e i t t r i f f t d i e s j e d o c h n i c h t g a n z zu, s o n d e r n d e r E n e r g i e v e r b r a u c h i s t w ä h r e n d d e r F ö r d e r s c h i c h t e n g r ö ß e r a l s in d e r N a c h t s c h i c h t u n d in d i e s e r w i e d e r h ö h e r als in d e n Z e i t e n d e s S c h i c h t w e c h s e l s .
F ü r d ie U n t e r s u c h u n g d e r E i n w i r k u n g d e s P r e ß l u f t - u n d d e s g e m i s c h t e n B e t r i e b e s w ä h r e n d e i n e r F ö r d e r s c h i c h t s e i v o r a u s g e s e t z t , d a ß in i h r 4 0 o/o d e s t ä g l i c h e n E n e r g i e v e r b r a u c h e s a n f a l l e n u n d d i e s e sich a u f 6,5 h v e r t e i l e n . U n t e r d i e s e n B e d i n g u n g e n w e r d e n bei r e i n e m P r e ß l u f t b e t r i e b 3 2 6 0 0 0 m 3 a. L.
u n d b e i g e m i s c h t e m B e t r i e b 6 1 3 0 0 m 3 a. L. s o w i e 2920 k W h v e r b r a u c h t , d e n e n e i n e W e t t e r m e n g e v o n 3 9 0 0 0 0 0 m 3 g e g e n ü b e r s t e h t .
R e i n e r P r e ß l u f t b e t r i e b b e w i r k t a l s d a n n e i n e E r w ä r m u n g d i e s e r W e t t e r m e n g e d u r c h T e m p e r a t u r a u s g l e i c h u n d W a s s e r a b s c h e i d u n g v o n 3 ° b e i e i n e m s ic h a u s g l e i c h e n d e n T e m p e r a t u r g e f ä l l e v o n 3 0° u n d v o n 5,5°, w e n n d a s T e m p e r a t u r g e f ä l l e a u f 7 0 ° s t e i g t . D e r l a s t e n h e b e n d e , N u t z a r b e i t v e r r i c h t e n d e T e i l d e s P r e ß l u f t v e r b r a u c h e s h a t d e m g e g e n ü b e r n u r e in e T e m p e r a t u r e r n i e d r i g u n g u m 0 ,3 ° z u r F o l g e . B e im g e m i s c h t e n A n t r i e b d a g e g e n e n t f a l l e n n u r 1 , 9 5 ° a u f E r w ä r m u n g d u r c h d e n e l e k t r i s c h e n S t r o m s o w i e 0,5 u n d 1,2° a u f d e n P r e ß l u f t a n t e i l b e i T e m p e r a t u r g e f ä l l e n v o n 30 u n d 7 0°. A u c h h i e r e r g i b t sich a l s o , u n d z w a r n o c h a u s g e p r ä g t e r u n d k l a r e r a ls v o r h i n , d a ß d e r g e m i s c h t e B e t r i e b n u r u n t e r b e s o n d e r n U m s t ä n d e n e in e g r ö ß e r e E r w ä r m u n g v e r u r s a c h t als d e r r e i n e P r e ß l u f t b e t r i e b . ln v ie l e n F ä l l e n d ü r f t e d a g e g e n d ie v o m g e m i s c h t e n B e t r i e b a u s g e h e n d e E r w ä r m u n g g e r i n g e r sein.
N o c h g r ö ß e r w e r d e n d ie U n t e r s c h i e d e , w e n n n i c h t ein E i n z i e h s c h a c h t , s o n d e r n z w e i o d e r m e h r v o r h a n d e n s i n d u n d d i e g l e i c h e P r e ß l u f t m e n g e n u r d u r c h e i n e n d i e s e r S c h ä c h t e in d ie G r u b e g e l e i t e t w i r d . A l s d a n n v e r t e i l t sic h d ie g l e i c h e o d e r w e n i g s t e n s d e r g r ö ß t e T e i l d e r a u s T e m p e r a t u r g e f ä l l e u n d W a s s e r a b s c h e i d u n g s t a m m e n d e n W ä r m e m e n g e a u f e i n e g e r i n g e r e W e t t e r m e n g e , a l s o b e n a n g e n o m m e n w o r d e n ist. D ie T e m p e r a t u r e i n e s s o l c h e n T e i l s t r o m s w i r d i n f o l g e d e s s e n d u r c h d ie P r e ß l u f t in e r h e b l i c h s t ä r k e r m M a ß e e r h ö h t , u n d z w a r im H ö c h s t f a l l u m d e n r e z i p r o k e n W e r t d e s A n t e i l s , d e r v o n d e r G e s a m t w e t t e r m e n g e a u f d e n T e i l w e t t e r s t r o m e n t f ä l l t , s o m i t z. B.
b e i h a l b e r W e t t e r m e n g e u m d a s D o p p e l t e . D i e s e r H ö c h s t f a l l w i r d i m m e r d a n n e r r e i c h t , w e n n d e r a n d e r e e i n z i e h e n d e T e i l s t r o m b e i m Z u s a m m e n t r e f f e n m i t d e r P r e ß l u f t z u f u h r l e i t u n g k e i n e w e i t e r e T e m p e r a t u r e r n i e d r i g u n g d e r P r e ß l u f t m e h r h e r v o r z u r u f e n v e r m a g , w e i l d a s T e m p e r a t u r g e f ä l l e im e r s t e n T e il - s t r ö m s c h o n a u s g e g l i c h e n ist. D i e s e r s t a r k e n E r w ä r m u n g e i n e s T e i l s t r o m e s s t e h t n a t u r g e m ä ß d a s F e h l e n j e g l i c h e r d u r c h P r e ß l u f t b e w i r k t e r E r w ä r m u n g e i n e s ä n d e r n T e i l s t r o m e s g e g e n ü b e r , w ä h r e n d in d i e s e m a r b e i t e n d e E l e k t r o m a s c h i n e n e i n e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g h e r b e i f ü h r e n w ü r d e n .
K e n n z e i c h n u n g d e r V e r h ä l t n i s s e i n e i n z e l n e n F l ö z b e t r i e b e n .
W i e l i e g e n d ie V e r h ä l t n i s s e in e i n e m F l ö z b e t r i e b , a l s o in e i n e m S t r e b m i t d e n b e i d e n z u g e h ö r i g e n A b b a u s t r e c k e n ? U m d i e s e F r a g e z u b e a n t w o r t e n , m u ß m a n f ü r d ie M e c h a n i s i e r u n g d e r F ö r d e r m i t t e l u n d d e r G e w i n n u n g s o w i e f ü r d ie W e t t e r m e n g e b e s t i m m t e A n n a h m e n z u g r u n d e l e g e n , u n d z w a r s e i e n h i e r a n g e n o m m e n : B a n d f ö r d e r u n g in d e r u n t e r n A b b a u s t r e c k e , S c h ü t t e l r u t s c h e n - o d e r e b e n f a l l s B a n d f ö r d e r u n g i m S t r e b , H e r e i n g e w i n n u n g d u r c h A b b a u h ä m m e r .
W e r d e n f ü r T e m p e r a t u r g e f ä l l e u n d W a s s e r a b s c h e i d u n g d i e g le i c h e n m ä ß i g e n W e r t e g e w ä h l t w i e in d e n f r ü h e m B e i s p i e le n , s o s i n d b e i m P r e ß l u f t b e t r i e b d i e in d ie u n t e r e A b b a u s t r e c k e e i n t r e t e n d e n W e t t e r w ä h r e n d d e r e ig e n t l i c h e n A r b e i t s z e i t e n b e r e i t s u m r d . 3 ° v o r g e w ä r m t . E i n e w e i t e r e E r w ä r m u n g d e r W e t t e r d u r c h d ie m i t P r e ß l u f t b e t r i e b e n e n M a s c h i n e n f i n d e t , i m g a n z e n g e s e h e n , n i c h t s t a t t , w e il d u r c h d i e a r b e i t e n d e P r e ß l u f t e i n e d e r R e i b u n g s a r b e i t g l e i c h w e r t i g e W ä r m e m e n g e d e n W e t t e r n w i e d e r e n t z o g e n w i r d . E s g i l t j e d o c h z u u n t e r s u c h e n , w o d i e s e r A u s g l e i c h j e w e i l s s t a t t f i n d e t , u n d o b e r sich f ü r d en H a u p t t e i l d e r B e l e g s c h a f t f ü h l b a r a u s w i r k t o d e r n ic h t . M a n s t e l l t d a b e i f e s t , d a ß d e r A u s g l e i c h f ü r d a s in d e r u n t e r n A b b a u s t r e c k e l i e g e n d e F ö r d e r m i t t e l n o c h in d i e s e r s e l b s t e r f o l g t , f ü r d ie B e l e g s c h a f t d e s S t r e b s u n d d e r S t r e c k e n v o r t r i e b e a l s o v o l l s t ä n d i g w i r k s a m ist. A n d e r s v e r h ä l t e s sic h d a g e g e n m i t d e m S t r e b f ö r d e r m i t t e l . H i e r m ö g e z u n ä c h s t n u r ein e i n z i g e r , a m o b e r n S t r e b e n d e a u f g e s t e l l t e r A n t r i e b s m o t o r v o r h a n d e n se in . D ie R e i b u n g s w ä r m e d e s F ö r d e r m i t t e l s s e l b s t t r i t t l ä n g s s e i n e r g a n z e n E r s t r e c k u n g a u f u n d w i r k t e r h ö h e n d a u f d ie W e t t e r t e m p e r a t u r . D a s M a ß d i e s e r E r h ö h u n g k a n n a u f e t w a 0 ,5 ° v e r a n s c h l a g t w e r d e n , u n t e r d e r V o r a u s s e t z u n g , d a ß 5 - 6 P S h f ü r d i e Ü b e r w i n d u n g d i e s e s T e i l e s d e r R e i b u n g s a r b e i t n o t w e n d i g s i n d u n d d ie W e t t e r m e n g e 4 0 0 m 3/ m i n b e t r ä g t . D e r A u s g l e i c h e r f o l g t e r s t a m A n t r i e b s m o t o r o d e r u n m i t t e l b a r o b e r h a l b d a v o n u n d i s t f ü r d en g r ö ß t e n T e i l d e r S t r e b b e l e g s c h a f t u n w i r k s a m . S in d j e d o c h 2 R u t s c h e n s t r ä n g e v e r l e g t u n d 2 A n t r i e b s m o t o r e n v o r h a n d e n , s o w i r k t s i c h d e r A u s g l e i c h d e r R e i b u n g s w ä r m e d e s u n t e r n R u t s c h e n s t r a n g e s f ü r die o b e r e H ä l f t e d e r S t r e b b e l e g s c h a f t v o l l s t ä n d i g a u s , w ä h r e n d d e r W ä r m e a u s g l e i c h b e i m ä n d e r n R u t s c h e n s t r a n g e r s t a m o b e r n S t r e b e n d e s t a t t f i n d e t , f ü r die S t r e b b e l e g s c h a f t a l s o n i c h t m e h r w i r k s a m ist. Ein in d e r o b e r n A b b a u s t r e c k e b e f i n d l i c h e s F ö r d e r m i t t e l s p i e l t f ü r d ie G r u b e n w e t t e r k e i n e n e n n e n s w e r t e R o lle, w e il n u r n o c h w e n i g e L e u t e in d i e s e r W e t t e r a b z u g s s t r e c k e b e s c h ä f t i g t s i n d . Im g a n z e n e r g i b t sic h a ls o , d a ß d ie W e t t e r t e m p e r a t u r im S t r e b bei r e i n e m P r e ß l u f t a n t r i e b u m 3 ° u n d f ü r T e i l e d e r S t r e b b e l e g s c h a f t u m e t w a 3 ,5° h ö h e r is t, als w e n n ü b e r h a u p t n i c h t m e c h a n i s i e r t w ä r e . V ie l l e i c h t ü b e r r a s c h t e s , d a ß h i e r b e i n i c h t d e s a b k ü h l e n d e n E i n f l u s s e s d e r d e n S t a p e l h a s p e l n e n t s t r ö m e n d e n P r e ß l u f t g e d a c h t ist. E i n e A b k ü h l u n g d e r W e t t e r t r i t t d a d u r c h n a t ü r l i c h ein, sie w i r d j e d o c h f ü r d e n g r ö ß t e n T e i l d e r B e l e g s c h a f t n i c h t w i r k s a m , w e i l d ie P r e ß l u f t m e i s t u n m i t t e l b a r in d en a u s z i e h e n d e n W e t t e r s t r o m g e l a n g t u n d i h r E i n f l u ß i n f o l g e d e s s e n in d i e s e m Z u s a m m e n h a n g v e r n a c h l ä s s i g t w e r d e n k a n n . D ie im S t r e b e i n g e s e t z t e n A b b a u h ä m m e r r u f e n d u r c h i h r e A r b e i t l e t z t e n E n d e s k e i n e r lei Ä n d e r u n g d e r W e t t e r t e m p e r a t u r h e r v o r . Z u b e
1222 G l ü c k a u f
r ü c k s i c h t i g e n i s t j e d o c h , d a ß d i e i h n e n e n t s t r ö m e n d e P r e ß l u f t in d e r u n m i t t e l b a r e n U m g e b u n g d e s a r b e i t e n d e n M a n n e s i n f o l g e i h r e r s o g l e i c h n a c h d e m A u s p u f f n o c h n i c h t w i e d e r a u s g e g l i c h e n e n n i e d r i g e m T e m p e r a t u r s o w i e i n f o l g e e i n e r g e w i s s e n E r h ö h u n g d e r L u f t b e w e g u n g g ü n s t i g e E i n w i r k u n g e n h a b e n d ü r f t e . D i e s e s i n d a b e r n i c h t s e h r e r h e b l i c h u n d z u d e m k u r z f r i s t i g , w e ii d ie L a u f z e i t e i n e s A b b a u h a m m e r s je S c h i e n t n u r 1 - 2 h b e t r ä g t .
N u n m e h r s i n d n o c h d i e V e r h ä l t n i s s e b e i g e m i s c h t e m B e t r i e b zu u n t e r s u c h e n , bei d e m die S c h l a g w e r k z e u g e d u r c h P r e ß l u f t u n d a ll e ü b r i g e n M a s c h i n e n d u r c h E l e k t r i z i t ä t b e t r i e b e n w e r d e n . A u c h h i e r i s t d ie V o r e r w ä r m u n g d e r in d i e u n t e r e A b b a u s t r e c k e e i n t r e t e n d e n W e t t e r z u b e r ü c k s i c h t i g e n , s ie b e t r ä g t j e d o c h n u r e t w a 0 , 5 - 0 , 7 ° , w e il d e r n o c h v e r b l i e b e n e P r e ß l u f t b e t r i e b d e r S c h a c h t a n l a g e e r h e b l i c h g e r i n g e r e D r u c k l u f t m e n g e n e r f o r d e r t . E in e w e i t e r e E r w ä r m u n g e r f o l g t d u r c h d i e e l e k t r i s c h b e t r i e b e n e n F ö r d e r m i t t e l . W e n n d a s e l e k t r i s c h a n g e t r i e b e n e B a n d in d e r K o h l e n a b f u h r s t r e c k e 10 k W h / h v e r b r a u c h t , s o t r i t t b e i e i n e r W e t t e r m e n g e v o n 400 u P / m i n e i n e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g u m 1,25° a u f , s o d a ß d ie W e t t e r n u r m i t e i n e r u m 1 , 2 5 + 0 , 6 = 1 ,8 5 ° e r h ö h t e n T e m p e r a t u r in d e n S t r e b e i n t r e t e n , w ä h r e n d r e i n e r P r e ß l u f t a n t r i e b u n t e r g l e i c h e n V e r h ä l t n i s s e n e i n e V o r e r w ä r m u n g v o n 3 ° h e r v o r r u f t . D ie W e t t e r g e l a n g e n a l s o b e i g e m i s c h t e m A n t r i e b u m 1° k ü h l e r in d e n S t r e b a ls bei P r e ß l u f t a n t r i e b . Bei E i n s a t z e i n e s e i n z i g e n S t r e b f ö r d e r m i t t e l s ( R u t s c h e o d e r B a n d ) i s t e s f ü r die M e h r z a h l d e r S t r e b b e l e g s c h a f t h i n s i c h t l i c h d e r W e t t e r t e m p e r a t u r g l e i c h g ü l t i g , o b d e r A n t r i e b m i t P r e ß l u f t o d e r m i t E l e k t r i z i t ä t e r f o l g t , l n b e i d e n F ä l l e n t r i t t d u r c h d ie R e i b u n g s w ä r m e d e s F ö r d e r m i t t e l s e in e E r w ä r m u n g u m 0 , 5 - 0 , 7 ° ein. E in A u s g l e i c h d i e s e r W ä r m e f i n d e t b e i m E l e k t r o m o t o r n i c h t s t a t t , s o n d e r n sie e r h ö h t s i c h n o c h u m d ie im M o t o r u n d G e t r i e b e e n t w i c k e l t e W ä r m e m e n g e . D a d i e s e j e d o c h e r s t a m o b e r n S t r e b e n d e e n t s t e h t , w i r d s i e f ü r d ie S t r e b b e l e g s c h a f t e b e n s o w e n i g f ü h l b a r w i e d e r W ä r m e a u s g l e i c h d u r c h d ie d e m P r e ß l u f t m o t o r e n t s t r ö m e n d e k a lt e P r e ß l u f t .
S i n d d a g e g e n z w e i S t r e b f ö r d e r m i t t e l v o r h a n d e n , s o b e w i r k t bei e l e k t r i s c h e m A n t r i e b d a s u n t e r e d e r b e i d e n e i n e E r w ä r m u n g d e r W e t t e r u m e t w a 1°, die f ü r d i e im u n t e r n S t r e b t e i l a r b e i t e n d e B e l e g s c h a f t in z u n e h m e n d e m M a ß e u n d f ü r d ie im o b e r n S t r e b t e i l g a n z f ü h l b a r ist. Bis z u r S t r e b m i t t e h a t e i n s c h l i e ß l i c h d e r V o r e r w ä r m u n g d u r c h d ie n o c h b e n u t z t e P r e ß l u f t e i n e T e m p e r a t u r z u n a h m e d e r W e t t e r u m r d . 3 ° s t a t t g e f u n d e n . D i e W e t t e r t r e t e n a l s o bei g e m i s c h t e m B e t r i e b m i t d e r g l e i c h e n T e m p e r a t u r in d ie o b e r e S t r e b h ä l f t e e in w i e b e i r e i n e m P r e ß l u f t b e t r i e b , bei d e m d u r c h d ie V o r e r w ä r m u n g e b e n f a l l s e i n e T e m p e r a t u r z u n a h m e d e r W e t t e r u m r d . 3 ° f e s t g e s t e l l t w o r d e n ist.
A u c h d ie w e i t e r e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g v e r l ä u f t bis u n m i t t e l b a r v o r d e n A u f s t e l l u n g s o r t d e s o b e r n A n t r i e b s m o t o r s bei P r e ß l u f t - u n d e l e k t r i s c h e m B e t r i e b p r a k t i s c h in g l e i c h e r W e i s e . E r s t h i n t e r d e m A u f s t e l l u n g s o r t f i n d e t b e i P r e ß l u f t e in A u s g l e i c h , d a g e g e n b e i E l e k t r i z i t ä t e i n e w e i t e r e T e m p e r a t u r z u n a h m e s t a t t , U n t e r s c h i e d e , d ie sich a b e r f ü r d e n H a u p t t e i l d e r S t r e b b e l e g s c h a f t n i c h t m e h r b e m e r k b a r m a c h e n . E r s t w e n n d r e i S t r e b f ö r d e r m i t t e l v o n g l e i c h e r L e i s t u n g e i n g e s e t z t s i n d , w i r d im o b e r n D r i t t e l d e s S t r e b e s d ie W e t t e r t e m p e r a t u r bei g e m i s c h t e m B e t r i e b u m r d .
1°
h ö h e r a l s b e i a u s s c h l i e ß l i c h e r V e r w e n d u n g v o n P r e ß
l u f t. A n d e r s e i t s is t bei s o l a n g e n S t r e b e n d i e W e t t e r m e n g e m e i s t g r ö ß e r a ls 4 0 0 m 3, s o d a ß in s o l c h e n F ä l l e n d e r e l e k t r i s c h e A n t r i e b e i n e g e r i n g e r e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g m i t sic h b r i n g t u n d a u c h b e i d r e i S t r e b f ö r d e r m i t t e l n e in f ü h l b a r e r U n t e r s c h i e d in d e r W e t t e r t e m p e r a t u r z w i s c h e n P r e ß l u f t u n d E l e k t r i z i t ä t f ü r d e n H a u p t t e i l d e r S t r e b b e l e g s c h a f t n i c h t b e s t e h t ; ih n w ü r d e e r s t e in v i e r t e r E l e k t r o a n t r i e b h e r b e i f ü h r e n .
Im g a n z e n e r g i b t s i c h s o m i t , d a ß in e i n e m S t r e b , a u s d e m d ie K o h l e m i t e i n e m S t r e c k e n b a n d a b g e f ö r d e r t w i r d , g e m i s c h t e r B e t r i e b d i e W e t t e r w e n i g e r e r w ä r m t , w e n n n u r 1 S t r e b f ö r d e r m i t t e l e i n g e s e t z t ist, d a ß bei 2 S t r e b f ö r d e r m i t t e l n d ie T e m p e r a t u r v e r h ä l t n i s s e d e r b e i d e n A n t r i e b s a r b e i t e n p r a k t i s c h g l e i c h s i n d u n d e r s t v o m 3. o d e r 4. S t r e b f ö r d e r m i t t e l a n f ü r d a s o b e r e D r i t t e l d e r S t r e b b e l e g s c h a f t bei e l e k t r i s c h e m A n t r i e b d ie W e t t e r t e m p e r a t u r u m r d . 1 ° C h ö h e r l i e g t a l s bei P r e ß l u f t .
Z u s a m m e n f a s s e n d k a n n a l s o a l s E r g e b n i s d e r g a n z e n B e t r a c h t u n g g e s a g t w e r d e n , d a ß d i e E l e k t r i z i t ä t o d e r , p r a k t i s c h a u s g e d r ü c k t , d e r g e m i s c h t e B e t r i e b d ie G r u b e n w e t t e r in v ie l e n F ä l l e n w e n i g e r e r w ä r m t a ls d e r r e i n e P r e ß l u f t b e t r i e b , d a ß h ä u f i g k ein f ü h l b a r e r U n t e r s c h i e d b e s t e h t u n d n u r bei s e h r s t a r k e r M e c h a n i s i e r u n g e i n e s A b b a u b e t r i e b s p u n k t e s d e r e l e k t r i s c h e A n t r i e b e i n e M e h r e r w ä r m u n g d e r W e t t e r u m 1 ° o d e r e t w a s d a r ü b e r h e r b e i f ü h r t , d i e s i c h j e d o c h n u r f ü r d e n im o b e r n S t r e b a b s c h n i t t a r b e i t e n d e n T e i l d e r B e l e g s c h a f t a u s w i r k t .
H i e r b e i i s t i m m e r n o c h v o r a u s g e s e t z t , d a ß sich die E r w ä r m u n g d e r W e t t e r d u r c h d i e in d ie G r u b e e i n s t r ö m e n d e P r e ß l u f t in m ä ß i g e n G r e n z e n h ä l t . W e r d e n d i e s e G r e n z e n ü b e r s c h r i t t e n , i s t a l s o d a s z w i s c h e n P r e ß l u f t z u l e i t u n g u n d e i n z i e h e n d e n W e t t e r n b e s t e h e n d e T e m p e r a t u r g e f ä l l e h ö h e r a l s 2 5 - 3 0 ° , s o s t e i g t n a t u r g e m ä ß d i e Ü b e r l e g e n h e i t d e r E l e k t r i z i t ä t , d. h. a u c h in e i n e m s t a r k m e c h a n i s i e r t e n F l ö z b e t r i e b k a n n d a n n d i e E r w ä r m u n g d e r W e t t e r b e i g e m i s c h t e m B e t r i e b g e r i n g e r s e i n a l s bei r e i n e m P r e ß l u f t b e t r i e b .
M ö g l i c h k e i t e n z u r M i l d e r u n g d e s e r w ä r m e n d e n E i n f l u s s e s d e r P r e ß l u f t .
D e r e r w ä r m e n d e E i n f l u ß d e r P r e ß l u f t a u f d ie G r u b e n w e t t e r l ä ß t sic h e i n m a l d a d u r c h v e r r i n g e r n , d a ß sie s o w e i t w i e m ö g l i c h d u r c h E l e k t r i z i t ä t e r s e t z t w i r d . D i e s e M a ß n a h m e f i n d e t i h r e B e g r ü n d u n g in d e r T a t s a c h e , d a ß g e m i s c h t e r B e t r i e b v i e l f a c h e i n e g e r i n g e r e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g d e r W e t t e r a l s r e i n e r P r e ß l u f t b e t r i e b h e r v o r r u f t . F e r n e r w i r d e s in v ie le n F ä l l e n g e b o t e n s e i n , d a s z w i s c h e n e i n z i e h e n d e n W e t t e r n u n d P r e ß l u f t z u f u h r l e i t u n g v o r h a n d e n e T e m p e r a t u r g e f ä l l e h e r a b z u s e t z e n , d. h. d i e P r e ß l u f t m ö g l i c h s t w e i t a b z u k ü h l e n , e h e s i e m i t d e n e i n z i e h e n d e n W e t t e r n z u s a m m e n t r i f f t . H i e r f ü r b i e t e n s i c h in d e r H a u p t s a c h e z w e i M i t t e l . D a s e i n e is t d i e N a c h k ü h l u n g d e r v o m K o m p r e s s o r k o m m e n d e n P r e ß l u f t , s o d a ß sie n u r m i t 4 0 - 5 0 ° — e i n e g e r i n g e r e T e m p e r a t u r w i r d o h n e b e s o n d e r e M a ß n a h m e n in d e r R e g e l n i c h t zu e r r e i c h e n s e i n — in d e n S c h a c h t t r i t t . D a s a n d e r e M i t t e l , d a s a u ß e r d e m o d e r a l l e i n a n g e w a n d t w e r d e n k a n n , b e s t e h t in d e r V e r l e g u n g d e r H a u p t p r e ß l u f t l e i t u n g a u s d e m E i n z i e h s c h a c h t in e i n e n A u s z i e h s c h a c h t . B i s h e r is t a u f z a h l r e i c h e n S c h a c h t a n l a g e n d ie A u f n a h m e v o n P r e ß l u f t h a u p t l e i t u n g e n im A u s z i e h s c h a c h t v e r m i e d e n w o r d e n , u n d z w a r h a u p t s ä c h l i c h w o h l d e s h a l b , w e i l d i e R o h r l e i t u n g e n s t a r k e r K o r r o
