üLÜCKÄUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
68. Jahrg.
Nr. 52 24. D ezem b er 1932
D eu tsch e Abteufarbeiten in Rußland.
Von D i p l o m - B e r g i n g e n i e u r K. D e m e l , Essen.
Schon seit Jahren sind deutsche Unternehmer in Rußland an der Durchführung des bekannten Industrie- aufbaus beteiligt, w ob e i auch einige Abteuffirmen tech
nische Hilfe durch Stellung von geschulten Mannschaften für das Niederbringen von Schächten und den Ausbau von Bergwerksanlagen geleistet haben. Die geschlossenen Verträge sind neuerdings fast allgemein wieder aufgelöst worden. Im folgenden wird kurz über die von zwei bekannten deutschen Firmen in den letzten Jahren aus
geführten Abteufarbeiten berichtet.
A b t e u f b e t r i e b e b e i K i s e l (Nordural).
Hoch im N orden des Uralgebirges beabsichtigte der russische Abteuftrust, das gute und ausgedehnte Stein
kohlenvorkommen bei der Stadt Kisel, das schon länger mit Hilfe zahlreicher kleiner, meist tonnlägiger Schächte und Stollen ausgebeutet wird, durch neuzeitliche G ro ß schachtanlagen weiter zu erschließen. Zunächst sollten zwei Schächte abgeteuft werden, w o z u man deutsche Schachthauer, Handwerker und Beamte heranzog. Die Schwierigkeiten, welc he plie Übertragung der Arbeiten an deutsche Firmen veranlaßt haben, bestehen darin, daß die mit 1 8 - 6 0 ° einfallenden Flöze im Liegenden und Hangenden von mächtigen Kalksteinbänken begleitet werden, die infolge starker Auslaugung erheblich zer
stört sind und eine karstartige Beschaffenheit zeigen.
Infolge der Zersetzung haben sich große, mit T on und Wasser ausgefüllte Hohlräume und Klüfte gebildet. Der Kalkstein stellt seiner Z usam m ensetzung nach eine Über
gangsstufe zum Mergel dar und besitzt in seinem G e füge eine Reihe von wasserunlöslichen Bestandteilen.
Der Ton befindet sich in höchster Dispersion und wegen des im Wasser enthaltenen C a ( O H ) 2, das von der Zer
setzung des Kalksteins herrührt, in suspendiertem Zustand.
Zu diesen an sich schon ungünstigen Gebirgs- verhältnissen kommt erschwerend die hydrologische Eigenart des Gebietes hinzu. Infolge der unmittelbar zutage tretenden ausgelaugten Kalksteinschichten und der gebirgigen Oberflächenausbildung werden die im N o r d ural erheblichen Niederschlagsmengen von den Klüften und Spalten des Untergrundes gleichsam aufgesogen.
Der das Wasser zunächst aufnehmende Kiselbach, der sein Bett tief in die Kalksteinschichten eingegraben hat, tritt bei Ü berschw em m ungen nur kurze Zeit über die Ufer, weil er die Hauptwassermengen an den G ru n d wasserstrom abgibt. Die ungeheuern Grundwassermassen mit verhältnismäßig schneller Ström ung und die große Anzahl von Hohlräumen im Kalkstein (durchschnittlich 121/2%, an manchen Stellen sogar bis zu 5 0 % ) bilden für das Abteufen Ausnahmeverhältnisse, welche die A n
wendung besonderer Verfahren erfordern.
Der erste der genannten Schächte wurde aus hier nicht zu erörternden Gründen im H angenden der F lö z gruppe angesetzt und mußte daher die ungünstige Schichtenfolge in vollem U m fan ge durchsinken. Man
wählte zunächst das Versteinungsverfahren, das aber angesichts der sich einstellenden Schwierigkeiten bald aufgegeben wurde. W e ge n des im Wasser fein aufgelösten T ones war nämlich ein Zementieren der Hohlräume und Spalten in der üblichen W eise schlecht durchführbar und außerdem w egen der meist viele Kubikmeter fassenden Klüfte sehr kostspielig, ganz abgesehen von der schwierigen Beschaffung so großer Zementmengen.
Man entwickelte deshalb ein Abteufverfahren, das im russischen Schrifttum als Verlehm ung bezeichnet wird und hier zum ersten Male A n w e n d u n g gefunden hat.
Da in Deutschland bisher w e n ig darüber veröffentlicht worden ist, sollen die Versuche, die schließlich zu dem neuen Verfahren geführt haben, etwas eingehender b e handelt werden.
Laboratoriumsversuche in einem wissenschaftlichen Institut in Leningrad hatten ergeben, daß die Versteinung von tonhaltigen Massen unter besondern Bedingungen vor sich geht. Geeignet sind hierfür schnell bindende Zemente bei Verw endung von Wasserglas. Die Versuche verfolgten das Ziel, den w eg e n der großen Klüfte erheb
lichen Bedarf an Zement möglichst einzuschränken und diesen ganz oder teilweise durch einen ändern Stoff zu ersetzen. Da eine mit Zugabe einer Emulsion aus W asser
glas und CaCI2 v orgenom m ene Versteinung im Schacht gle ichw ohl einen sehr hohen Zementverbrauch ergab, stellte man neue Versuche mit Sandbeim engungen an.
Hierbei trat aber bei Zusatz von mehr als 1 0 % Sand eine Entmischung von Zement und Sand ein. Außer
dem wurden die Pum pen stark angegriffen. Man nahm deshalb Sägespäne als Zusatzmittel und weiterhin In
fusorienerde und Silikate, w obei jedoch der Zem ent
verbrauch immer noch hoch blieb, z. B. 3 0 0 t je m Bohrloch, entsprechend einem Kostenaufwand von 1 2 0 0 0 Rubel je m. Die weitern Versuche erstreckten sich auf die V erw endung v o n T on als Zusatz und waren schließlich von Erfolg begleitet. Der T on wurde sehr fein gemahlen, so daß er Korngrößen von 0,2 bis 0 ,0 0 2 mm aufwies. Je mehr er sich dem kolloidalen Zustand näherte, desto besser gelang die Versteinung, allerdings auch desto langsamer. Man setzte deshalb Chemikalien zu, die einen schnellem Niederschlag her
vorrufen sollten. Das Endergebnis aller dieser Versuche war die Verw endung von Lehm mit 9 - 1 1 % Zement, w obei zur Beschleunigung des Absetzens hin und wieder CaCI2 zugefügt wurde. Durch Benutzung von heißem Mischwasser erzielte man eine bessere A u flö su n g des Lehmes und eine dickere Emulsion. Übermäßig fetter Lehm eignete sich nicht für die Mischung, weil er im Mischbottich zu schwer löslich war. In großen Zügen v o llz o g sich die Verlehmung in vier Arbeitsabschnitten, nämlich 1. Einpressen von Lehm unter Druck von 2 0 —4 0 at, 2. Einpressen von Zement unter Druck von 6 0 - 1 0 0 at, 3. nochm aliges Einpressen v o n Lehm und Zement, 4. Sc hließung des Zementierloches.
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Durch die geschilderten Maßnahmen gelang es, die Wasserzuflüsse von 3 0 0 m 3 auf 2 0 I je h herabzusetzen.
Die Verlehm ung erfolgte in einer Schachtteufe von rd.
8 2 bis 107 m und war in etwa 3 Monaten beendet, einem Zeitraum, der auch für die vorhergehenden Sätze erforderlich gewesen war. Die Einsparung an Zement betrug etwa 7 0 - 9 0 °/o. Die beim Abteufen freigelegte Lehmkluft ließ einwandfrei den eingespülten Lehm er
kennen, der infolge des mit hohem Druck nachgepreßten Zementes die wünschenswerte Festigkeit g e w o n n en hatte (Abb. 1). Die Abteufarbeiten wurden daraufhin unter gleichen oder ähnlichen Bedin gungen bis zur Durch
fahrung der Kalksteinbank weitergeführt. Den deutschen Beamten und Arbeitern ist ein großer Teil dieser Erfolge zu verdanken.
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Abb. 1. Stoß d e s G r o ß s c h a c h t e s 1 bei Kisel nach e r f o l g t e r V er le h m u n g .
Die langwierigen Versuche hatten naturgemäß den Fortschritt der Abteufarbeiten gehemmt. Dazu kam, daß beim Anbohren einer Wasserkluft der Absperrhahn des Standrohres nicht schnell g e n u g geschlossen werden konnte und der ganze Schacht voll Wasser lief. Bei der vorhandenen Pumpenanlage kostete es erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand, ehe weitergebohrt werden konnte.
Vielfach verursachte auch die Beschaffung der nötigen Abteufeinrichtungen Zeitverluste. Trotz alledem wurde
der wirtschaftliche Erfolg des Abteufens, der nur dem neuen Verfahren der Verlehmung zu verdanken war, von den Sowjetbehörden gebührend gefeiert. Der an den Versuchen beteiligte Ingenieur erhielt einen Siaatspreis.
Beim Ansetzen des zweiten Schachtes und des dazu gehörigen Wetterschachtes war man auf möglichste Ver
meidung der mächtigen und stark zerklüfteten Gestein
zone bedacht. Der Ansatzpunkt wurde deshalb so gewählt, daß der Schacht die obern hangenden Kalk
steine nicht berührte und nur die noch nicht aus
gelaugten untern Kalkbänke im Liegenden der Flöze zu durchteufen hatte (Abb. 2). Als billigstes und schnellstes Verfahren kam hier allein das Abteufen von Hand in Betracht. Die Schächte erhielten einen lichten Durch
messer von 7,6 m und 6 m und sollten hauptsächlich für Gefäßförderung ausgebaut werden. Das jährliche Fördersoll war mit 1 Mill. t Kohle je Förderschacht festgesetzt.
Der Steinkohlenbezirk von Kisel liegt an der Eisen
bahnstrecke Swerdlowsk (früher Jekaterinenburg)-Ussolje und umschließt das größte Steinkohlenvorkommen des Urals. Die erschürften Kohlenvorräte sind auf 3 2 8 Mill. t berechnet worden. Der Fünf- bzw. Fünfzehnjahresplan sieht in diesem Bezirk den Bau von mehr als 3 0 neuen Großschachtanlagen vor.
G e f r i e r - u n d V e r s t e i n u n g s s c h ä c h t e b e i S o l i k a m s k (Nordural).
Im Jahre 19 2 9 wurde die erwähnte Eisenbahnlinie S w e r d l o w s k - U s s o l j e bis zu der nördlich gelegenen alten Stadt Solikamsk verlängert. G eo lo g isch e Untersuchungen hatten in der U m g e b u n g der Stadt in rd. 2 0 0 m Teufe ein ausgedehntes und wertvolles Kalivorkommen festgestellt, zu dessen Erschließung eine Reihe von Schächten ab
geteuft werden sollte.
Auch hier wurde das Niederbringen der Kalischächte einer bekannten deutschen Gefrierschachtbaugesellschaft übertragen. Die Schwierigkeiten waren in diesem Zech
steingebiet w egen der durch jahrhundertelangen Sol- betrieb entstandenen großen Hohlräume und der starken Laugenführung sehr groß. Die Schächte, von denen der eine nach dem Gefrierverfahren mit vollständiger deutscher Ausrüstung, der andere nach dem Versteinungs- verfahren glücklich niedergebracht worden ist, werden von deutschen Sachverständigen den schwierigsten und gefähr
lichsten Schächten des deutschen Kalibergbaus gleich
gestellt1. Es sei hier nur kurz erwähnt, daß die Russen den ersten Kalischacht selbst abzuteufen versucht und von N o vember 1927 bis Dezember 1928, also in 13 Monaten, im ganzen einen Fortschritt von 78 m erreicht haben. Dagegen sind von der deutschen Firma für die Fertigstellung des Schachtes bis zu 2 6 0 m Teufe sow ie für das Niederbringen des zweiten Schachtes von gleicherTeufe unter selbst nach deutschen Gesichts
punkten sehr schwierigen Verhältnissen etwa 16 Monate reine Bauzeit benötigt worden. Die gelu ngenen Arbeiten haben seitens der Russen volle Anerkennung g e funden; das Zusammenarbeiten mit den russischen Behörden und Ingenieuren war überhaupt als sehr gut zu bezeichnen.
’SB /fa/fo/e/zy (SU •Sand.scft/efer !£3 /fo/i/ensc/j/efer E3 'Sanc/sfe/n H /fo/7/e
Abb. 2. Profil u n d A n s a t z p u n k t des O r o ß s c h a c h t e s 2 bei Kisel.
A b t e u f b e t r i e b e in S ü d r u ß l a n d . Bei den Abteufbetrieben in Süd
rußland handelte es sich ebenfalls durch
w e g um bemerkenswerte und oft recht
1 D e m e l , Kali 1932, S. 306.
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den Russen niedergebrachte Schächte in schlechten G e b i r g s s c h i c h t e n erweitert, begradigt oder weiter ab
geteuft werden.
Schacht O ga ro w k a -R u d n ik 5 a.
Eine sehr fesselnde Aufgabe galt es im Tulaer Bezirk, südlich von Moskau, auf der Schachtanlage Ogarowka- Rudnik 5 a zu lösen. Bei Übernahme der Arbeiten fand man einen rechteckigen Schacht von 3 , 1 2 X 2 , 3 2 m Querschnitt und 6 9 ,2 0 m Teufe vor, der zur Aufnahme der ersten Becherwerk-Schachtförderung in Rußland be
stimmt und bei 6 9 m mit einem rd. 180 m entfernt liegenden Schacht durchschlägig war. Der hölzerne A us
bau war auf einer Seite von 0 bis 31 m um rd. 0,3 0 m abgesunken und wurde vom Tage aus durch 12 Seile gehalten. Der Schacht hatte sich, wahrscheinlich infolge Zubruchgehens eines Schachtteiles während des Ab- teufens, aus seiner senkrechten Lage verschoben. Die Brüche gingen bis zu Tage, w o sich die Ackersohle um etwa 1 m gesetzt hatte. Die benachbarten Tagesanlagen zeigten eine bedenkliche N e ig u n g und konnten nicht mehr benutzt werden. Als Fördermaschine diente ein Trommelhaspel ohne Versteck- und ohne jegliche Teufen- zeigervorrichtung.
Das den Schacht um gebende Gebirge bestand aus Schwimmsand mit eingelagerten Kalksteinbänken, die in Schachtnähe stark gestört waren.
Die Aufgabe der deutschen Mannschaft bestand darin, den Schacht auszurichten, von 13 bis 23 m zu erweitern und von 21 bis 35 m in Eisenbeton auszubauen. Bei Milte Schacht mußte eine Maschinenkammer von 5,12 m Höhe, 5,6 m Breite und 5,8 m Länge als Antriebsstelle des Becherwerks vorgetrieben und außerdem der Schacht zur Aufnahme der Becherwerksgrube von 4,5 X 4,5 m Querschnitt um 7 m vertieft werden. Bei 6 9 m war das Füllort in Eisenbeton herzustellen, w o u. a. 2 Wip per
anlagen, Zerkleinerungswalzen, Klassiersiebe und die Zuführungseinrichtung zu dem Becherwerk Aufstellung finden sollten. Den größtenteils eingestürzten und unter starkem Druck stehenden Verbindungsquerschlag mußte man neu aufwältigen und eine Pum penkam mer von 4 X 5 X 3 . 5 m G röße schaffen.
Der deutsche Vorschlag, den Schacht von 21 bis 13 m zuzustürzen, wurde von den Russen zunächst ab
gelehnt, später jedoch, als sich kein anderer A u sw eg mehr bot, durchgeführt. Zunächst schritt man zur Er
richtung der Tagesanlagen, w ie Förderturm, Förder
maschine usw. Schon das Zustürzen des Schachtes er
forderte erhebliche Anstrengungen, weil infolge des dauernden starken Schneefalles die Gleisanlagen nicht freigehalten werden konnten und alles Material unter Eis und Schnee hervorgeholt und auf kleinen Schlitten herbeigeschafft werden mußte. In 4 Tagen war der Schacht bis zu 21 m verfüllt, nachdem man vorher bei 21,40 m die Z im m erung vorsichtig herausgenommen und in einer einigermaßen festen Kalksteinbank einen Mauerfuß eingebracht hatte. Darauf erfolgte die Er
weiterung und Ausrichtung des Schachtes mit Hilfe von Getriebezimmerung, w o b e i man w eg en des druckhaften Schwimmsandes und des starken Wasserzuflusses von 300 l/min mit doppeltem Bohlenverzug anstecken mußte.
Hinter der alten B olzenschrotzim m erung wurden Hohl- räume angetroffen, die teils mit Schwimmsand, teils mit Holzklötzen ausgefüllt waren, an denen die neu ein gerammten Spundpfähle immer wieder hängen blieben.
Zum Zurückdämmen des S chw im m sandes fand eine
Schachtes erfolgte in einer 4 0 cm starken Betonwand mit
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starker Eisenbewehrung. Diese Erweiterungsarbeiten waren nach 7 mühevollen Arbeitswochen beendet und stellten den ersten schwierigen Arbeitsabschnitt dar.Anschließend wurde bei 3 3 ,15 m Teufe die Maschinen
kammer aufgefahren. Das herauszunehmende Gebirge be
stand aus nachgefallenem Geröll und Schw im m sand mit teilweise >/2 m 3 großen Kalksteinblöcken aus der hangen
den Schicht, die das Vortreiben der Getriebezim merung sehr erschwerten. Schon zu Anfang ließen sich mehrere Schwimmsanddurchbrüche trotz größter Vorsicht nicht vermeiden; man stellte daher die Arbeiten zunächst ein, weil zu befürchten war, daß sich die Unruhe des G e birges auf den frischen und noch nicht abgebundenen Beton der Schachtwandung übertrug. Nach 14 Tagen wurde der Vortrieb wieder fortgesetzt. Er erfolgte w e ge n der H öhe der Kammer in 2 Scheiben und unter Auf
fahren einer Begrenzungsstrecke von 1,40 m Breite (Abb. 3). Durch die bis zu Tage gehenden Brüche machte sich in dieser Zeit ein lang anhaltender Regen durch starken Wasserzufluß unangenehm bemerkbar.
Abb. 3. M a s c h i n e n k a m m e r für d e n S c h a c h t mit B e c h e r w e r k f ö r d e r u n g O g a r o w k a bei Tula.
Bereits beim Vortrieb der ersten Meter zeigte sich, daß die Kammer in sehr schlechtem Gebirge lag, in dem vermutlich sogar die Fundamente dauernden Verschiebungen ausgesetzt sein würden. Auch konnte der verhältnismäßig große Hohlraum der Kammer dem Schacht gefährlich werden. V on deutscher Seite wurde deshalb erneut vorgeschlagen, den Bau der M aschinen
kammer zu unterlassen und statt der Becherwerk- eine Korbförderung zu verwenden. Jedoch war das Becher
werk schon bei einer deutschen Firma bestellt, und die Russen wollten ihren einmal gefaßten Plan nicht auf
geben. Die Arbeiten wurden deshalb weitergeführt. In
zwischen hatte man in H ö h e der künftigen G ew ölbedecke mehrere Filterrohre eingebaut, w odurch der W asser
zufluß beim Auffahren der Strecke etwas nachließ. Trotz aller dieser Schwierigkeiten wurde die untere Scheibe der Maschinenkammer in 3,25 m H ö h e mit 18,35 m Begrenzungsstrecke in 27 Arbeitstagen mit täglich 3 Schichten fertiggestellt. Der Ausbau der A u ß en w an gen in Eisenbeton von 0 ,5 0 m Stärke erforderte 3 2 Tage.
Anschließend erfolgte der Vortrieb im obern A b schnitt, w o wider Erwarten erhebliche W asserm engen auftraten. In kurzen Abständen mußte immer wieder der nur w e n ig und vorsichtig geöffnete Ortstoß mit Hanf und Heu ausgestopft werden, bis sich das Gebir ge beruhigt hatte. Inzwischen war große Kälte eingetreten, die den einziehenden Schacht stark vereiste und das Arbeiten bei 2 0 - 3 0 ° Kälte noch mehr erschwerte.
Trotz größter Vorsicht fand fast alle 2 Tage ein S c h w i m m
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sanddurchbruch statt, der bei den großen Kalkstein
blöcken nicht zu vermeiden war. Teilweise waren die Durchbrüche so stark, daß nacheinander 2 - 3 Felder der Begrenzungsstrecke durch dichte Heufilter zugesetzt werden mußten. Zur Beruhigung des Gebirges wurde dann einige Tage die Arbeit unterbrochen. Am zweiten Weihnachtstage 19 3 0 war der Vortrieb der B egrenzungs
strecke der obern Scheibe glücklich beendet; er hatte volle 4 W o c h e n beansprucht. Auch das Betonieren der Stirnwand und das Ableiten des Wassers erforderten langwierige, sorgfältige Arbeit. Zur Vornahme der S p u ndun g in der Decke der Kammer waren umfang
reiche Sicherungsarbeiten im Schacht notw endig. Die Begrenzungsstrecke hatte das Gebirge und den S ch w im m sand so gründlich entwässert, daß das Spunden der Decke keine erheblichen Schwierigkeiten mehr be
reitete; der Einbau der Deckenträger (INP 36) war am 28. Januar 1931 abgeschlossen. Das gewissenhafte A b fangen der Quellen, das Einsetzen von Entwässerungs
rohren so w ie von drei Rohren für etwa notwendige spätere Versteinung und die Einbringung des Betons zwischen den Trägern bildeten die Endarbeiten. Die Maschinenfundamente mußten auf einer 2 m tiefer liegen
den Kalksteinbank errichtet werden.
Der Bau der Maschinenkammer dauerte im ganzen rd. 5 Monate, w obei zu berücksichtigen ist, daß häufig selbst die einfachsten Arbeiten durch Mangel an g e eigneten Geräten und W erkzeug gehem m t wurden. So gab es übertage viele W o ch en lang keine Werkstatt;
es fehlte an Handwerkzeug, das bei jedem Schacht
abteufen zuerst zu beschaffen ist. Auf Drängen der deutschen Betriebsleitung stand schließlich eine brauch
bare Abteufausrüstung zur Verfügung. Im übrigen er
kannten die russischen Behörden die Leistungen der Deutschen voll an und waren bemüht, das Leben ihrer Helfer einigermaßen angenehm zu gestalten.
Auch die gleichzeitig mit der Herstellung der Maschinenkammer ausgeführten Füllortarbeiten, das Ver
tiefen des Schachtes um 7 m sow ie das Aufwältigen der Verbindungsstrecke brachten manche unliebsame Überraschung. Dazu kam, daß die aus der Landwirt
schaft stammenden russischen Arbeiter, denen jeder Handgriff gezeigt werden mußte, häufig wechselten.
Steinkohlenschachtanlage Uslowaja bei N ikitow ka (Bezirk Charkow).
Im Gegensatz zu den bisher erörterten Schächten' waren die Gebirgsverhältnisse hier für das Abteufen keineswegs ungünstig. Die Schichtenfolge setzte sich aus 5 6 % Tonschiefer, 1 9 % Sandschiefer, 9 , 8 % Schiefer, 8,6 % Sandstein und aus 6,6 % Kalkstein zusammen, der in manchen Bänken stark wasserführend war. Gleichwohl blieben die Leistungen hinter den Erwartungen zurück, weil selbst die notwendigsten Materialien fehlten und die Belegschaft neben den w enig en Deutschen aus Nicht
bergleuten bestand und dauernd wechselte. Der Wasser
zufluß betrug regelmäßig 2 5 0 - 3 5 0 1/min, die sich mit den vorrätigen Zentrifugal pumpen gut hätten heben lassen, wenn die Motoren dazu vorhanden gew esen wären. Das Wasser mußte also mit Kübeln zutage gefördert werden, w o b ei häufig auf 1 Bergekübel 3 und mehr Wasserkübel entfielen. Recht störend wirkten sich auch die schlechten Sprengstoffe und vor allem die M omentzünder aus. Das benutzte Ammonsalpeter war für die harten Kalkstein
bänke zu schwach und hinterließ sehr lästige Nach
schwaden. Außerdem war das Stromzuführungskabel so schlecht, daß schon deshalb viele Versager beim
Schießen auftraten. Ein Ohmmeter stand zur Verfügung, jedoch fehlte die Batterie.
Als der Schacht, dessen Tagesanlagen Abb. 4 zeigt, schon über lOO'm tief war, gab es immer noch keine Kübelführung, weil Spannlager und Seile fehlten. Auch
Abb. 4. S c h a c h ta n la g e U s lo w aj a, Bezirk C h a rk o w .
eine Schwebebühne konnte längere Zeit mangels des nötigen Eisens nicht beschafft werden. Sorge bereiteten ferner die Bohrhämmer und der Bohrstahl. Arbeits
unterbrechungen traten fast täglich ein infolge Aus
bleibens des Lichtstromes, Stillstandes der Förder
maschine (keine Kohle) oder ungen ü gen d en Preßluft
druckes. Eine Zementiereinrichtung war nicht vorrätig, auch nicht zu beschaffen. Dauernde Vorstellungen bei der russischen Verwaltung um Bereitstellung einer betriebs
fähigen Pum pe waren erfolglos, bis schließlich eine stark wasserführende Kalksteinbank angebohrt wurde und trotz schnellen Zustopfens des Bohrloches das Wasser durch das gebräche Gebirge drang und den Schacht zum Er
saufen brachte. Nunm ehr wurde eine P um pe geliefert, so daß die Abteufarbeiten ihren Fortgang nehmen konnten.
W enn trotz aller dieser Übelstände etwas über 20 m je Monat abgeteuft wurden, so bedeutet das für den Eingeweihten eine achtbare Leistung. Leider fand in diesem Falle, bei dem das Zusammenarbeiten der deutschen und örtlichen russischen Stellen zu wünschen übrig ließ, die aufreibende Arbeit der deutschen Beamten und Arbeiter nicht die verdiente W ürdigung.
Schachtanlage Bobriki 8 und 8 a (Tula).
ln einem ändern Bezirk Südrußlands waren von den Russen nahe beieinander runde, eckige und ellipsenförmige Schächte in Angriff g en o m m e n worden.
Schwierigkeiten bot hier das Gebirge, das hauptsächlich
Abb. 5. S ch ac h ts o h l e des S ch a c h te s Bobriki 8 bei Tula.
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aus Schwimmsand mit Findlingen und aus Kalkstein
bänken bestand. Die Schächte, die zum Teil schon seit Jahren außer Betrieb standen, wurden meist erweitert und mit rundem Querschnitt versehen. Nachdem die in
folge großer Schwim msanddurchbrüche schief stehenden Türme abgerissen und durch neue ersetzt worden waren, begannen die Abteufarbeiten. Die Verhältnisse auf der Sohle des einen Schachtes Bei Übernahme der Arbeiten veranschaulicht Abb. 5. Die Schachtsohle wurde sofort mit einem Betonklotz von 2 m H ö h e versehen und die Kalksteinbank, die 2,5 m 3 Wasser je min lieferte, ver- steint. Die A n ord n u n g der Zementierlöcher in dem rechteckigen Schacht ist aus Abb. 6 ersichtlich. Die Versteinung gelang nach fünfmaligem Aufbohren der Löcher. Die weitern Arbeiten erforderten in 5 ändern Kalksteinbänken langwierige, aber erfolgreiche Ver- steinungen. D ie einzelnen Schwimmsandschichten von 3 - 4 , 2 0 m Mächtigkeit wurden mit Hilfe von Getriebe
arbeit bemeistert. Hier waren es besonders die Findlinge, die den Vortrieb stark behinderten. Der Arbeitsfortschritt betrug trotz der mannigfachen geschilderten Schwierig
keiten, die natürlich durch Mangel an Materialien, wie Sand, Kies, Zement, Bohrstahl, Schaufeln, Hacken usw., vermehrt wurden, durchschnittlich 4,6 0 m je Monat.
aber erst bei 190 m auftritt, dürfte mit gr o ß e m Wasser
zuflüssen als etwa 2 m 3/min kaum zu rechnen sein.
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Abb. 6. A n o r d n u n g d e r V e r s t e i n u n g s l ö c h e r beim r e c h t e c k i g e n S c h a c h t Bobriki 8.
Allein die durch Ausbleiben von Strom, Dampf und Preßluft verursachten Stillstände betrugen durchweg 2 0 - 2 5 % der Arbeitszeit. In diesem Falle zeigten die russischen Behörden größtes Entgegenkom m en und Ver
trauen zu der Tüchtigkeit der deutschen Helfer.
Schachtanlage Schtscheglow ska Nr. 1 (Sibirien).
Vor eine schwierige Aufgabe stellte das Schichten
profil bei Schtscheglowska, südlich von Nowosibirsk (Sibirien). Hier dauerten allein die Vorarbeiten, die sich auf die Wahl des günstigsten Schachtansatzpunktes s o wie des geeigneten Abteufverfahrens und Ausbaus er
streckten, beinahe 1 Jahr. Das für eine Doppelschacht
anlage vorgesehene Gebiet liegt am linken Ufer des Flusses Tom. Einige Bohrungen hatten ungefähr fol
genden Schichtenaufbau nachgewiesen: von 0 bis 29 m Ton, darunter rd. 3 m Sand, 5,5 m Kies und bei 37,5 m das Steinkohlengebirge. Der T on gliedert sich wieder in eine dünne Humusschicht, sandigen Lehm boden und blauen Ton. Im D eckgebirge treten zwei wasserführende Horizonte auf, von denen der obere innerhalb von 4 Schichten verläuft und der untere an die Kiesschicht gebunden ist. Die sogenannte Kiesbank besteht aus Schwimmsand mit Findlingen. Die Wasserhorizonte sind verschiedenartig. Während der untere teilweise unter beträchtlichem Druck steht und som it artesisch und sehr wasserreich ist, führt der obere weniger Wasser, aber immer noch gen u g, um mehrere hundert Brunnen zu speisen. Bisher ist noch nicht geklärt, ob die beiden Horizonte Zusammenhängen, w enn auch manche A n zeichen dafür sprechen. Die Hauptwasseradern des Kar
bons sind an die Flöze geknüpft. Da die Schächte nur 150 m Teufe zu erreichen brauchen, das oberste Flöz
E 3 ¿andsfe/rr ^ Tonsc/r/e/er ESä ösnäig. Tonsc/i/efer ■ ffofr/e [Q iSanc/sc/iiefer ü l /foM ensc/r/e/er E 3 ff/e s u Sc/m/mmsanc/
S 3 T o rr/ö a n rf EO iSanc/ S53 Tort
Abb. 7. G e b i r g s p r o f i l des S c h a c h te s S c h t s c h e g l o w s k a Nr. 1 (Sibirien).
' %
Die Schwierigkeit des Durchteufens dieses Schichten
profils (Abb. 7) liegt in der starken Wasserführung der alluvialen und diluvialen Ablagerung, wie auch in der geringen Festigkeit der Gebirgsschichten, die besonders durch die Schwimmsandschicht beeinträchtigt wird. Auch innerhalb des Karbons erschweren wasserführende Klüfte in hohem Maße das Abteufen. Auf Grund dieser Über
legungen und der Bohrergebnisse wurde für den ersten Teil des Schachtes, der die aljuvialen und diluvialen Schichten zu durchteufen hatt^ das Gefrierverfahren, für den im Karbon stehenden zweiten Teil das Ver-
Tbrrsch/ęf&r / f/e s eO c/rt
Abb. 8. A u s b a u d e s S ch a c h te s S c h t s c h e g l o w s k a Nr. 1.
steinungsverfahren und dort, w o es starke Tonschichten zu durchteufen galt und das Zementieren vielleicht nicht ganz gelingen konnte, das Abteufen mit Senkpumpen- betrieb vorgeschlagen. Als Gefriertiefe wählte man 47 m.
Die Versteinung sollte von der Schachtsohle aus durch
geführt werden.
Für den Ausbau des Gefrierschachtteiles sah man, da die Russen keine Tübbinge aus dem Auslande be
ziehen wollten, Ziegelsteinmauerung mit dahinterliegen
der Asphalt-, Ziegel- und Lehmschicht vor (Abb. 8). Diese wasserdichte Ausbauart war bereits im Jahre 1927 auf der Ignatzgrube in Oberschlesien mit Erfolg zur A n
w en d u n g gekommen. Der Ausbau des untern Schacht
teiles sollte aus 2 Stein starker Mauerung bestehen.
Sämtliche Entwürfe wurden bis ins einzelne durch
dacht und berechnet. Die Anlage, die jährlich 9 0 0 0 0 0 t Kohle liefern soll, ist heute noch in der Ausführung begriffen.
Außer den vorstehend behandelten standen noch zahlreiche andere Abteufbetriebe unter deutscher Leitung oder nahmen die Unterstützung deutscher Firmen in Anspruch. Bei der Größe des Landes und den ganz verschiedenartigen, oft verwickelten Gebirgsverhältnissen ist es erklärlich, daß fast alle bekannten und auch w enig übliche Abteufverfahren zur A n w e n d u n g kamen. Während in zahlreichen Fällen der Schichtenaufbau das Gefrier
oder das Versteinungsverfahren erforderte, versprach bei ändern Gebirgsprofilen z. B. nur die Grundwasser
absenkung oder das Schachtabbohren im toten Wasser
oder das Spunden wirtschaftlichen Erfolg. Die D urch
führung dieser Arbeiten setzt aber meist weitgehende Fachkenntnisse und eine sehr gute Maschinenanlage voraus, so daß für die deutschen Ingenieure und Firmen das europäische und asiatische Rußland noch ein weites Betätigungsfeld bietet, in dem viele fesselnde Aufgaben zu lösen sind. Anderseits dürfen und sollen aber auch die Leistungen der Russen nicht unterschätzt werden, die selbst bei Mangel an dem N otw endigsten und trotz der noch in den Anfängen stehenden Abteufkunst ganz achtbare Erfolge aufweisen können.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Mehrere von deutschen Abteuffirmen in Rußland aus
geführte Schachtarbeiten werden beschrieben. Beim Ab
teufen eines Großschachtes bei Kisel im Nordural wurde ein neuartiges Verfahren der Verlehmung großer, mit Ton und Wasser angefüllter Klüfte entwickelt, wobei man erhebliche Ersparnisse an Zement erzielte. Das Auf
schließen der Kalilagerstätten bei Solikamsk (Nordural) durch zwei nach dem Gefrier- und dem Zementier
verfahren niedergebrachte Schächte zeigte die Über
legenheit des Gefrierverfahrens für die örtlichen Ver
hältnisse. Beim Schacht Ogarowka-Rudnik 5 a in Süd
rußland bereiteten Schwim m sand und eingelagerte Kalk
steinblöcke besondere Schwierigkeiten. Hier wie noch in ändern geschilderten Fällen gelang es stets, die Ar
beiten unter vielfach ungew öh n lich en Verhältnissen zu einem erfolgreichen Abschluß zu bringen.
Versuche mit der Verteuerung von Fließkohle.
Von Dr.-Ing. W. S c h u l t e s , Essen.
Mitte Juni 1 9 3 2 berichteten en glisch e Zeitungen und technische Zeitschriften, daß die Cunard-Linie auf ihrem D a m p fer Scythia eine neuartige V ersuchs
feu eru n g erfolgreic h in Betrieb g e n o m m e n habe, in der eine M isch u n g von Öl und Kohlenstaub verfeuert w erd e. N ach den A ngaben in den en glisc h e n Zeit
schriften konnte man vermuten, daß E n g la n d dabei g a n z neue W e g e beschreite und der W e lt in der tec h nischen E n tw ick lu n g w e it voraus sei. D e m g e g e n ü b e r sei hier f e s tg e s te llt, daß von B a t e s schon während d e s Krieges im A ufträge der amerikanischen Marine Versuche mit F lie ß k o h le an gestellt worden sind und daß sich der verstorbene P r o fesso r F r a n k e von der' T ec hnischen H oc h sc h u le H an n ove r bereits in den Jahren 1 9 2 2 / 2 4 mit derartigen B ren n stoffen be
s c h ä ftig t hat. D ie Versuche führten dam als zu keinem praktischen Ergebnis, weil es nicht g e la n g , Staub und Öl längere Zeit in M ischung zu erhalten. Den B e m ü h u n g e n , durch einen g e e ig n e t e n organischen o der a n o rganischen Zusatz die Entm ischung zu ver
hindern, blieb der E r fo lg versagt.
In neuerer Zeit hat die Maschinenfabrik Balcke in B och u m d iese Arbeiten wie der aufg e n o m m en und E nde 1931 auf einer Zeche des Ruhrbezirks eine A n la g e ein gerichtet, an der vom Verein zur Über
w a c h u n g der Kraftwirtschaft der Ruhrzechen zu E ssen zu B egin n d es Jahres 1 9 3 2 die nachstehend besproche
nen Versuche durchgeführt w o rd e n sind.
V e r s u c h s a n o r d n u n g .
Die H e r s te llu n g eines haltbaren B re n n stoff
g e m is c h e s schein t nunm ehr g e lu n g e n zu sein. Die
F lie ß k o h le , die nach A ngabe der Firm a e tw a 2 M onate vor den Versuchen h e r g e s t e llt w o r d e n war, zeigte w ed er bei der A n lieferu n g noch w ährend der Versuche ir ge ndw e lche Anzeichen von E ntm isch u n g. Eine Probe von 1 0 0 cm3, die im Laboratorium d es Vereins in ein em g e s c h lo s s e n e n , mit G la s s c h liffs to p fe n ver
s eh e n e n Standzylinder bei etw a 2 0 ° an ein em er
schütterungsfreie n Ort a ufbew ahrt w urde, ließ erst nach etw a 3 W o c h e n die ersten Anzeichen begin nender E n tm isch u n g erkennen, die aber se lb st heute, nach 9 M onaten, noch keinen n e n n e n sw erten Grad erreicht hat; nur etw a 10 cm 3 Öl haben sich an der Oberfläche klar abgeschieden. Vermutlich beruht d iese g e r in g fü g ig e E n tm isch u n g darauf, daß zur H e r s te llu n g der F lie ß k o h le eine gru b en feu ch te F e in k o h le mit einem W a s s e r g e h a lt von fast 4o/0 ve r w e n d e t w o r d e n ist.
Die Versuche w urden an einem E in flam m roh r
k essel durchgeführt, d esse n Fabrikschild f o lg e n d e Angaben trägt: Fabrik-Nr. 1 9 5 9 , N a m e und W o h n o r t d es H e r s te lle r s : Silier & Jamart, Barmen, Jahr der A n fertig u n g 1 9 03, F e s t g e s e t z t e höch ste D a m p f
sp an n u n g 10 at. D ie s o n s tig e n V erh ältn isse d e s Ver
su c h s k e s s e ls werden durch die nach steh en d en Zahlen gek e n n zeich n et: H eizfläch e d e s K e s s e ls 1 0 1 ,2 6 m2 ( 9 1 , 9 8 m 2), H eizflä ch e d e s Überhitzers 3 7 ,2 m 2, G r ö ß e d es Feu errau m es 1,95 m 3, R a u c h g a sfü h r u n g 2 Seiten
züge (p ar alle l g e s c h a lt e t ) und 1 O berzug.
Der K essel, der s o n st mit einer P la n r o stfe u e r u n g a u sg erü stet ist und eine Z u sa tz g a sfe u e r u n g mit 3 Brennern hat, w urde b e h e lf s m ä ß ig für die Ö lfeu e
rung eingerichtet (Abb. 1 ) . M an sc h lo ß die Vorder
wand des F la m m r o h r e s durch eine Blechplatte, in deren Mitte der Ölbrenner, Bauart M oll, angebracht war. ln einem dazu konzentrischen Kreis w urden die 3 vorhandenen G asbrenner, ferner einige Schau- und Zweitluftöffnungen an geord n et. D a s Flam m rohr war
auf eine Länge v o n etw a 1,7 5 m, in der untern H ä lfte von 2,50 m mit fe u e r fe s te n Stein en a u sgem au e rt und in einer E n tfern u n g v o n 2 ,6 0 m vom Brenner ein Gitter aus fe u e r fe s te n Steinen zur Sic herung der Zündung eingebaut. Durch d ie se A u sm a u e r u n g v e r minderte sich die w irk sam e H eizfläch e de s K e sse ls von dem in der G e n e h m ig u n g su r k u n d e g e n a n n ten Betrag von 1 0 1 ,2 6 m 2 auf den o b en in K la m m e m gesetzten W e r t v o n 9 1 ,9 8 m 2. Abb. 2 z e ig t ein en Schnitt durch das F lam m rohr.
Da aus ö rtlichen G rün d en eine M e s s u n g der S peis ew asser m e n ge u n m ö g lic h war, w urde die er
zeugte H e iß d a m p fm e n g e mit H ilfe einer N o r m b le n d e von 51 mm Dmr. in der V e r b in d u n g sle itu n g zw ischen dem Überhitzer und der H a u p t d a m p f le itu n g f e s t gestellt. Im übrigen entsprach die M e ß a n o r d n u n g den Regeln für A b n a h m ev ersu ch e an D a m p fa n la g e n und den Regeln für die D u r c h f lu ß m e s s u n g mit g e n o r m ten Düsen und Blenden.
Den B r e n n sto ff lieferte die M a sc h in e n b a u -A .G . Balcke in eisernen F ä ssern . Er w u rd e mit Pre31uft in zwei vor dem K essel a u f g e s t e llt e D r u ck g efä ß e u m gefüllt, w o b e i man die M e n g e durch W ä g u n g der
F ä s s e r ermittelte. Vor jed em Versuch w urden die D ru ck g efä ß e bis zum Überlauf g e f ü l l t und nach dem Versuch die bis zum g leichen Stand nachzufüllenden M e n g e n g e w o g e n . Bei der g le ic h m ä ß ig e n B e s c h a ffe n heit der F lie ß k o h le kann die n a ch g e fü llte M e n g e der
verbrauchten als g le ich ge a c h te t werden. Nach dem Versuch 2 wurde die in den D ru ck gefäß en verbliebene F lie ß k o h le in die F ä s ser z u rückgefüllt und g e w o g e n . Sodann baute man die D ruck
g e fä ß e aus und stellte durch W ä g u n g fest, daß sie das auf ihnen vermerkte L eergew icht w i e der a u fw iese n , a ls o keine n e n n e n s werten B r e n n sto ffm e n g e n mehr enthielten. Alle A b le su n g e n er
f o lg t e n viertelstündlich mit A u s na hm e der D a m p f m e n g e n m e s sung, bei der man den Druck
u n te rsch ied sm esse r jed e Minute ablas, um alle Sc h w a n k u n g e n der D a m p fm e n g e sicher zu erfassen.
Der K essel w ar am 9. Januar 1 9 3 2 auf der Feuer- und der W a s s e r s e it e g er ein ig t w o r d e n und dann mit der G a s fe u e r u n g bis zum V ersu c h stage in Betrieb g e w esen . E tw a 1 h vor V ersuchs
begin n w u r d e auf F lie ß k o h le u m g e s c h a lte t und die F e u e r u n g ein g e r e g e lt, bis — nach kurzer Zeit — eine rauchfreie Verbrennung erreicht war. Bei V ersuchsbeginn schaltete man auf das andere D ruckgefäß um und fü llte das ers.e s o f o r t w ieder bis zum Überlauf nach. Jeder Versuch dauerte g e n a u 6 h, w o r a u f man die Zufuhr v o n F lie ß k o h le v o lls t ä n d ig ab
sperrte und die G asbrenner in Betrieb nahm. S odann w urden die D ru ck gefäß e beim ersten Versuch nach
g e f ü llt , beim letzten entleert.
V e r s u c h s e r g e b n i s s e .
Die M ittelw erte der M e s s u n g e n und die daraus errechneten V ersu c h serg eb nisse sind in der Z ah le n tafe l 1 zu
sa m m e n g e s t e llt .
Von dem B r e n n sto ff w urde beim U m fü lle n aus den F ässern in die D ruck
g e f ä ß e eine für beide Versuche g e m e i n sam e Probe in der W e is e g e n o m m e n , daß man v o n jed e m Faß zu A n fa n g , in der Mitte u n d am En d e der E n tlee ru n g etw a 1 0 0 cm3 zu g le ic h e n T e ile n in z w e i F la sc h e n füllte. Eine der beiden Proben w urde im Laboratorium d es V ereins n a ch ste h en d en U n te r su c h u n g e n u n te r w o r f e n : 1. E le m e n ta r a n a ly se a) der F lie ß k o h le , b ) einer Probe der A u s g a n g s k o h le ( F e in k o h le der Zeche Friedrich E r n e stin e ), c) d es aus der F lie ß k o h le durch Schleudern und W a s c h e n mit X y lo l a b g esch ie d en en Staubes; 2. kalorim etrische H e iz w e r tb e stim m u n g und B o chum er T ie g e lp r o b e der Proben unter a - c ; 3. Siebversuche mit den Prob en b un d c; 4. A s c h e n a n a ly s e n der Proben b u n d c;
5. U n te r su c h u n g des durch Schleudern und d e s durch X y lo l a b g e sch ied en en Öles.
D ie E r g e b n isse d ieser U n te r su c h u n g e n sind in der Z ahlen tafel 2 verzeichnet. Aus der G e g e n ü b e r - Abb. 1. V e r s u c h s a n o r d n u n g am E i n f l a m m r o h r k e s s e l ( sc he mati sc h).
Abb. 2. S c h n it t d u r c h d a s F l a m m r o h r d e s V e r su c h s k e ss e ls .
1200 G l ü c k a u f Nr. 52
Z a h l e n t a f e l 1. V e r d a m p fu n g s v e r s u c h e mit F lie ß k o h le auf der Z e c h e M a th ia s S tin n es 1/2.
N u m m e r d e s V e r s u c h e s ...
T a g d e s V e r s u c h e s ...
D a u e r des V e r s u c h e s ...h B a u a r t de s K e s s e l s ...
B a u a r t d e r F e u e r u n g ...
H eiz fl äc he des K e s s e l s ... m 2 He izf läc he de s Ü b e r h i t z e r s ... m 2 F e u e r r a u m ... m 3 B r e n n s t o f f : A r t ...
V er hei zt i n s g e s a m t ... kg H e i z w e r t u n t e r e r ...kcal/kg H e i z w e r t o b e r e r ...kcal/kg F e u e r r a u m b e l a s t u n g ( b e z o g e n auf H u) ... k ca l/m 3h S p e i s e w a s s e r :
V e r d a m p f t i n s g e s a m t ... kg V e r d a m p f t je m 2 H e i z f l ä c h e ... kg/h T e m p e r a t u r beim E in tr it t in d e n Kessel ... °C D a m p f :
Ü b e r d r u c k im K e s s e l ... atü T e m p e r a t u r beim A u s t r i t t au s dem Üb er h it z er . . . . °C E r z e u g u n g s w ä r m e ... kcal H e i z g a s e :
F e u e r r a u m t e m p e r a t u r ... °C T e m p e r a t u r am F l a m m r o h r e n d e ...°C T e m p e r a t u r am K e s s e l e n d e ...°C K o h le n s ä u r e g e h a lt am F l a m m r o h r e n d e ...°/o S a u e r s t o f f g e h a l t am F l a m m r o h r e n d e ...°/o K o h le n s ä u r e g e h a lt am K e s s e l e n d e ...%
S a u e r s to f f g e h a lt am K e s s e l e n d e ... °/o L u f t ü b e r s c h u ß z a h l ...fach Z u g s t ä r k e im F e u e r r a u m ... mm WS Z u g s t ä r k e am K e s s e l e n d e ...mm WS T e m p e r a t u r d e r V e r b r e n n u n g s l u f t ... °C V e r d a m p f u n g :
1 kg B re nn s to ff v e r d a m p f t an W a s s e r ... kg E r g e b n i s s e
Le i st u n g von 1 k g B r e n n s to ff an D am p f von 640 kcal . . kg L e i s tu n g von 1 m 2 H eiz fläch e an D a m p f von 640 kcal . . kg
H u Ho H u Ho
W ä r m e b i l a n z kcal % kcal % kcal °/o kcal %
N u t z b a r :
a) im K e s s e l ...
b) im Ü b e r h i t z e r ...
5651 488
68,77 5,94
5651 488
66,29 5,72
5197 594
63,25 7,23
5197 594
60,96 6,97
S u m m e 1 6139 74,71 6139 72,01 5791 70,48 5791 67,93
V e r l o r e n :
a) an fr e ier W ä r m e in d e n S c h o r n s t e i n g a s e n ...
b) d u r c h u n v e r b r a n n t e Oase , Leitung, S t r a h l u n g als Re st . 1006 1072
12,24 13,05
1314 1072
15,42 12,57
l l 76 1250
14,31 15,21
1484 1250
17,41 14,66
S u m m e 2 2078 25,29 2386 27,99 2426 29,52 2734 32,07
S u m m e n 1 + 2 8217 100 8525 100 8217 100 8525 100
14. J a n u a r 1932 6
15. J a n u a r 1932 6 E i n f l a m m r o h r k e s s e l Ö l f e u e r u n g , B a u a r t Moll
101,26 (91,98) 37,2
1,95___________
F lie ßko hle ( A n t h r a z e n ö l + K o h le n s ta u b )
1552,4 |
8217 8525 1 092 000
14 272
23,49 (25,86) 48 9.7 278 668
1434 626 195 15.7 2.8 9.7 9.8 1,854
10,06,2
14.7 9,19
9,59 24,52 (26,99)
1809,6
1 272 000 15 122 24,89 (27,40)
41 9,4 312 692,7 1470 711 247 13.7
5,2 10.7
8,7 1,700 5,0 10,6 15,0 8,36
9,05 26,94 (29,66)
Stellung von a und b ergeben sich als selbstverständ
liche F o l g e n d es Ölzusatzes zur Kohle eine Erhöhung d e s u rsprünglichen K ohlenstoff- und W a s s e r s t o f f g e h a l t e s s o w i e eine Verminderung der G eh a lte an S c h w e fe l, Asche, Sau erstoff und Stickstoff. H eizw ert und G e h a lt an flüchtigen Besta ndteilen steigen e n t
sp rechend dem M ischungsverhältnis. Der Koks der F lie ß k o h le war bei ähnlichem G e f ü g e u n g e fä h r e b e n s o g e b lä h t w ie der der A u sg a n g sk o h le . D a g e g e n lieferte die Probe c einen lockern, schwarzen, sandi
gen , nicht geblähten und schwach ge sin terten Koks.
Zur Z erle gu n g der F ließ k o h le wählte man die Sc h leu d er u n g mit X ylol, um eine Zersetzung der Bestandteile, etw a durch W ärm e, sicher zu vermeiden.
Die g e w o n n e n e Kohle w urde getrocknet, bis ein G e ruch nach X ylol nicht m ehr zu beobachten war. Der Siebversuch ergab keinen w esen tlich en Unterschied g e g e n ü b e r der A u s g a n g s k o h le (Abb. 3).
Durch das A u sw a sch en und Schleudern w urde zunächst ein G e h a lt v o n 4 8 ,8 0 »/o Kohle und 4 8 ,5 9 o/o
Öl fe s t g e s t e llt ; der Feh lb etrag erklärte sich offenbar durch Verlu ste an Öl beim A bdestillieren d e s im Xylol
flüc/rsfenc/
Abb. 3. S ie b k u r v e des r o h e n K o h l e n s t a u b e s u n d S i e b u n g des a u s g e w a s c h e n e n S t a u b e s auf Sieb Nr. 100.
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Z a h l e n t a f e l 2. U n t e r s u c h u n g der F lie ß k o h le und ihrer einzeln en B estandteile.
Z u s a m m e n s e t z u n g de r F lie ß k o h le
S ta ubko hle von d e r Ze c he F ri e d ri c h E rn e st i n e
b
Aus d e r F lie ßk ohle a b g e t r e n n t e r
K o h le n s ta u b
E l e m e n t a r a n a l y s e
W a s s e r ... % A s c h e ... % K o h l e n s t o f f ... °/o W a s s e r s t o f f ... °/o S chw ef el... °/o Sauerstoff + S t i c k s t o f f ... o/o
Oberer H e i z w e r t ...kcal/kg Unterer H e i z w e r t ... kcal/kg Flüchtige B e s t a n d t e i l e ... °/o K o k s b e s c h a f f e n h e i t ...
S i e b a n a l y s e
10 000/cm2 R ü c k s t a n d ...°/o D u r c h g a n g ... % 6 400/cm2 R ü c k s t a n d ...°/o D u r c h g a n g ... °/o 4 900/cm2 R ü c k s t a n d ...°/o D u r c h g a n g ... % 2 500/cm2 R ü c k s t a n d ...%
D u r c h g a n g ... °/o A s c h e n a n a l y s e
Kieselsäure, S iO z ... % Tonerde, A120 3 ... % Eisenoxyd, F e 20 3 ...%
D u r c h S c h l e u d e r n a b g e s c h i e d e n e s Öl . Destilla tion ( a n g e w a n d t rd. 5 c m 3)
Dichte, P y k n o m e t e r . . . | | ’070 180 ° C S ie d e an s a tz
195 „ S i e d e p u n k t ( e r s t e r T ro p f e n ) 205 „ g l e ic h m ä ß i g e s Sieden bis 270 „ 3,5 c m 3 Destillat bei 330 „ En de d e r Destillation
D u r c h X y l o l b e h a n d l u n g a u s d e r F l i e ß k o h l e e r h a l t e n e s Öl .
Dest illatio n ( a n g e w a n d t rd. 5 c m 3) Dichte, P y k n o m e t e r . . . . 1,006
80 ° C S ie d e an sa tz 141 „ S i e d e p u n k t
145 „ g le i c h m ä ß ig e s Sieden bis 270 „ 2,8 c m 3 De stilla t bei 360 „ En de d e r D es tilla tion
Dichte, P y k n o m e t e r . . . . 1,011 80 ° C S ie d e a n sa tz
142 „ S ie d e p u n k t
144 „ g l e i c h m ä ß i g e s Sieden bis 270 „ 2,9 c m 3 De stilla t bei 360 „ E n d e d e r Destillation
1,80 3,48 84,17 5,55 0,64 4,36 100,00
8525 8217 57,42 me tallglänzend, g u t geb läh t, fest
— 0,62 —
6,00 5,96 6,39
82,49 81,98 82,75
4,59 4,56 4,60
1,04 1,03 1,03
5,88 5,85 5,23
100,00 100,00 100,00
8060 8010 —
7813 7761 —
21,39 21,26 22,37
F l u g a s c h e tr o ck e n
°/o W a s s e r . .
Asche . . . B r e n n b a r e s
45,95 54,05
A n l ie f e r u n g s z u s t a n d
% 2,13 44,97 52,90
100,00 100,00
metal lglä nze nd, fest, e t w a s w e n i g e r g e b lä h t
als bei a 10,32 89,68 1,12 9,20 0,52 0,60 0,12 0,40 41,89 42,60 35,14 35,16 11,93 12,02
sch wa rz , locker, sand ig , ni c ht g e b l ä h t
12,00 88,00
42,75 42.79 33,63 33,35 12.80 12,74
gelösten Öles. Der g e f u n d e n e g e rin gere K oh le n g e h alt legte die V erm utung nahe, daß ein Teil der Kohle in Xylol löslich ist. Ein B lindversuch ergab, daß sich
1 0 , 6 9 o/o der Kohle auf kaltem W e g e in X ylol lösten.
Dam it verändert sich der K ohlenanteil der F lie ß kohle (a ls der ge n a u e r zu e r fa sse n d e B estandteil) in
48 80
’ - — 1 0 0 == 5 4 , 6 4 o/o, und der Ö lge h alt muß 1 UU 1 Uj VJ y
4 5 , 3 6 o/o betragen haben. D ies entspricht f a s t g enau der Angabe der H erstellerin, daß 5 5 o /0 Kohle und 4 5 o/o ö l verwandt w o r d e n waren. D a s in der F l i e ß kohle enthaltene Öl ist ein Anthrazenöl üblicher Zusam m ensetzung.
D ie A sc h e n a n a ly se n der Probe c zeig en g e g e n ü b e r der Probe b eine g e r in g e Zunahme des S i 0 2- und des F e 20 3-G e h a lte s s o w ie eine kleine Abnahm e des Al20 3-G ehaltes, die w o h l auf Z ufälligkeiten zurück
zuführen sind.
Die F lie ß k o h le zündete ohne Schwierigkeiten so fort beim U m sc h alte n und verbrannte nach richtiger Ein reglu n g der F euerung, b e so n d e r s des V e r h ältn isse s der Erst- und Z w eitluft und des Zerstäuberdam pf
druckes, mit heller, leuchtend w eißer Flam m e. Der Blick von hinten in das F lam m rohr erlaubte bei dieser E in r e g lu n g eine klare Durchsicht bis zum Gitter, hinter dem die Flam m e, nur oben w e n i g darüber
schlagend, w e iß brannte. D er Schornstein ließ, w e n n der Zustand der ändern Kessel eine B e urteilung g e stattete, eine schwache, w e iß - bis g e lb lic h g r a u e Rauchfahne erkennen, die übe r w ie ge n d aus sehr fein verteilter, v o m R auchgas m itg erissener F lu g a s c h e bestanden haben dürfte.
W e n n auch die W ir k u n gsgr ad e im Hinblick darauf, daß der K essel keinen R auchga s-Speise- w a sse r v o r w ä r m e r hat, befriedigend sind, erscheint doch das R e stglie d in der W är m e b ila n z ( Z a h l e n ta fel 1) als außerordentlich hoch. D ie Erklärung ist
darin zu suchen, daß sich der Kessel w ährend der Versuche, die mit Rücksicht auf den verfügbaren B ren n sto ffv o rr a t auf 6 h beschränkt werden mußten, w e g e n der kleinen L eistung der zum Anheizen be
nutzten G asbrenner nicht im Beharrungszustand befand. D ie s ist deutlich aus dem zeitlichen Verlauf der im D a m p f nutzbar gem achten und der in den n a c h g e w ie s e n e n Verlusten enthaltenen W ä rm em en g en ersichtlich, die in Schaubildern (Abb. 4 und 5 ) in H u n d ertteilen der zugefü h rten W ä r m e m en g en s tu n d e n w e is e au fgetragen sind.
Beim Versuch 1 (Abb. 4 ) steigt die nutzbare W ä r m e m e n g e (der W ir k u n g s g r a d ) trotz g le ic h bleibender W ä rm ez u fu h r zur F e uerung mit geringen Sc h w ankungen, die durch den w e ch se ln d e n W a s s e r stand und Preßluftdruck bedingt sein dürften, vom B eginn bis zum E nde des V ersuches an. Man erkennt, daß sich die eingezeichnete Kurve des w ah rsch ein lichen W ir k u n g sg r a d v e r la u fe s bei längerer Versuchs-*
dauer dem W ert von 81,5 o/o etw a asym ptotisch nähert.
U m einen annähernd gleichbleib enden Betrag höher lieg t die Sum m e W ir k u n g sg r a d -f Rauchgasverlu st, s o daß sich auch das R e stg lied einem G renzw ert von 6,2 5 o/o immer m ehr nähert. D iese beiden Zahlen können mit g e n ü g e n d e r Sicherheit als die w ahrschein
lichen W erte für gleic h e Verhältnisse, aber v o l l kom m en en B eharrungszustand a n gesehen werden. Die durch Schraffie rung hervorgehobene W ä r m em en g e, in Zahlen ausgedrückt 1 3 , 0 5 - 6 , 2 5 = 6,80 °/o = 8 6 7 4 0 0 kcal, w urde w ährend der ganzen Versuchszeit zur E rw ä r m u n g des M auerw erkes verwendet.
Abb. 4. W i r k u n g s g r a d und V er lu ste beim V e r su c h 1.
Beim Versuch 2 (Abb. 5 ) ist die ser r eg elm ä ß ig e V erlau f w e n ig e r scharf ausgeprägt. In der vierten Ver
su ch sstu n d e stieg nämlich die D a m p fle is tu n g d es K e sse ls s o stark an, daß der Meßbereich d es Druck
u n te r sc h ie d sm e sse r s überschritten zu werden drohte.
I n f o lg e d e s s e n mußte die B ren n stoffm en ge in den letzten 2 h durch Vermin derung d es Preßlu ftdruckes in den D r u c k g efä ß en und d es Zerstäuberdampfdruckes e tw a s vermin dert w erden. D ie s kom m t aber in dem Schaubild nicht zum Ausdruck, da w e g e n der U n m ö g lichkeit eines Z w isc h en a b sch lu sses der B r e n n sto ff
m e n g e bei der vorlie g e n d e n V e rsu ch san lage für alle 6 V ersuchsstunden mit der gle ich en B r en n sto ffm en g e g e rech n et werden mußte. In Wirklichkeit w ar der
W irk u n g sg r a d beim Versuch 2 in den ersten 3 h kleiner, in den letzten 2 h größer, als das Diagramm verzeichnet. D aher hätte auch die Einzeichnung eines wahrscheinlichen W e r te s für den Beharrungszustand bei die sem Versuch keinen Sinn.
100
%
90
so
7 0
eo
O 2 V 6 /7
Abb. 5. W i r k u n g s g r a d u n a V e r lu s te beim V e r su c h 2.
Der K essel, der am 15. Januar 1 9 3 2 nach den Versuchen außer Betrieb g e s e tz t w o r d e n war, wurde am 15. Februar in unger einigte m Zustande befahren.
Die u ngeschützten G a sbrenner waren stark ver- schmort, so daß ein Durchtritt von G a s überhaupt nicht mehr stattfinden konnte. Von dem untern linken G asbrenner war E ise n h e ra b g e tro p ft und hatte in der fe u er festen F la m m r o h r a u sm a u eru n g an z w ei Stellen etw a fa u stg r o ß e Löcher a u s g e fr e s s e n . Im übrigen war die A u sm a u er u n g gut erhalten und von einer schwärzlichen G lasu r überz ogen , die vermutlich von g e s c h m o lz e n e r K oh len asch e herrührte. Der gleiche Überzug zeigte sich an dem G itterm auerw erk ; hier waren aber an der dem Brenner zugekehrten Seite offenbar e b en fa lls kleine A b sc h m e lzu n g en vor
g e k o m m e n , auch kleine Z apfe n b ild u n gen ließen sich erkennen.
D a s F la m m ro h r en thielt allseits eine e tw a 1 mm starke F lu gasch en sch ich t, deren o b erste Lage fast w eiß ausgebrannt war, w ährend sich darunter eine rußig schw arze Schicht befand. Eine am Flam m rohr
ende en tn o m m e n e Durchschnittsprobe dieser F lu g asche hatte einen G e h a lt von 5 4 ,0 5 o/0 an Verbrenn- lichem. Die Züge waren u n g e fä h r g le ic h m ä ß ig mit einer e tw a 50 mm hohen Schicht F lu g a s c h e von ähn
licher B e sc h a ffen h eit erfüllt, die äu ß er st locker lag.
Es ist schw ierig, zu beurteilen, w e lc h e r T eil der F lu g a sc h e während der Versuche und w e lc h e r in dem Vorheizabschnitt entstan d en ist. W ä h r e n d des An
heizens e r fo lg te z e itw e ise stärkere Rußbildun g, jedoch dürfte der H auptteil de s U nverbrennlichen während der Versuche selb st a n g e fa lle n sein. Eine Ermittlung des V erlu ste s durch U nverbranntes in der Flugasche erschein t s o m it kaum als m öglich. In der W ä r m e bilanz sind d e sh a lb die V e rlu stg lie d e r für U n verbranntes in den Herdrückständen, unverbrannte G ase, S trahlung und Leitung mit den unvermeidlichen Versuchsfehlern in ein em R estg lie d zu sa m m en g efa ß t w orden.
