Quelltext der Seite Wetterkühlung

Als '''Wetterkühlung''' bezeichnet man im [[Bergbau]] das Kühlen von [[Wetter (Bergbau)|Teilwetterströmen]] mittels technischer Hilfsmittel und Maschinen.<ref name= "Quelle 1" /> Durch eine gezielte Wetterkühlung ist es machbar, die Arbeit der [[Bergmann|Bergleute]] in stark erwärmten [[Grubenbau]]en zu ermöglichen oder zu erleichtern.<ref name= "Quelle 0"/>

== Grundlagen ==
Die Gesteinstemperatur nimmt aufgrund der geothermischen Tiefenstufe in bestimmten Abständen um ein Grad zu. Durch die hohen Gesteinstemperaturen kommt es auch zu einer Erwärmung der Wetter. Im rheinisch westfälisch Steinkohlenrevier erhöht sich die Temperatur zusätzlich aufgrund der temperatursteigernden [[Mergel]]schicht, je 100 Meter Mergelschicht steigt hier die Temperatur um zusätzliche drei Grad an. Dies führt bereits bei einer [[Teufe]] von 725 Metern mit einer 200 Meter [[Mächtigkeit (Geologie)|mächtigen]] Mergelschicht zu einer Gesteinstemperatur von 35° Celsius.<ref name= "Quelle 0" /> In einigen Gebieten kommt es aufgrund des Nebengesteins mit zunehmender Teufe zu einer ungewöhnlich hohen Temperaturzunahme.<ref name= "Quelle 2" /> Eine weitere Temperaturerhöhung kann im Steinkohlenbergbau durch die Selbsterhitzung von [[Flöz|Steinkohlenflözen]] entstehen.<ref name= "Quelle 5" /> Dies alles führt dazu, dass ab einer bestimmten Teufe die Wettertemperatur so hoch ist, dass es zu einer klimatischen Belastung der dort arbeitenden [[Bergmann|Bergleute]] kommt.<ref name= "Quelle 0" />

== Geschichtliches ==
Bereits im 19. Jahrhundert kam es beim [[Tiefbau (Bergbau)|Tiefbau]] zu Problemen mit hohen Wettertemperaturen. Auf einem Bergwerk im Washoe Mining Distrikt kam es bereits in einer [[Teufe]] von 500 Metern zu einer ungewöhnlich hohen Temperaturzunahme der Gesteinstemperatur. Da dieses Bergwerk in einem Gebiet [[Abbau (Bergbau)|abbaute]], in dessen Nähe sich jungvulkanisches Nebengestein befand, stieg die Gesteinstemperatur aufgrund der dort herrschenden geringen [[Geothermische Tiefenstufe|Geothermischen Tiefenstufe]] auf Werte von bis zu 87 Grad Celsius an.<ref name= "Quelle 2" /> Aufgrund dieser hohen Gesteinstemperaturen kam es selbst bei einem starken [[Wetterzug]] zu Wettertemperaturen von 43¾ Grad Celsius. In weniger stark bewetterten Grubenbaue stieg die Temperatur auf 50 bis 65 Grad Celsius an.<ref name= "Quelle 3" /> Aber auch das Vordringen des Abbaus in immer größere Tiefen und die damit verbundene Temperaturerhöhung führte gegen Ende des 19. Jahrhunderts dazu, dass es weltweit auf einigen [[Bergwerk]]en zu großen Problemen kam.<ref name= "Quelle 2" />

== Kühlmethoden ==
Eine erste Möglichkeit die Wettertemperatur zu senken, ist die Erhöhung der [[Wettermenge]]. Eine Erhöhung der Wettermenge ist jedoch gleichzeitig verbunden mit einer Erhöhung der [[Wettergeschwindigkeit]]. Bei dieser Methode stößt man dann schnell an die Grenze des Machbaren.<ref name= "Quelle 4" /> Eine weitere Methode, die Wetter abzukühlen, ist das Versprühen von fein verteiltem Wasser im einziehenden Wetterstrom.<ref name= "Quelle 5" /> Durch die Wasserverdunstung in der trockenen Luft kommt es zu einer Senkung der Lufttemperatur.<ref name= "Quelle 4" /> Die Wettertemperatur sinkt um 1,9&nbsp;°C, wenn die Luft pro Kubikmeter ein Gramm Wasser aufnimmt. Allerdings kommt es durch die Kühlung der Wetter zu einer unerwünschten [[Luftfeuchtigkeit#Sättigung|Sättigung]] der Luft mit Wasserdampf.<ref name= "Quelle 5" /> Dies führt letztendlich dazu, dass die Kühlwirkung der Luft nicht wesentlich verbessert wird. Hat das Wasser eine deutlich niedrige Temperatur als der Wetterstrom, so kommt es dennoch zu einer unmittelbaren Kühlung der Luft durch das Wasser. Diese Wirkung ist umso besser, je größer die Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Luft ist und umso größer die verwendete Wassermenge ist. Dieses Prinzip nutzt man durch den Einbau von Wasserbrausen aus. Durch diese Wasserbrausen lässt sich die Wettertemperatur beträchtlich herabkühlen.<ref name= "Quelle 4" /> 

Eine weitere Methode zur Abkühlung der Wettertemperatur ist das Ausströmen von Druckluft. Die entweicht aus Arbeitsmaschinen oder gezielt aus Strahldüsen.<ref name= "Quelle 5" /> Diese ausströmende trockene und kalte Druckluft kann dem Wetterstrom komplett beigemischt werden oder über Rohrleitungen gezielt zu einem Betriebspunkt gelenkt werden. Die Druckluft wirkt auf zweifache Art und Weise. Aufgrund der trockenen Druckluft wird die Luftfeuchtigkeit in den Wettern gesenkt. Durch die Vermischung mit der kühlen Druckluft kommt es gleichzeitig zu einer Senkung der Wettertemperatur.<ref name= "Quelle 4" /> Eine weitere Methode zur Kühlung der Wetter ist die Verwendung von natürlichem Eis.<ref name= "Quelle 2" /> Diese Methode wurde in amerikanischen Bergwerken und im [[Simplontunnel]] praktiziert.<ref name= "Quelle 5" /> Mit Eisblöcken, die man in große Tonnen stellte, wurde der Wetterstrom im Bereich der Ruhestationen abgekühlt.<ref name= "Quelle 2" /> 

Auf den Bergwerken [[Zeche Radbod|Radbod]] und [[Zeche Westfalen|Westfalen]] wurde eine Methode angewendet, bei der Teilströme der Wetter durch Wärmeschutzmittel kühlgehalten wurden. In einzelnen [[Strecke (Bergbau)|Strecken]] wurden auf der [[Sohle (Bergbau)|Sohle]] [[Lutte]]n zur Bewetterung verlegt. Diese Lutten wurden in Schlackenwolle oder Sägemehl eingebettet, um die in den Lutten befindliche Luft zu isolieren. Durch diese Methode konnte vor Ort eine wesentliche Kühlwirkung erreicht werden. Eine andere Methode wurde auf den Zechen [[Zeche Sachsen|Sachsen]] und Radbod angewendet. Hier wurden in Strecken, in denen sich die Wetter besonders stark erwärmten, an der [[Firste]] und an den [[Stoß (Bergbau)|Stößen]] eine Verschalung angebracht. Der Zwischenraum zwischen Gebirge und Verschalung wurde mit Flugasche oder Sägemehl gefüllt. Durch diese Methode konnte die Temperaturzunahme des Wetterstromes in einer 260 Meter langen [[Richtstrecke]] von sechs Grad auf ein Grad gesenkt werden.<ref name= "Quelle 5" /> Um eine noch bessere Wetterkühlung zu erreichen, ist der Einsatz von [[Wetterkühlmaschine]]n erforderlich.<ref name= "Quelle 1" />

== Literatur ==
* Ludwig Motzko: ''Kälte und Wärme in Erde und Luft''. Manzsche Verlagsbuchdruckerei, Wien 1947

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Quelle 0">Fritz Heise, Fritz Herbst: ''Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus.'' Erster Band, Verlag von Julius Springer, Berlin 1908</ref>
<ref name="Quelle 1">[[Walter Bischoff]], Heinz Bramann, [[Westfälische Berggewerkschaftskasse]] Bochum: ''Das kleine Bergbaulexikon.'' 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.</ref>
<ref name="Quelle 2">Volker Schacke: ''Anfänge und Entwicklung der Wetterkühlung weltweit.'' In: Ring Deutscher Bergingenieure e.V. (Hrsg.): Bergbau, Januar 2008, S. 17–21.</ref>
<ref name="Quelle 3">Albert Serlo: ''Leitfaden der Bergbaukunde.'' Zweiter Band, 4. verbesserte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1884.</ref>
<ref name="Quelle 4">Carl Hellmut Fritzsche: ''Lehrbuch der Bergbaukunde.'' Erster Band, 10. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1961.</ref>
<ref name="Quelle 5">Fritz Heise, Fritz Herbst: ''Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus.'' Erster Band, Fünfte verbesserte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1923.</ref>
</references>

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[[Kategorie:Bewetterung]]