Elektrische Kraftübertragungs- und Beleuchtungsanlage der Eisenerzgrube „Hollertszug“ bei Herdorf a. Sieg. Elektrische Kraftübertragungs- und Beleuchtungsanlage der Eisenerzgrube „Hollertszug“. Einer Mitteilung von C. Pfankuch,Köln a. Rh., entnehmen wir darüber das nachstehende: Der Eisenerzbergbau im Siegthal zwischen Westerwald und Rothaargebirge ist ausschliesslich Gangbergbau, d.h. das Vorkommen des Eisensteins findet in meist senkrechten Spalten oder Gängen von grösserer oder geringerer Mächtigkeit statt. Eine solche Gangpartie oder ein solcher Gangzug befindet sich unweit der Eisenbahnlinie Deutz-Giessen zwischen Betzdorf und Herdorf in einem von Westen nach Osten streichenden Gebirgsteil, der nach der Heller zu, einem Nebenfluss der Sieg, ziemlich steil abfällt. Diese Gangpartie hat den Namen „Hollertszug“ und bildet den Gegenstand des Bergwerksbetriebes der gleichnamigen Gewerkschaft, welche ihren Sitz in Kirchen a. Sieg hat. Ebenso wie in den sonstigen zahlreichen Eisenerzgangzügen des Siegerlandes wurde auch im Hollertszug in früheren Zeiten, wo die Menge der geförderten Erze noch gering war, nur Stollenbau geführt, d.h. es wurde in entsprechendem Abstand vom Gang selbst und parallel mit diesem verlaufend im Nebengestein von Tag aus ein Stollen getrieben, von welchem aus man sich durch seitliche Querschläge mit dem Eisenerzgang Verbindung verschaffte, um auf diese Weise den Abbau und die Förderung zu Tage zu ermöglichen. Jahrhundertelang wurde das Bergbaugewerbe in der beschriebenen Art im Siegerland ohne Zuhilfenahme irgend welcher maschineller Einrichtungen betrieben. Dieser, men möchte fast sagen ideale Zustand musste indessen wesentliche Veränderungen erleiden, sobald infolge der erhöhten Anforderungen an die Menge der zu Tage zu fördernden Erze der Abbau der Gangzüge oberhalb der Stollensohle bezw. der Thalsohle beendet war und man sich vor die Notwendigkeit versetzt sah. Tief bau anlagen zu errichten. Vor dieser Frage stand im Jahre 1892 die Gewerkschaft der Grube Hollertszug und kamen für die Projektierung einer Förderanlage, sowie einer Wasserhaltung folgende Verhältnisse in Betracht: Seit vielen Jahren geschah die Förderung des abgebauten Eisensteins durch den 1800 m langen „tiefen Königstollen“, an dessen Ende ein Schacht bis auf eine Teufe von 240 m gesenkt werden sollte. Das in der Tiefe abzubauende Erz sollte mittels einer über der Schachtöffnung aufzustellenden Fördermaschine auf die Stollensohle gehoben und alsdann in horizontaler Richtung durch den Stollen möglichst ebenfalls maschinell zu Tage gefördert werden. Da der erwähnte Stollen sehr geringen Querschnitt hatte und man sich zur Erweiterung desselben nicht verstehen wollte, so verbot sich von selbst die Anlage einer Seil- oder Kettenbahn und man musste notwendig die Förderung mittels Lokomotive ins Auge fassen. Für den Tiefbau war aber auch die Aufstellung einer Wasserhaltungsmaschine zunächst 80 m unterhalb der Stollensohle geplant worden, welche die beim Abbau in der Tiefe auftretenden Wasser auf Höhe der Stollensohle heben sollte. Durch die nach aussen etwas geneigte Lage des letzteren sollte der Ablauf des Wassers wie bisher auf natürliche Weise erfolgen. Für die vorliegenden Verhältnisse wurde der elektrische Betrieb vom Grubenvorstand für am geeignetsten und vorteilhaftesten gehalten und führten die längeren Verhandlungen desselben mit der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft zur Ausführung der in nachstehendem beschriebenen elektrischen Anlage. Der tiefe Königstollen hat seinen Ausgang zu Tage etwa 4 m über Betthöhe und etwa 60 m entfernt von der wasserreichen Heller. Ziemlich unmittelbar an das jenseitige Ufer genickt wurde das geräumige Maschinen- und Kesselhaus erbaut, um so die günstigsten Bedingungen für Kondensation zu erhalten. Den erforderlichen Dampf liefern zwei Grosswasserraumkessel (Zweiflammrohrsystem) der Firma Weinbrenner in Neunkirchen a. Sieg. Jeder dieser beiden Kessel hat eine wasserberührte Heizfläche von 85 qm und ist für 9 at Ueberdruck konstruiert. Ein Kessel dient zum Betrieb, während der zweite zur Reserve bereit gehalten wird; Raum für den dritten Kessel ist vorhanden. Zur Krafterzeugung dienen zwei stehende Compoundschieberdampfmaschinen mit nebeneinander liegenden Cylindern von 350 bezw. 550 mm Bohrung. Dieselben entwickeln bei günstigstem Füllungsgrad und 150 Umdrehungen in der Minute je 180 e. Sie sind von der „Gutehoffnungshütte“ in Oberhausen, Abteilung Sterkrade, erbaut; die doppeltgekröpften Kurbelwellen tragen beiderseitig zur Abgabe ihrer Kraft je eine Schwungradriemenscheibe von 2300 mm Durchmesser. Eine dieser beiden Dampfmaschinen dient zum Betriebe, während die zweite in Reserve gehalten wird; für eine dritte gleich grosse Maschine ist zwischen den beiden genannten der erforderliche Raum vorgesehen. Je eine Dampfmaschine treibt mittels Riemen drei Gleichstrom-Nebenschluss-Dynamomaschinen Modell FG an. Für die Wahl der Stromverteilung und der Betriebsspannung Um in Betracht, dass für die ersten Betriebsjahre die Fördermaschine bei einer Hubhöhe von nur 80 bezw. 120 m mit halber Seilgeschwindigkeit, 3 m in der Sekunde, zu fahren habe, gegenüber einer Hubhöhe von 240 m und 6 m Geschwindigkeit, für Welche die Fördermaschine von vornherein vorgesehen ist. Es wurde daher für den vorläufigen Betrieb der Fördermaschine eine Spannung von 240 Volt angeordnet, aber alles vorgesehen, um ohne sonstige Veränderung lediglich durch Erhöhung der Primärspannung der Fördermaschine bei vollendetem Ausbau des Schachtes eine doppelte Geschwindigkeit geben zu können. Für die Grubenbahn und die Beleuchtung wurde eine Spannung von 240 Volt, für alle übrigen Betriebe in der Grube aber eine solche von 440 Volt als endgültig gewählt. Wie schon bemerkt, treibt je eine Dampfmaschine mittels Riemen drei Dynamomaschinen (Gleichstrom-Nebenschluss) an, wovon eine von 45 Kilo-Watt Leistung bei 240 Volt Spannung lediglich zur Stromversorgung des Motors der Fördermaschine, die zweite von 45 Kilo-Watt Leistung, 440 Volt, für die Antriebsmotoren der Wasserhaltung, des Luftkompressors und des Ventilators, und die dritte von 36 Kilo-Watt Leistung, 240 Volt, unter Zuhilfenahme einer Akkumulatoren-(Puffer)Batterie 132 Zellen Type ES12 der Akkumulatorenfabrik Aktiengesellschaft mit einer Ladestromstärke von 122 Ampère und einer Entladestromstärke von 198 Ampère nur zur Stromlieferung für die Lokomotivmotoren und die Beleuchtung über und unter Tage dient. Die von den Primärmaschinen erzeugte elektrische Energie wird durch unter Flur verlegte armierte Kabel zunächst nach einer im Maschinenhaus angebrachten Schalttafel geleitet, von welch letzterer aus die Kraftleitungen unterirdisch in einem Kabelgraben bis zu einem in der Nähe des Schachtes angeordneten Kabelverteilungskasten verlegt worden sind. Die Kabel sind durch die Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft nach einem speziell für Grubenzwecke von derselben angewendetem System hergestellt und bestehen aus einem mit starker Okonit-(Gummi)Schicht umpresstem Kupferkabel, welches zum Schutze gegen mechanische Beschädigungen mit einer Stahldrahtumwehrung versehen ist. Die Stromzuführung für die einzelnen, vorhin erwähnten Antriebsmotoren geschieht alsdann vom Kabelverteilungskasten aus ebenfalls mittels oben beschriebener, armierter Grubenkabel. Die Stromzuführung für die Stollenbahn und die Beleuchtung unter Tage wird durch eine am Stollenfirst isoliert aufgehängte starke Siliciumbronzeleitung bewirkt, wogegen die Rückleitung durch die Fahrschienen erfolgt. Die Fördermaschine (Fig. 1), erbaut von der Siegener Maschinenbau-Aktiengesellschaft vorm. A. und H. Oechelhäuser, besteht aus zwei auf einer gemeinsamen Achse verstellbar angeordneten konischen Seiltrommeln mit einem mittleren Durchmesser von 1500 mm bei einer Breite von 1000 mm, die so eingerichtet sind, dass bei Verwendung des 21 mm starken Drahtseiles eine völlige Ausgleichung des Seilgewichtes stattfindet. Neben jeder Trommel ist ein grosses Zahnrad aufgekeilt und erfolgt der Antrieb dieser beiden Zahnräder durch zwei auf einer gemeinsamen Vorgelegewelle sitzende Triebräder. Mit dieser Vorgelegewelle ist die Ankerwelle des Elektromotors direkt durch elastische Kuppelung verbunden. An jeder der beiden Trommeln ist eine Bremsscheibe befestigt, welche sowohl durch Fusstritt von seiten des Maschinisten bethätigt werden können, als auch selbstthätig in Verbindung mit dem doppelten Schraubenteufenzeiger bei Erreichung der Endstellungen der Förderkörbe angezogen werden. Der Teufenzeiger, welcher durch zwei, an vertikalen Schraubenspindeln an- und absteigenden Muttern den jeweiligen Stand der Förderkörbe anzeigt, ist dicht vor dem Stand des Maschinisten aufgestellt. Jede der beiden Schraubenspindeln erhält ihren Antrieb von einer der beiden Seiltrommeln direkt mittels Ketten und konischen Rädern. Die Uebersetzung vom Motor zur Trommelwelle ist so gewählt, dass bei etwa 168 minutlichen Umdrehungen der Motorwelle und etwa 30 minutlichen Umdrehungen der Trommelwelle eine mittlere Fördergeschwindigkeit von etwa 8 m in der Sekunde erreicht wird, welche später bei Verdoppelung der Umdrehungszahl und Leistung des Motors gleichfalls verdoppelt werden soll. Der Elektromotor, Modell FG800, ist als Hauptstrommaschine gewickelt und leistet bei einem Verbrauche von etwa 100 Kilo-Watt und 335 minutlichen Umdrehungen sowie bei 450 Volt Betriebsspannung 120 e. Einstweilen wird, wie schon bemerkt, bei einer Fördergeschwindigkeit von etwa 3 m in der Sekunde nur die halbe Leistung erfordert und wird daher der Motor bei halber Spannung auch nur mit der halben Geschwindigkeit betrieben. Da das Anlassen des Motors mittels Anlasswiderstandes bei belastetem Anlauf der Fördermaschine zu Unzuträglichkeiten führen könnte, so ist die Einrichtung derartig getroffen, dass eine der Dynamomaschinen in der Primärstation ihren Strom, wie schon erwähnt, ausschliesslich für den Motor der Förderanlage abgibt. Das Anlassen bezw. Stillstellen, Langsam- oder Schnellfahren des Motors wird bewirkt durch Aenderung der Magneterregung der genannten Dynamo und zwar ist der hierbei erforderliche Nebenschlussregulator bei der Fördermaschine selbst angebracht, so dass von dieser Stelle aus der gesamte Betrieb der Förderanlage geregelt werden kann. Der Motor ist eingerichtet für Vor- und Rückwärtsgang und ist, um die Drehrichtung desselben zu ändern, mit dem Hebel des Nebenschlussregulators eine Stromwendevorrichtung für den Motor zwangläufig in Verbindung gebracht. Die Einrichtung ist derartig, dass bei dem Einrücken des Regulierhebels auf die Mittelstellung, der Hauptstromkreis unterbrochen und der Motor stillgestellt ist. Erst nachdem die gewünschte Drehrichtung durch Umlegen des Regulierhebels eingestellt ist, wird der Strom wieder geschlossen und die Fördermaschine in der gewünschten Richtung in Bewegung gesetzt. Bei der zur Anwendung gekommenen Schaltungsweise wird ein ganz sanftes Anfahren des Fahrkorbes, ein sehr einfacher Betrieb und leichte Bedienung der Förderanlage erreicht. Textabbildung Bd. 312, S. 76 Fig. 1. Fördermaschine. Ausser den oben erwähnten Bremsvorrichtungen ist noch eine durch einen Elektromagneten festgehaltene Notbremse angeordnet, welche in Thätigkeit treten soll, falls ein plötzliches Ausbleiben der über Tage erzeugten elektrischen Energie eintreten sollte, während gleichzeitig der Förderkorb noch auf der Fahrt begriffen ist. Durch ein Stromloswerden des Elektromagneten tritt die Bremse automatisch in Funktion. Letztere Anordnung ist auf Betreiben der Bergpolizeibehörde getroffen worden, welche die Genehmigung zur Seilfahrt davon abhängig machte. Die Wasserhaltungsmaschine (Fig. 2), erbaut von der Siegener Maschinenbau-Aktiengesellschaft vorm. A. und H. Oechelhäuser, ist als liegende Differentialplungerpumpe konstruiert, besitzt zwei Differentialplungerkolben von 157/113 mm Durchmesser und fördert bei etwa 80 Umdrehungen der Kurbelwelle pro Minute etwa 1500 l Wasser. Der Nebenschlusselektromotor, Modell FG800, überträgt seine Kraft auf die Kurbelwelle mittels Zahnradvorgelege ähnlich wie bei der vorbeschriebenen Fördermaschine. Das Uebersetzungsverhältnis ist so gewählt, dass, um eine der vorgeschriebenen Leistung von 15001 in der Minute entsprechende Umdrehungszahl der Kurbelwelle zu erreichen, der Motor vorläufig, so lange die Pumpe nur auf 80 bis 120 m zu fördern hat, mit 165 Umdrehungen in der Minute – seiner halben normalen Umdrehungszahl – und mit halber Leistung läuft. Da die Primärspannung 450 Volt beträgt, so musste der Elektromotor für diese halbe Leistung von 60 bei der halben Umdrehungszahl mit einem Anker für 900 Volt ausgerüstet werden, der später bei beanspruchter voller Leistung der Pumpe durch einen normalen Anker für 450 Volt ersetzt werden wird. Gleichfalls wird, sobald die doppelte Kraft für die Pumpenleistung erfordert wird, ein Trieb von halber Grösse auf die Vorgelegewelle gebracht, so dass bei verdoppelter Geschwindigkeit der Ankerwelle die Umdrehungszahl der Kurbelwelle der Wasserhaltungsmaschine die gleiche bleibt. Das Anlassen der Pumpe geschieht mittels eines in unmittelbarer Nähe derselben aufgestellten Flüssigkeitsanlasswiderstandes. Auf Höhe der Stollensohle, in einer besonderen Maschinenkammer, ist eine drei-cylindrige Luftkompressionsmaschine (Fig. 3) untergebracht, welche durch einen 40-pferdigen Elektromotor, Modell FG400, ihren Antrieb erhält. Die komprimierte Luft von 6 at Ueberdruck wird zum Betriebe der beim Abteufen und beim Vortrieb von Querschlägen benötigten Gesteinsbohrmaschinen verwendet. Die durch die Schiessarbeit beim Vortrieb in der Grube auftretenden schlechten Wetter wer; den mittels eines auf Stollenhöhe aufgestellten Grubenventilators durch eine bis vor Ort gebrachte Wetterlutte abgesaugt, während die frischen Wetter von Tage aus durch den Stollen und durch den Schacht auf natürlichem Wege nachziehen. Der Ventilator wird durch einen direkt gekuppelten 4pferdigen Elektromotor, Modell NS30, angetrieben. Der Königstollen ist an seinem Ende im Inneren des Berges und zwar in der Nähe der Hängebank zu einem geräumigen Bahnhof verbreitert, wo die durch die Fördermaschine gehobenen, eisernen Grubenwagen mit ihrem Inhalt zu Zügen rangiert werden und die von Tage aus eintreffenden leeren Wagen für die weitere Förderarbeit in Bereitschaft stehen können. Die vom Ausgang des Bahnhofs durch den 1800 m langen Stollen führende Strecke ist aus schon oben angeführten Gründen nur eingeleisig angelegt und setzt sich nach Austritt aus dem Stollenmundloch bis zu den Rostöfen auf eine Gesamtlänge von 725 m ebenfalls eingeleisig fort. Während der Schienenweg unter Tage ziemlich gerade mit ganz geringem Gefälle nach aussen 600 mm auf 1800 m verläuft, hat die kurvenreiche Strecke über Tage bis zum Endpunkte oberhalb der Rostöfen ein Steigungsverhältnis von 2½ %. Die auf eisernen Schwellen verlegten Stahlschienen haben in der Grube 85 mm, ausserhalb derselben 90 mm Höhe und ein Gewicht pro laufenden Meter von 13,9 bezw. 18 kg. Die Spurweite des Schienengeleises beträgt 693 mm. Textabbildung Bd. 312, S. 77 Fig. 2. Wasserhaltungsmaschine. Die elektrische Energie von 240 Volt Spannung wird der gesamten Strecke zugeführt durch eine Arbeitsleitung von 10 mm starkem Siliciumbronzedraht, welche in der Grube am Stollenfirst mittels besonderer Halter isoliert aufgehängt ist. Ueber Tage liegt die Leitung 2 m über Schienenoberkante und ist an Winkelauslegern aus Doppel-⊺-Eisen von 100 mm Stärke isoliert befestigt. Im Betrieb sind zwei von der Allgemeinen Elektrizitätsgesellschaft erbaute elektrische Lokomotiven; die eine, welche lediglich den Dienst auf der 1800 m langen Stollenstrecke versieht, ist für eine Zugkraft von 350 kg bei einer Geschwindigkeit von 3 m pro Sekunde konstruiert. Die beiden Laufradachsen mit einem Abstand von 592 mm sind durch eine zwischen denselben gelagerte Antriebswelle mittels Zahntrieb gekuppelt. Der 10- bis 15pferdige Nebenschluss-Elektromotor Modell DB100 ist auf dem Lokomotivrahmen derart untergebracht, dass die Ankerwelle rechtwinklig zu den Laufradachsen liegt. Die Verbindung des Motors mit der erwähnten Kuppelungswelle geschieht durch Stirnradvorgelege und Winkeltrieb. Zum Anlassen des Motors dient ein im Ankerstromkreis liegender regulierbarer Widerstand. Die Lokomotive fördert einen beladenen Zug von zwanzig Grubenwagen in 10 Minuten von der Hängebank durch den Stollen bis zu Tage. Bei einem Eigengewicht von 400 kg fasst jeder Wagen 1 t Eisenstein; ein geladener Zug bringt somit 20 t Fördergut und es beträgt nach angestellten Messungen der Energieverbrauch für diese Leistung etwa 2 Kilo-Watt-Stunden. Rechnet man für die Leerfahrt in die Grube ebenfalls 10 Minuten und für die Zeit des Rangierens an beiden Endstationen wiederum 10 Minuten, so ist die Lokomotive im stande, in 10stündiger Schicht zwanzig Züge oder 400 t Eisenstein zu fördern bei einem Gesamtenergieverbrauch von höchstens 120 Kilo-Watt-Stunden oder pro Tonne von 0,33 Kilo-Watt-Stunden. Die Beförderung eines Teiles des Fördergutes zu den etwa 725 m vom Stollenmundloch weiter und etwa 17 m höher gelegenen Rostöfen geschieht durch eine zweite Lokomotive, deren normale Zugkraft 450 kg (maximal 800 kg) bei 3 m (bezw. 2,5 m) Geschwindigkeit in der Sekunde beträgt. Der Radstand derselben misst wegen der zu befahrenden engen Kurven nur 520 mm. Die Ankerwelle des 20- bis 25pferdigen Motors Modell DB125 ist hier parallel zu den Laufradachsen angeordnet und an ihrem Ende mit einer Schnecke ausgerüstet, welche in ein, aus Phosphorbronze geschnittenes, auf einer Laufradachse aufgekeiltes Schneckenrad eingreift. Die beiden Laufradachsen sind ebenfalls miteinander verkuppelt. Der Motor ist mit Spraguewickelung versehen und zum Anlassen und Regulieren der Fahrgeschwindigkeit dient ein Strassenbahnperronschalter. Textabbildung Bd. 312, S. 77 Fig. 3. Luftkompressionsmaschine. Die Maschine fördert sechs beladene Wagen in etwa 472 Minuten bei einer mittleren Geschwindigkeit von 2,5 m in der Sekunde und bei einem Energieverbrauch (auf der Zentrale gemessen) von 3,7 Kilo-Watt-Stunden nach den 725 in entfernt liegenden Rostöfen. Die oben beschriebene Anlage ist zum grössten Teil seit Mai 1895 im unausgesetzten Betrieb und hat sich durchaus gut bewährt; sie zeigt, wie die Elektrizität als Kraftmittel in hohem Masse geeignet ist, sich allen, auch den schwierigsten Verhältnissen im Bergwerksbetrieb anzupassen.