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Jul 09, 2023

Um modern zu bleiben, waren Bergbauanlagen auf Dampf angewiesen

2. April 2022 Illustration mit freundlicher Genehmigung von savRee Diagramm eines einfachen Blake-Steinbrechers. Als sich die Technologie ab Mitte des 19. Jahrhunderts weiterentwickelte, wurden einige neu patentierte Maschinen nicht speziell entwickelt

2. April 2022

Illustration mit freundlicher Genehmigung von savRee Diagramm eines einfachen Blake-Steinbrechers.

Als sich die Technologie ab Mitte des 19. Jahrhunderts weiterentwickelte, wurden einige neu patentierte Maschinen, die nicht speziell für den Bergbau oder die Konzentration entwickelt wurden, dennoch problemlos in die Bergbauindustrie übernommen und mit Begeisterung begrüßt. Eine sehr wichtige Erfindung dieser Art – und oft übersehen – ist der Backenbrecher, der 1858 von einem Mann namens Ely Whitney Blake patentiert wurde.

Eli Whitney Blake stammte aus Worcester County, Massachusetts, und war ein Neffe von Eli Whitney, dem Erfinder der Baumwoll-Entkörnungsanlage. Blake schloss 1816 sein Studium an der Yale University ab, brach jedoch sein weiterführendes Jurastudium ab, als sein Onkel Eli ihn um Hilfe bei der Organisation und Errichtung einer Waffenfabrik in Whitneyville, Connecticut, bat. Als talentierter Maschinenbauingenieur wurde Blake 1852 damit beauftragt, die Schotterarbeiten an den Straßen von New Haven zu leiten, was ihn darauf aufmerksam machte, dass es keine geeignete Maschine zum Brechen von Gestein gab. Der Mangel an einer solchen Maschine war eine der Ursachen für Produktionsengpässe in den Kupferminen des Lake Superior, wo der Gesteinsbruch noch durch Kalzinieren erfolgte, was Georgius Agricola in seinem 1556 erstmals veröffentlichten Buch „De Re Metallica“ erwähnte. New Haven nutzte ein ähnliches Verfahren für seine Straßenoberflächen.

Blakes Lösung bestand darin, etwas zu erfinden, was er einfach „eine Maschine zum Zerkleinern von Stein“ nannte. Der dampfbetriebene Brecher von Blake verfügte über eine feste Platte und eine, die sich oben drehte, um ihm die größtmögliche Bewegung zu ermöglichen. Das Gestein wurde oben in den Brecher eingeführt und allmählich nach unten in Richtung der Auslassöffnung an der Unterseite der Backen bewegt. Laut savRee, einer Ingenieur-Website, wird der V-förmige Bereich zwischen den beiden Backen als Brechkammer bezeichnet. Da der Raum zwischen den beiden Backen zum Auslass hin enger wird, wird das Gestein zunehmend abgebaut.

Obwohl sie die Effizienz erheblich steigerten, den Zeitaufwand verkürzten, Geld und Arbeit sparten und an fast jedem Schacht eingesetzt wurden, an dem ein Bergwerk über Dampfkraft verfügte, wurden sie in den Jahresberichten der Bergbauunternehmen selten erwähnt. In den Berichten wurde im Allgemeinen davon berichtet, dass Gestein aus der Mine hochgehoben und anschließend im Pochwerk verarbeitet wurde, von einer vorläufigen Zerkleinerung wurde jedoch selten die Rede. Im Jahr 1900 schrieb Horace J. Stevens in seinem Buch „The Copper Handbook“ in einer Berichterstattung über die Calumet and Hecla Mining Company:

„Die Schachthäuser an den Schrägschächten haben ein einheitliches Muster. Bei jedem wird das Gestein von der Mine auf die Spitze des Schachthauses gehoben, wo es durch sogenannte „Grizzly“-Brecher geleitet wird, die es dem feineren Gestein ermöglichen, durchzufallen, wobei die größeren Massen in Backenbrechern mit zwei Öffnungen zerkleinert werden drei Fuß." Nach der vorläufigen Zerkleinerung fuhr Horace fort, eine Etage tiefer befand sich in jedem Schachthaus ein weiterer Brecher, 18 x 24 Zoll, schrieb Stevens.

Laut dem Autor und Herausgeber Thomas Rickard waren die Schachtfelsenhäuser der Quincy Mining Company ähnlich angeordnet. Als Rickard darüber sprach, wie der Steincontainer vom Minenschacht in die Spitze des Bauwerks gehoben wurde, schrieb er:

„Wenn der Container entleert wird, fällt der Inhalt auf einen Rost, der aus festen Gusseisenstangen besteht, die mit einem abnehmbaren Winkeleisen verschlossen sind, wobei die Zwischenräume 2,5 Zoll breit sind. Das größte der übergroßen Stücke wird problemlos in einen niedrigen zweirädrigen Lastwagen geschoben und dann zum Steinbrecher gerollt; Dies ist eine schnelle Art, die Schweinegesteinsstücke zu bewegen, und stellt einen Fortschritt gegenüber der üblichen Art und Weise dar, über den Boden zu ziehen.“

Kleinere Stücke, schrieb er, wurden in die Brecher geworfen.

Da die Grizzlys in niedrigen Winkeln verlegt würden, seien einige der kleinen Steinstücke auf den Stangen liegen geblieben, die dann in die Brecher geschaufelt wurden, schrieb er.

Rickard gab an, dass jedes der „Steinhäuser“ mit drei Brechern vom Blake-Typ ausgestattet war. Der größte hatte Backen mit einer Größe von 18 x 24 Zoll (die gleiche Konfiguration wie bei C & H), während die beiden kleineren Brecher jeweils Backen mit einer Größe von 13 x 20 Zoll hatten. Kupfermassen wurden unter einen Fallhammer mit einem Gewicht von 1,5 Tonnen und einer Fallhöhe von 20 Fuß gelegt.

was einem Äquivalent von 60 Fuß Tonnen entspricht. Da Kupfer formbar ist, würde es nach einem solchen Schlag flach werden oder seine Form ändern, wodurch anhaftendes Gestein aus der Masse geschleudert würde.

Stevens schrieb 1899, dass sich am Baltischen Schacht Nr. 3 ein „substanzielles“ Schacht-Felsenhaus befand, eingerahmt aus Holz, mit Stahl ummantelt und 88 Fuß hoch. Es war mit zwei Blake-Crushern ausgestattet, die wie die des Quincy und des C & H auf 18 x 24 Zoll konfiguriert waren und von einem Motor „mit 16 x 18-Zoll-Zylindern“ angetrieben wurden.

Stevens berichtete auch, dass es im Schacht Nr. 4 eine „provisorische Anlage mit einer Förderhöhe von etwa 1.000 Fuß gab, mit der ein Ein-Tonnen-Kübel angehoben werden konnte“.

Tatsächlich seien alle Schächte mit provisorischer Ausrüstung geöffnet worden, schrieb er, die „bei Gelegenheit durch dauerhafte Gebäude und schweres Gerät ersetzt wird“.

Stevens‘ Wahl des Wortes „vorübergehend“ scheint darauf hinzudeuten, dass an den fünf Schächten der Ostsee mit tragbaren Zahnradaufzügen mit zweiter Bewegung begonnen wurde. Normalerweise drehten Second-Motion-Motoren eine einzelne Trommel.

Ein Zahnradaufzug mit zweiter Bewegung bestand aus zwei Motoren, wobei die Trommel über eine Trommelwelle befestigt war und ihre Bewegung über eine Art Getriebe (Doppelschrägverzahnung) erhielt. Die Betätigung von Brems- und Wendegetriebe erfolgte über Handhebel zwischen den beiden Zylindern.

Power, eine wöchentliche Publikation, die sich der Erzeugung und Übertragung von Energie widmet, gab in ihrer Ausgabe vom 28. Dezember 1909 an, dass sich zu dieser Zeit die größten Fördermaschinen der Welt in den Minen Quincy und Tamarack befanden, im „Kupferland“. von Michigan.“ Beide Hebezeuge wurden in den 1890er Jahren von der Allis-Chalmers Company gebaut. Wie es in der Veröffentlichung heißt, wurden jedoch später zwar neuere und leistungsstärkere Dampfaufzüge entworfen und gebaut, aber auch elektrische Hebezeuge wurden entworfen, wie beispielsweise das elektrische Hebezeug am Kohleschifffahrtsterminal in Sewall's Point, in der Nähe von Norfolk, Virginia, das mit einer Nennleistung von 100 m bewertet wurde 1.000 PS.

Während die Dampfkraft tatsächlich den Bergbau im Copper Country in Michigan revolutionierte, war es nicht die Dampfkraft allein, die die Revolution auslöste. Innovationen und Verbesserungen im Pochwerk und in der Konzentration erforderten größere Dampfmaschinen und die Kessel, die sie antreiben. Backenbrecher, die ebenfalls mit Dampf betrieben wurden, halfen den Bergbauunternehmen in Michigan, mit den neueren Tagebauen im Westen konkurrenzfähig zu bleiben. Maschinenbohrmaschinen, die von dampfbetriebenen Luftkompressoren angetrieben wurden, brachten pro Schicht mehr Gestein ab als mit dem Handbohren, und neuere, effizientere dampfbetriebene Hebezeuge konnten mehr Gestein schneller pro Tag heben als ältere, tragbare Hebezeuge. Um die Wende des 20. Jahrhunderts waren die Minen in der Lake Superior-Region vollständig ausgestattet, um mit den westlichen Minen konkurrieren zu können – solange der Kupfergehalt hoch blieb.

Graham Jaehnig hat einen BA in Sozialwissenschaften/Geschichte von der Michigan Technological University und einen MA in Englisch/Kreativem Sachbuchschreiben von der Southern New Hampshire University. Er ist international bekannt für seine Schriften über die Einwanderung Cornwalls in die Bergbaubezirke der Vereinigten Staaten.

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