Wetterschleuse
Bergbau
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Basiswissen
Eine Anordnung von zwei luftdichten Türen, die verschiedene Wetterströme gegeneinander trennt nennt man Wetterschleuse. [1] Hier ist kurz die Funktionsweise erklärt.
Zweck einer Wetterschleuse
Tief gelegene Grubenräume von untertägigen Bergwerken müssen oft künstlich mit frischer Luft versorgt werden. Ausreichend Sauerstoff für die Verbrennungsprozesse in Menschen und Maschinen sowie die Abführung heißer Luft (Gebirgswärme) oder mit schädlichen Gasen (z. B. Methan, Kohlenmonoxid, Sprengschwaden, Abgase etc.) angereicherter Luft sind typische Gründe.
In der Regel versucht man über einen oder mehrere Tagesschächte (bis zur Oberfläche) frische Luft anzusaugen und die verbraucht Luft über einen anderen Schacht, den Wetterschacht (auch Ausziehschacht), wieder nach oben abzugeben. Auf dem ausziehenden Wetterschacht steht oft ein großer Grubenlüfter. Dieser saugt die Luft von unter Tage an und gibt sie nach oben ab. So entsteht am Wetterschacht ein Unterdruck. Der Unterschied der Drücke zwischen einziehendem und ausziehenden Schacht bewirkt dann, dass ein beständiger Luftstrom, der Wetterstrom durch das Bergwerk zieht.
Aber so wie auch Strom in einem verzweigten Netz von Leitungen bevorzugt den Weg des geringsten Widerstandes geht, so würden auch die Wetterströme unter Tage am stärksten dort entlang gehen, wo der Widerstand am geringsten ist. Einen geringen Widerstand haben zum Beispiel Strecken mit einem großen Querschnitt und glatten Wänden. Möchte man aber, dass die Wetterströme auch durch Bereiche mit hohem Wetterwiderstand gehen, so muss man den Luftstrom entlang der Strecken mit dem geringeren Widerstand künstlich drosseln oder ganz absperren. Für eine vollständige Absperrung dient die Wetterschleuse.
Nun würde es theoretisch genügen, die zwei beabsichtigen Wetterbereiche durch eine feste Mauer ohne Durchgangsmöglichkeit abzutrennen. Wo das sinnvoll ist, wäre das auch die bevorzugte Lösung. Sollen aber Menschen, Maschinen oder sogar untertägige Züge die Absperrung passieren, wird eine Schleuse nötig. Bestünde die Absperrung nur aus einer Wand mit einer Tür dazwischen, würde bei geöffneter Tür ein starker Wind von der Seite mit dem höheren Druck hin zur Seite mit den niedrigen Druck wehen.
Bei einer Wetterschleuse kann man nun einen kleinen Raum sowohl zur Seite mit dem höheren als auch zur Seite mit dem niedrigeren Druck mit einer Tür gezielt verschließen oder öffnen. Somit ist es möglich, von einer Seite aus kommend, eine der zwei Türen zu öffnen. Da der kleine Schleusenraum schnell einen Druckausgleich vollzogen hat, kann dann die erste Tür geschlossen werden. Dann wird die zweite Tür geöffnet. Es kommt in kurzer Zeit zum Druckausgleich mit dem anderen Bereich und die zweite Tür kann problemlos geöffnet oder geschlossen werden.
Da die Druckunterschiede so stark sind, dass man eine ganze Tür nicht dagegen ankämpfend öffnen könnte, gibt es in den Wettertüren kleine Klappen, nur wenige Quadratdezimeter groß, die man mit geringerer Kraft leicht öffnen kann. Durch diese kleinen Öffnungen erfolgt dann ein Druckausgleich. Erst nach erfolgtem Druckausgleich kann man die eigentlichen Türen mit einem vertretbaren Kraftaufwand (oder gar keinem) öffnen.
Fußnoten
- [1] Eine "Wetterschleuse besteht aus mindestens zwei Wettertüren in einem Grubenbau, die zur Trennung von Wetterströmen dienen." Wetterschleusen dienen dazu, sogenannte "Wetterkurzschlüsse" zu vermeiden. In: Walter Bischoff: Das kleine Bergbaulexikon: Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum. Verlag Glückauf, 1988. - 404 S. ISBN 3-7739-0501-7. Dort der Eintrag "Wetterschleuse", Seite 391.