http://www.geophysik.tu-freiberg.de/utp/index.htm
Weil die Variationen im Schwerefeld sehr gering sind, muss ein Gravimeter sehr empfindlich sein und weist daher einen Gang auf, der durch Temperaturänderungen verursacht wird. Daher muss man bei der Messung immer wieder an den Basispunkt zurückkehren und die Messung dort wiederholen; die Variation kann man dann auf die dazwischen liegenden Werte linear interpolieren.
Folgende Reduktionen müssen durchgeführt werden:
Schachtreduktion: Der Bergwerksschacht muss berücksichtigt werden.
Streckenreduktion: Die horizontalen Hohlräume (Strecken) müssen berücksichtigt werden.
Reduktion weiterer Hohlräume: z.B. die Radstube im Bereich der Rösche
Geländereduktion: Die Hängebank befindet sich nicht auf dem Niveau des flachen Geländes, sondern auf einer ca. 10 m hohen Abraumhalde – d.h. in einiger Entfernung vom Messpunkt fehlt gegenüber einem Halbraum Material.
Für die Reduktionen werden die Hohlräume nach dem Ansatz von Talwani durch Polygone approximiert.
Man kann auch die Gezeiten im Gestein messen. Durch Sonne und Mond hebt sich der Erdboden zweimal täglich um ca. 30-40 cm; gemessen werden kann das mit einem Gravimeter oder mit einem Pendel (durch die Deformation der Erde verlagert sich die relative Position des Erdmittelpunkts). Die benötigte Präzision ist jedoch extrem hoch.
Gemessen wird die Klüftigkeit aus der seismischen Laufzeit (Hammerschlag am Gestein, Piezo-Geophon im Bohrloch in verschiedenen Tiefen, Messung der Zeit bis zum Ersteinsatz).
Dazu muss die seismische Geschwindigkeit im Gestein und in den Klüften bekannt sein. Für das Gestein wird angenommen, dass es sich um den Freiberger Graugneis handelt, während die Klüfte luftgefüllt sind.
Für die Laufzeit gilt: t = tu + tSt
Für
die Geschwindigkeit entsprechend:
1/v = (1-K)/vu + K/vSt
Geschwindigkeit
in Graugneis: vu = 4700 m/s
Geschwindigkeit
in Luft: vSt = 330 m/s
Für den Klüftigkeitsfaktor K ergibt sich
entsprechend:
K = (vu*vSt - v*vSt)/(v * (vu - vSt))
Mit
den obigen Werten eingesetzt: K = 72,2E-3 * (vu/v - 1)
Ergebnis: Die Klüftigkeit nimmt mit der Bohrlochtiefe
ab.
Erklärung: Auf der Seite des Hohlraums fehlt der
Gesteinsdruck, der die Klüfte z.T. verschließen würde.
Eine Sonde mit vier Ringelektroden wird in ein Bohrloch geschoben, das eine sulfidische Vererzungszone quert. Alle 20 cm wird eine Messung durchgeführt.
Typen von Sonden (schematische Zeichnungen, das Kabel wäre in den Zeichnungen rechts, d.h. in senkrechten Bohrlöchern, in denen die Sonden hängend betrieben werden, wäre dort oben):
kleine Normale (Potenzialsonde): N-------A--M--------
Punkt
B liegt im Unendlichen, AM << MN
Schlumberger: A-------M--N-------B
AB/3 > MN
Oberkante (Inverse): A-------M--N--------
Punkt B liegt
im Unendlichen, AM >> MN
Unterkante (Inverse): --------M--N-------A
Punkt B liegt
im Unendlichen, AM >> MN
„im Unendlichen“ bedeutet: Der Messpunkt ist nicht an der Sonde, sondern typischerweise außerhalb am Ende des Bohrlochs.
scheinbarer spezifischer Widerstand = gemessener Widerstand *
k
Konfigurationskonstante k = 4*pi / (1/AM - 1/AN - 1/BM + 1/BN)
Die Schlumberger-Sonde liefert das arithmetische Mittel aus Oberkante und Unterkante.
Gemessen wird die Temperatur in zwei Bohrlöchern auf zwei verschiedenen Sohlen. Die Sonde enthält mehrere Temperatursensoren, so dass alle Bohrlochtiefen gleichzeitig gemessen werden können.
Die Temperatur der Sensoren gleicht sich logarithmisch mit der Zeit der Temperatur des Gesteins an, und auch die Temperatur im Bohrloch nähert sich logarithmisch mit der Tiefe der Gesteinstemperatur an. Um die wahre Gesteinstemperatur messen zu können, müsste man mit den verwendeten Sensoren (die einen schlechten Kontakt zum Gestein haben) eine halbe Stunde lang warten und in einer Bohrlochtiefe von ca. 100 m messen.
Es ergibt sich ein terrestrischer Wärmestrom von 68.3 mW/m2, was vergleichsweise viel ist. Grund: Wärmeproduktion durch Radionuklide im Graugneis.
Mit Hammerschlägen an vorgegebenen Punkten und einer Geophonkette auf der anderen Seite wird das Gestein seismisch untersucht. Aus 12 Geophonpunkten und 24 Schusspunkten ergeben sich 288 Laufwege; wegen der kurzen Entfernung (weniger als 100 m) geht man von geraden Laufwegen aus. Die Auswertung erfolgt auf dem Rechner mit Matlab.
Entstehung der Erzlagerstätten: Magma ist aufgestiegen, hat Risse im Gestein verursacht, in diesen wurde durch hydrothermale Wässer metallhaltiges Material abgelagert. Weil die Ablagerung während der Ausdehnung der Klüfte geschah, sind die Erzgänge jahresringartig von außen nach innen gewachsen.
Entdeckt wurden die sächsischen Erzvorkommen durch Bergleute aus dem Harz. Sie stellten fest, dass der Erzgehalt in Sachsen höher ist.
Weil das Gestein metamorph überformt wurde, sind manche Erzgänge abgeschert worden und haben zwischendrin einen Versatz von z.B. 70 m („schwarzer Hirsch“). An solchen Gangkreuzen (an der Scherzone entsteht wieder ein Gang, d.h. dort kreuzen sich dann zwei Gänge) findet man oft besonders viel Erz angereichert.
Richtstrecken sorgen für geradlinige Verbindungen, während Gangstrecken den Erzgängen folgen und damit einen sehr unregelmäßigen Verlauf haben können. Für Grubenbahnen ist das unpraktisch, darum baut man vom Schacht bis zum Erzgang Richtstrecken. Vom Erzgang aus wird das Erz zuerst mit einem Hunt abtransportiert.
Entsprechend ist ein Richtschacht ein Schacht, der senkrecht nach oben geht, während ein schräg verlaufender Schacht „tonnlägiger Schacht“ genannt wird (weil da die Fördergefäße nicht frei hängen können, sondern an der Wand anliegen).
Die Streichrichtung der Gänge spiegelt sich in ihren Bezeichnungen wider:
Stehende Gänge: 0°-45°
Morgengänge: 45°-90°
Spatgänge: 90°-135°
Flache Gänge: 135°-180°
Angeblich kommen die Bezeichnungen aus der Zeit, als Winkel durch Uhrzeiten ausgedrückt wurden („aufstehen“, „morgens“, „spät“ usw.).
Der Abbau wird von der Gangstrecke aus immer in das Hangende betrieben. So kann man erstens das Erz nach unten durch ein Rollloch direkt in den Hunt werfen, zweitens das taube Gestein ebenfalls nach unten hinter den Ausbau werfen (und sich so auf dem tauben Gestein stehend nach oben arbeiten), drittens macht das Sickerwasser keine Probleme (staut sich nicht am Abbau).
Das Sickerwasser wird durch Fluter (u-förmige Holzrinnen) aufgefangen und abgeleitet, damit es nicht nach unten in die nächste Sohle sickert.
Strecken, die an die Erdoberfläche kommen, bezeichnet man als Stolln.
Wasserkunst: Wasser wurde vom Erzgebirge nach Freiberg geleitet, wo es in den Gruben Wasserräder („Kunsträder“) antrieb. Damit wurden z.B. die Pumpen betrieben, die das Sickerwasser aus der Grube abpumpten. Das Aufschlagswasser kam über die Aufschlagsrösche zum Wasserrad und anschließend über die Abzugsrösche nach draußen. (Das funktioniert ohne weitere Pumpen, weil die Freiberger Mulde ca. 100 m tiefer als die Grubengebäude liegt.) Um einen Kubikmeter Wasser abzupumpen, mussten anfangs bis zu 15 Kubikmeter Aufschlagswasser verbraucht werden; später mit verbesserten Pumpen reduzierte sich der Wasserverbrauch auf 6-7 Kubikmeter.
Das Sickerwasser ist sehr sauer, weil es durch pyrithaltiges Gestein fließt (Bildung von Schwefelsäure). Das hat zur Folge, dass erstens Ausbau aus Metall (z.B. aus Eisenbahnschienen) sehr stark korrodiert, zweitens wird auch Metall aus dem Gestein gelöst, d.h. das Sickerwasser enthält viele giftige Schwermetalle.
Erbstollen: In einem Bergwerk muss sowohl Frischluft zugeführt werden (Bewetterung) als auch Wasser abgeleitet werden. Der am tiefsten gelegene Stollen, der das Wasser abführt, wird Erbstollen genannt; sein Besitzer bekommt einen Anteil am Gewinn des Bergwerks. Wird ein noch tieferer Stollen gegraben, wird der vorige Erbstollen enterbt.
Bergleute wurden oft nach Abbauvolumen bezahlt, d.h. bei Richtstrecken nach der Länge der Strecke.
In Freiberg wurden die Elemente Germanium und Indium entdeckt.