Das folgende interaktive 3D-Modell zeigt eine schematische Darstellung einer Steinkohlen-Schachtanlage mit ihren wichtigsten übertägigen und untertägigen Komponenten. Durch Anklicken der farbig hervorgehobenen Objekte werden Informationen zur jeweiligen Komponente eingeblendet.
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Beschreibung
Das 3D-Modell stellt eine typische Steinkohlen-Schachtanlage dar, wie sie im Ruhrgebiet und anderen europäischen Steinkohlerevieren verbreitet war. Die Anlage umfasst sowohl die übertägigen Einrichtungen (Tagesanlagen) als auch eine vereinfachte Darstellung der untertägigen Gewinnung. Der Betrachter kann das Modell frei drehen, zoomen und schwenken, um die räumliche Anordnung der Komponenten zu erkunden.
Durch Anklicken der farbig markierten Objekte wird eine Beschreibung der jeweiligen Komponente angezeigt. So lässt sich der Materialfluss von der Kohlengewinnung im Streb über die Förderung durch den Schacht bis zur Aufbereitung in der Kohlenwäsche nachvollziehen.
Komponenten der Schachtanlage
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die im Modell dargestellten Komponenten und ihre Funktion im Betriebsablauf eines Steinkohlenbergwerks.
| Komponente | Beschreibung |
| Fördergerüst | Steht über dem Schacht und trägt die Seilscheiben für das Förderseil. Ermöglicht den vertikalen Transport von Personal, Material und Rohkohle zwischen Übertage und den untertägigen Sohlen. |
| Maschinenhaus | Beherbergt die Fördermaschine, die über ein Stahlseil die Förderkörbe oder Skips im Schacht auf- und abbewegt. |
| Kohlenwäsche | Trennt die geförderte Rohkohle vom Nebengestein anhand der unterschiedlichen Dichte in Schweretrübescheidern oder Setzmaschinen. |
| Kaue | Wasch- und Umkleidegebäude der Bergleute, unterteilt in Weißkaue (Straßenkleidung), Schwarzkaue (Arbeitskleidung) und Waschraum. |
| Wetterschacht | Dient der Belüftung des Grubengebäudes. Frischluft strömt ein und verbrauchte Luft wird abgeführt – unverzichtbar zur Verdünnung von Grubengas (Methan). |
| Wasserhaltung | Pumpen fördern das aus dem Gebirge eindringende Grubenwasser nach Übertage. Ohne sie würde das Bergwerk absaufen. |
| Kohlenhobel | Wird an einer Kette am Kohlenstoß entlanggezogen und löst schälend dünne Späne aus dem Flöz. Vorwiegend bei geringmächtigen Flözen eingesetzt. |
| Walzenschrämlader | Löst die Kohle mit rotierenden, meißelbesetzten Walzen schneidend aus dem Flöz. Bei mächtigeren Flözen eingesetzt, höhere Leistung als der Kohlenhobel. |
Interaktive Steuerung
Das 3D-Modell lässt sich mit folgenden Eingaben steuern:
- Drehen: Linke Maustaste gedrückt halten und ziehen
- Zoomen: Mausrad drehen oder Zwei-Finger-Geste auf dem Touchscreen
- Schwenken: Rechte Maustaste gedrückt halten und ziehen
- Objekt auswählen: Auf ein farbig markiertes Objekt klicken, um die Beschreibung einzublenden
Technischer Hintergrund
Der Steinkohlenbergbau erfordert ein komplexes Zusammenspiel zahlreicher übertägiger und untertägiger Betriebseinrichtungen. Die Kohle wird in den Streben – den eigentlichen Abbaubereichen – gewonnen und über Kettenförderer und Bandanlagen zum Schacht transportiert. Von dort gelangt sie mit der Schachtförderung nach übertage, wo sie in der Kohlenwäsche aufbereitet und für den Absatz klassiert wird.
Die Sicherheit untertage hängt wesentlich von der Bewetterung und der Wasserhaltung ab. Die Bewetterung versorgt die Grubenbaue mit Frischluft und verdünnt explosive Gase wie Methan (Grubengas), das natürlich in Kohleflözen gebunden ist. Die Wasserhaltung verhindert das Absaufen der tiefliegenden Grubenbaue durch das aus dem umgebenden Gebirge eindringende Grundwasser.
Geschichte des Steinkohlenbergbaus im Ruhrgebiet
Der Steinkohlenbergbau im Ruhrgebiet blickt auf eine über 750-jährige Geschichte zurück. Bereits im 13. Jahrhundert wurde an der Ruhr oberflächennah Kohle abgebaut – zunächst im einfachen Stollenbau, bei dem horizontale Stollen in die Hänge getrieben wurden. Mit der Industrialisierung im 19. Jahrhundert begann der Tiefbau: Senkrechte Schächte erschlossen immer tiefere Flöze, und die Fördermengen stiegen rasant.
Zur Blütezeit um 1956 förderten über 140 Zechen im Ruhrgebiet rund 125 Millionen Tonnen Steinkohle pro Jahr. Über 600.000 Bergleute arbeiteten in der Region. Ab den 1960er-Jahren setzte die Kohlekrise ein – billige Importkohle und der Aufstieg von Erdöl und Erdgas machten den heimischen Bergbau zunehmend unwirtschaftlich.
Am 21. Dezember 2018 endete mit der letzten Schicht auf dem Bergwerk Prosper-Haniel in Bottrop der aktive Steinkohlenbergbau in Deutschland. Was bleibt, sind die sogenannten Ewigkeitsaufgaben: die dauerhafte Wasserhaltung in den stillgelegten Gruben, die Sicherung von Schächten und die Behandlung von Grubenwasser.
Der Weg der Kohle – vom Flöz bis zur Verladung
Der Materialfluss in einem Steinkohlenbergwerk folgt einer festen Abfolge:
- Gewinnung im Streb: Der Kohlenhobel oder Walzenschrämlader löst die Kohle aus dem Flöz. Der Streb ist der eigentliche Abbaubereich – eine lange, niedrige Front entlang des Kohleflözes.
- Strebförderer: Ein Kettenförderer (Panzerförderer) nimmt die gelöste Kohle auf und transportiert sie zum Ende des Strebs.
- Streckenförderer: Bandanlagen übernehmen die Kohle und transportieren sie durch die Abbaustrecken zum Füllort am Schacht.
- Schachtförderung: Am Füllort wird die Kohle in Fördergefäße (Skips) geladen. Die Fördermaschine im Maschinenhaus zieht sie über das Förderseil durch den Schacht nach übertage.
- Kohlenwäsche: Übertage wird die Rohkohle in der Kohlenwäsche vom tauben Gestein getrennt und nach Korngröße und Qualität sortiert.
- Verladung: Die aufbereitete Kohle wird auf Eisenbahnwaggons, Binnenschiffe oder Lastkraftwagen verladen und an Kraftwerke, Stahlwerke oder den Handel geliefert.
Sicherheit unter Tage
Die Arbeit unter Tage war stets mit erheblichen Gefahren verbunden. Die wichtigsten Sicherheitssysteme eines Bergwerks sind:
Bewetterung (Ventilation)
Die Bewetterung ist das Belüftungssystem des Bergwerks. Große Ventilatoren am Wetterschacht erzeugen einen kontinuierlichen Luftstrom durch alle Grubenbaue. Dieser erfüllt zwei lebenswichtige Aufgaben: Er versorgt die Bergleute mit Atemluft und verdünnt das aus den Kohleflözen austretende Grubengas (Methan) auf ungefährliche Konzentrationen.
Schlagende Wetter
Erreicht das Methan-Luft-Gemisch eine Konzentration zwischen 5 und 14 Prozent, wird es explosionsfähig – im Bergbau als „schlagende Wetter“ bezeichnet. Grubengas-Explosionen gehörten zu den verheerendsten Unglücken im Bergbau. Die Grubengasüberwachung mit elektronischen Sensoren wurde daher zu einem zentralen Element der Grubensicherheit.
Sicherheitslampe
Vor der Einführung elektrischer Beleuchtung war die Davy’sche Sicherheitslampe (erfunden 1815 von Sir Humphry Davy) eine bahnbrechende Erfindung. Ein feines Drahtgeflecht um die Flamme verhinderte, dass die Flamme das umgebende Grubengas entzünden konnte. Gleichzeitig diente die Lampe als Grubengasdetektor: Veränderte sich die Flamme, war erhöhte Methankonzentration erkennbar.
Grubenrettungswesen
Für den Ernstfall standen Grubenwehren bereit – speziell ausgebildete Rettungstrupps mit Atemschutzgeräten, die bei Bränden, Explosionen oder Einstürzen unter Tage zum Einsatz kamen.
Glossar der Bergmannssprache
Der Bergbau hat über Jahrhunderte eine eigene Fachsprache entwickelt. Viele dieser Begriffe sind bis heute in der Alltagssprache des Ruhrgebiets lebendig.
| Begriff | Bedeutung |
| Flöz | Eine abbauwürdige Kohleschicht im Gestein |
| Streb | Der aktive Abbaubereich, in dem die Kohle aus dem Flöz gelöst wird |
| Sohle | Eine horizontale Ebene (Etage) im Bergwerk |
| Strecke | Ein horizontaler Gang unter Tage, vergleichbar mit einem Tunnel |
| Hängebank | Die Plattform am Schachtrand auf der Tagesoberfläche, an der die Förderkörbe be- und entladen werden |
| Füllort | Die Beladestelle am Schacht unter Tage – das Gegenstück zur Hängebank |
| Kaue | Das Wasch- und Umkleidegebäude der Bergleute |
| Gedinge | Leistungsbezogene Entlohnung der Bergleute, ausgehandelt zwischen Steiger und Kameradschaft |
| Steiger | Ein Vorgesetzter unter Tage, vergleichbar mit einem Meister oder Schichtleiter |
| Bewetterung | Die Belüftung des Grubengebäudes mit Frischluft |
| Schlagende Wetter | Explosionsfähiges Methan-Luft-Gemisch |
| Berge / Taubes Gestein | Wertloses Nebengestein, das bei der Kohlengewinnung mit anfällt |
| Halde | Aufschüttung aus taubem Gestein (Berge) an der Oberfläche |
| Glück auf! | Der traditionelle Bergmannsgruß – ursprünglich der Wunsch, auf ein ertragreiches Flöz zu stoßen |
Historischer und moderner Bergbau im Vergleich
Die Methoden des Steinkohlenbergbaus haben sich im Laufe der Jahrhunderte grundlegend gewandelt. Die folgende Übersicht stellt den historischen Bergbau des 19. Jahrhunderts dem mechanisierten Abbau des 20. Jahrhunderts gegenüber.
| Aspekt | Historisch (19. Jh.) | Mechanisiert (20. Jh.) |
| Gewinnung | Handarbeit mit Schlägel und Eisen, Keilhacke | Kohlenhobel, Walzenschrämlader |
| Förderung unter Tage | Schlepper und Grubenpferde zogen Hunte auf Schienen | Kettenförderer (Panzerförderer) und Bandanlagen |
| Schachtförderung | Dampfbetriebene Fördermaschinen | Elektrische Fördermaschinen |
| Beleuchtung | Öllampen, später Davy’sche Sicherheitslampe | Elektrische Kopflampen |
| Bewetterung | Natürlicher Wetterzug, handbetriebene Ventilatoren | Elektrische Großventilatoren |
| Ausbau (Stützung) | Holzstempel und -kappen | Hydraulischer Schildausbau |
| Abbautiefe | Bis etwa 500 m | Über 1.000 m (zuletzt bis 1.500 m im Ruhrgebiet) |
| Tagesleistung pro Mann | Etwa 1 Tonne | Über 6 Tonnen |
Weltweit wird weiterhin Steinkohle abgebaut – allerdings überwiegend im kostengünstigeren Tagebau, wie er in Australien, Indonesien und Teilen der USA betrieben wird. In Ländern wie China, Polen und Südafrika ist auch der Tiefbau weiterhin aktiv, allerdings zunehmend unter wirtschaftlichem und klimapolitischem Druck.
Für den Unterricht
Das interaktive 3D-Modell eignet sich für den Einsatz in verschiedenen Unterrichtsfächern und Jahrgangsstufen. Die folgende Übersicht gibt Anregungen für die didaktische Einbettung.
Fächerübergreifende Einordnung
- Physik / Technik: Kräfte und Mechanik der Förderung, Prinzip der Dichtesortierung in der Kohlenwäsche
- Chemie: Methan als Grubengas, Verbrennung, Explosionsgrenzen
- Erdkunde / Geografie: Lagerstätten, Geologie des Ruhrgebiets, Strukturwandel
- Geschichte: Industrialisierung, Sozialgeschichte der Bergleute, Arbeiterbewegung
- Politik / Wirtschaft: Subventionen, Energiepolitik, Strukturwandel, Ewigkeitsaufgaben
Leitfragen für Schülerinnen und Schüler
- Beschreibe den Weg der Kohle vom Flöz bis zur Verladung anhand des 3D-Modells.
- Warum braucht ein Bergwerk mindestens zwei Schächte?
- Erkläre, warum die Bewetterung für die Sicherheit der Bergleute unverzichtbar ist.
- Vergleiche den historischen Abbau mit Schlägel und Eisen mit dem Einsatz eines Walzenschrämladers. Welche Vor- und Nachteile ergeben sich?
- Welche Aufgaben bleiben nach der Stilllegung eines Bergwerks bestehen und warum?
Kohle in der Energiewirtschaft
Steinkohle war der Treibstoff der industriellen Revolution. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts ersetzte sie Holz und Holzkohle als wichtigste Energiequelle und ermöglichte den Betrieb von Dampfmaschinen, Eisenbahnen und Stahlwerken. Ohne die Kohle des Ruhrgebiets wäre die Industrialisierung Deutschlands in dieser Form nicht möglich gewesen.
Aufstieg und Niedergang
In der Nachkriegszeit erreichte der deutsche Steinkohlenbergbau seinen Höhepunkt. Ab den 1960er-Jahren verlor die heimische Kohle gegenüber billigeren Importkohlen und neuen Energieträgern (Erdöl, Erdgas, Kernenergie) zunehmend an Wettbewerbsfähigkeit. Der Staat stützte den Bergbau über Jahrzehnte mit Subventionen – insgesamt flossen geschätzt über 300 Milliarden Euro in den deutschen Steinkohlenbergbau.
Kohle und Klimapolitik
Die Verbrennung von Steinkohle setzt große Mengen CO₂ frei und trägt erheblich zum Klimawandel bei. Im Zuge der Energiewende hat Deutschland beschlossen, bis spätestens 2038 auch die Kohleverstromung zu beenden. Erneuerbare Energien – Wind, Sonne, Wasserkraft – sollen die Lücke schließen.
Ewigkeitsaufgaben
Mit der Stilllegung der Bergwerke endet die Arbeit nicht. In die verlassenen Grubenbaue dringt ständig Grundwasser ein, das abgepumpt werden muss, damit es nicht an die Oberfläche steigt und Siedlungsgebiete überflutet. Diese „Ewigkeitsaufgaben“ – Wasserhaltung, Poldermaßnahmen, Grubenwasserreinigung – werden voraussichtlich auf unabsehbare Zeit fortgeführt und kosten jährlich mehrere hundert Millionen Euro. Die RAG-Stiftung wurde gegründet, um diese Kosten dauerhaft zu finanzieren.
Hinweise zum Modell
Das 3D-Modell ist eine vereinfachte, schematische Darstellung. Eine reale Schachtanlage umfasst zahlreiche weitere Einrichtungen, darunter Werkstätten, Materialmagazine, Kompressorstationen, Umspannwerke, Gleisanlagen und Haldeneinrichtungen. Die untertägige Darstellung beschränkt sich auf die Gewinnungsgeräte im Streb und zeigt nicht den vollständigen Grubenausbau mit Strecken, Abbaustrecken und Blindschächten.