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Gesteinsbildung - Gesteinsbohrer.

Gesteinsbildung (Petrogenese), Abschnitt der Geologie (petrogenetische Geologie), welcher sich mit der Bildung der Gesteine beschäftigt. Vgl. Geologie, auch Gesteine, Neptunismus, Plutonismus.

Gesteinsbohrer und Gesteinsbohrmaschinen. Das Bohren in Gestein findet Anwendung bei der Sprengarbeit im Bergbau, in Steinbrüchen, bei der Regulierung von Flüssen zum Wegsprengen von Felsen, beim Straßen, Eisenbahn und Tunnelbau und beim Abteufen von Schächten; es dient zur Untersuchung der Gebirge auf Erz, Kohlen, Salzgehalt, zum Aufsuchen von Quellwasser, Salzsolen, Petroleum etc. Die beim Berg und Tunnelbau sowie beim Erdbohren benutzten Gesteinsbohrer bestehen aus einer geraden Stahl oder verstählten Eisenstange, welche an einem Ende, dem Kopf, Meißelform, am andern Ende eine Schlagbahn erhalten. Je nach der Art der Wirkung des Werkzeugs unterscheidet man Schlag-, Stoß- und Drehbohrer. Die Schlagbohrer dienen nur zur Herstellung der Sprenglöcher und heißen je nach der Form der Schneiden Kronen-, Kreuz-, Spitz-, Kolben-, Flügelbohrer etc. Bei manchen schlagen mehrere Schärfen gleichzeitig auf den Stein, um ihn schneller zu zersplittern. Wegen der leichten Herstellung benutzt man aber am häufigsten Schlagbohrer mit einer einzigen Schärfe, die Meißelbohrer. Alle Schlagbohrer werden mit der Hand geführt und mit dem Fäustel (Handhammer) eingeschlagen; um ein rundes Loch zu erzeugen und dieses gleichförmig zu vertiefen, muß die Schärfe Schlag für Schlag eine andre Stelle der Bohrsohle treffen, der Bohrer also nach jedem Schlag um 30-60° gedreht, "gesetzt", werden. Ist das Gestein sehr trocken, so führt man dem Bohrloch Wasser zu, wodurch einerseits der Bohrer vor Erhitzung geschützt wird, anderseits sich aus dem Bohrmehl der "Schmant" bildet, der die Bohrarbeit erleichtert. Je nach der Härte des Gesteins, der Tiefe des zu bohrenden Loches und Größe der einzubringenden Ladung werden die Bohrlöcher von verschiedener Lichtweite herzustellen sein, und man unterscheidet, je nachdem 1, 2 oder 3 Personen zur Ausarbeitung desselben notwendig waren, einmännige, zweimännige oder dreimännige Löcher. Stoßbohrer sind Meißelbohrer mit schweren und langen eisernen Stangen, welche von einem oder mehreren Arbeitern gegen die Bohrsohle gestoßen werden. Damit eine größere Anzahl Arbeiter anfassen könne, sind die Stoßbohrer mit Querarmen versehen, so daß Minentiefen von 3-4 m abgebohrt werden können, wobei eine Lochweite bis 9 cm in Anwendung kommt. Sollen die Bohrlöcher im untersten Teil sich entweder nach oben oder nach unten erweitern, so benutzt man im ersten Fall den sogen. Scherenbohrer, im zweiten Fall den Prellbohrer. Die Stoßbohrer finden in den verschiedenen Formen als Meißel, Kronen und Sternbohrer ausgedehnte Verwendung beim Bohren artesischer Brunnen und zwar bei festen Felsarten. Die erstern benutzt man auch beim Durchbohren von Thon, Mergel, grobem Sand etc. Weil bei Bohrungen von großem Durchmesser immer mehrere Bohrer von verschiedenem Kaliber zur Verwendung kommen, so hat man diese Instrumente auch mit eingelegten Blättern aus Stahl verfertigt, wodurch sie verschiedenen Durchmessern der Bohrlöcher angepaßt werden können. Nach der Handhabung des Bohrers während der Arbeit unterscheidet man zwei wesentlich verschiedene Bohrmethoden: 1) das Bohren mit festem Gestänge, wenn nämlich die Verlängerung des Bohrers aus eisernen Stangen besteht, und 2) das Bohren mit Seil oder das "Seilbohren" (vgl. Erdbohrer). Drehbohrer wirken auf dem Gestein schabend, ritzend, schärfend; bei ihnen ist die Kraft kontinuierlich in derselben Richtung thätig, und dieser Umstand erweist sich für die Dauerhaftigkeit des Werkzeugs sowie für die Ausführung der Arbeit sehr vorteilhaft. Die Form der Drehbohrer, wenn diese Vollbohrer sind, ist mehr oder weniger ähnlich jener der Metalldrehbohrer, die mit stumpfen Schärfen unter stumpfer Spitze gestellt sind, wobei jede Hälfte der Schärfen nach der Richtung der Drehung steht. Beim Bohren von artesischen Brunnen benutzt man in milden Gebirgsarten die Löffel- und Erdbohrer; ihre Anwendung ist ökonomischer als die der Meißel-, Stern- und Kronenbohrer, obwohl bei größern Tiefen die letztern vorzuziehen sind. Beim Bergbau haben die Drehbohrer noch wenig Anwendung gefunden, obwohl schon seit 30 Jahren Versuche gemacht und in weichem Gestein auch gute Resultate erzielt wurden. Eine interessante Anwendung der Drehbohrer ist die Erzeugung von Steinröhren nach dem Prinzip des Kernbohrens. Röhrenbohrer sind hohlcylindrische Drehbohrer, mit denen ein cylindrischer Ring gebohrt wird, so daß im Innern ein Steinkern stehen bleibt, welcher nach dem Herausziehen des Bohrers abgebrochen wird. Die neueste Erscheinung auf dem Gebiet der Drehbohrer ist die Verwendung der schwarzen Diamanten zum Bohren von Minen. In neuester Zeit konstruiert man Diamantbohrmaschinen sowohl nach dem Kernbohr- als Vollbohrprinzip. Kleinere Gesteinsbohrmaschinen betreibt man mit der Hand, die größern mit Dampf oder in neuerer Zeit allgemein mit komprimierter Luft oder hydraulischem Druck. Die sehr zahlreichen Konstruktionen kann man nach ihrem Arbeitsprinzip in stoßend wirkende (Perkussionsmaschinen) und drehend wirkende (Rotationsmaschinen) einteilen. Man unterscheidet an den Stoßbohrmaschinen als Bewegungen das stoßende Vorschieben des Meißels sowie dessen Zurückziehen, das Umsetzen des Bohrers zur Erzielung eines runden Loches und das Vorschieben des ganzen Apparats mit dem Fortschreiten der Arbeit. Bei der Rotationsmaschine wird das rotierende Werkzeug beständig gegen den Stein gedrückt und nur zum Zweck des Schärfens oder des Lochreinigens von Zeit zu Zeit zurückgezogen. Jedem Bohrer muß für sich eine beliebige, aber während der Abbohrung des Sprenglochs unveränderlich bleibende Stellung gegen das Ortsgestein gegeben werden können. Von großer Wichtigkeit ist daher für diese Maschinen auch die Gestellkonstruktion. Nach dem Konstruktionsprinzip kann man die Perkussionsmaschinenteile in Hammer, Stempel und Kolbenmaschinen teilen. Bei den Hammermaschinen wird der Bohrer durch eine zweite in Bewegung gesetzte schwere und feste Masse gestoßen (die Konstruktionen haben keine praktische Bedeutung gewonnen); bei den Stempelmaschinen wird dem Bohrer seine Bewegung direkt mitgeteilt und zwar durch Menschenhand (de la Haye), durch Schwerkraft bei freiem Fall (Gowans, Newton) oder durch Federkraft (Castelain). Eine ^[richtig: von] Newton in England patentierte Maschine hat die Einrichtung einer gewöhnlichen Rammvorrichtung, die auf Rollen ruht und dadurch transportabel gemacht ist. Ähnlich ist die Maschine von Castelain, welche 1862 zu de Produils ausgeführt wurde und zum Abbohren tiefer Bohrlöcher in sehr hartem Granit bestimmt war. Die armierte Stahlstange von 200 kg Gewicht wird mittels eines Däumlings und eines die Stange umfassenden Heblings gegen eine aus