náhled|upright=0.9|Těžní věž dolu Michal (Ostrava-Michálkovice) Těžní věž, těžební věž nebo těžná stolice je nadzemní součást hlubinného dolu, sloužící k vytahování a spouštění dopravních nádob zavěšených na lanech s těženou horninou, nerostem, materiálem nebo horníky z povrchu do dolu a opačným směrem. Nepřehlédnutelná část hlubinných dolů se tak stala jedním ze symbolů hornictví a na řadě míst je chráněna jako technická památka, i když těžba už byla zastavena.
Rozdělení těžních věží Podle materiálu, z něhož byla věž postavena:
ocelové železobetonové cihelné
Podle umístění strojovny těžního stroje:
oddělená strojovna integrovaná strojovna
Podle počtu těžních lan:
jednolanová dvoulanová vícelanová
Zděná věž Obvykle se nejednalo o samotnou věž, ale víceúčelovou budovu. Pod střechou budovy byla dřevěná konstrukce s lanovnicemi, která spočívala na robustních zdech. Pod střechou budovy bylo i těžní zařízení; budova však většinou sloužila i dalším činnostem při provozu dolu. Požadavek na větší výšku lanovnic nad ohlubní (ústím jámy) si často vyžádal vestavbu dřevěné nebo ocelové konstrukce, která vyčnívala nad střechou těžní budovy.
Zděná věž byla postavena nad vodotěžní jámou Dolu Dollinger III v Duchcově. Nebyla to tedy těžní věž vybavená těžním strojem.
Anglický kozlík Tvar pravoúhlého trojúhelníku, kde svislá odvěsna zachycuje vertikální síly a šikmá přepona zachycuje síly vyvolané šikmým lanem taženým těžním strojem. Konstrukce, která vedla klec po vytažení nad ohlubeň jámy byla subtilní, protože byla zatěžována pouze pohyby samotné klece. Výhodou bylo, že těžní věž mohla být postavena v předstihu a byla používaná už při hloubení jámy.
Toto řešení bylo používáno v západní Evropě; do Německa ho přinesl belgický inženýr Eugen Tomson.
Věž se vzpěrami
Typ Promnitz Nejčastěji stavěnou těžní věží je typ Promnitz, pojmenovaný po konstruktérovi Johannu Carlu Otto Hugo Promnitz von Promnitzau (1836–1889). Později se ustálil termín „německá těžní věž“.Jeho konstrukčními prvky byla čtyřboká věž navazující na stvol šachty a vzpěry zapřené do betonových bloků. Čtyřboká věž zachycovala svislé zatížení, vzpěry odolávaly šikmým silám, které vyvolávalo lano vytahující klec. Součástí věže byly i prvky sloužící k vedení klece.
S urychlováním těžby vznikla potřeba vytáhnout z dolu větší množství vozíků. Proto se klece stavěly s několika etážemi, které měly na podlaze kolejnice. Výška těžní věže musela být dostatečně vysoká, aby i vozíky ve spodní etáži mohly vyjet na koleje v úrovni povrchu.
Typ Klönne Rakouský mostní inženýr a univerzitní profesor Anton Friedrich Zschetzsche (1856-1922) navrhl spojení vzpěr s těžní věží pomocí kloubů, které umožňovaly pootočení okolo bodu křížení.https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/002834939/publication/US766452A?q=US766452A Konstrukce vznikala v letech 1898 až 1900, když pracoval pro dortmundskou strojírenskou společnost Klönne a byly chráněna patentem č. 2766: „Fördergerüst mit einem von den Lagerträgern unabhängigen aber mit dem Fahrthurm zusammenhängenden Traggerüst " (Těžní věž spojená volně pomocí ložiska se vzpěrou). Konstrukce byla později mírně upravena a prodávána jako konstrukce Klönne.https://www.ruhrzechenaus.de/themen/foerderanlagen.html
Umístění lanovnic V jámě se pohybovaly dvě klece:
klec s plnými vozíky stoupala vzhůru klec s prázdnými vozíky jela dolů
Aby se klece se minuly v bezpečné vzdálenosti, musely mít lana potřebný rozestup. Rozestup lan se zajišťoval vzájemnou polohou lanovnic:
rozestupem lanovnic na jedné ose (pravá a levá lanovnice) nebo rozestupem os lanovnic (dolní lanovnice a horní lanovnice) Vliv typu těžního stroje na konstrukci těžní věže U většiny těžních strojů se lano jedné klece navíjelo na jeden buben, zatímco lano druhé klece se odvíjelo z druhého bubnu.
Těžní stroj Koepehttps://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/070917897/publication/DE218C?q=de218c nebyl vybaven navíjecími bubny, ale třecím kotoučem kolem něhož bylo lano obkrouženo. Prokluz lana byl nepřípustný a proto se lano muselo pohybovat ve svislé rovině třecího kotouče s nulovou stranovou odchylkou. Toho se dosáhlo montáží lanovnic ve svislé rovině třecího kotouče. Dolní lanovnice a horní lanovnice se otáčely kolem svých os. Toto řešení mohlo být použito i u sdružených těžních věží, které byly pootočeny o 180°. Když se zrcadlová pozice věží dopředu plánovala, byla už věž konstruovaná jako celek a vzpěry nebyly tak masivní. Na vrcholku věže byly instalovány čtyři samostatné lanovnice ve dvou úrovních. Prostorově náročné byly dva páry vzpěr a dvě strojovny umístěné na obou stranách jámy.
Tým konstruktérů Anselma Hoisena (patent DE2907965A1) z Gutenhoffnungshütte se vrátil k jedné vzpěře, která byla prostorově méně náročná. Těžní stroje umístili na jedné straně jámy, ale nikoli za sebou nýbrž vedle sebe. Těžní stroje zůstaly v blízkosti jámy a nevyvolávaly velké horizontální síly. Podmínka otáčení všech prvků v jedné rovině byla byla splněna i při bočním rozestupu obou třecích kotoučů Koepe. Lanovnice byly instalovány ve čtyřech úrovních, přičemž rovina první a druhé lanovnice svírala úhel s rovinou třetí a čtvrté lanovnice Lana směřovala k třecím kotoučům, které byly pootočeny do roviny lanovnic.https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/006064193/publication/DE2907965A1?q=DE2907965A1
Čtyři lanovnice měl také Důl Prago s tzv. čtyřosou těžní věží. Věž s lanovicemi ve čtyřech úrovních pod sebou však byla po ukončení těžby v osmdesátých letech 20. století snesena.
Výroba Do poloviny 20. století byly těžní věže vyráběny nýtováním válcovaných ocelových profilů. Vznikaly tak příhradové konstrukce, které splňovaly požadavky na zatížení při těžbě. V období secese byly strohé konstrukce obohaceny o zdobné prvky. Příkladem dekorativního provedení byla těžní věž dolu Zárubek. Nejvýraznější dekorativní těžní věží je vybavena jáma Petersen potašového dolu „Glückauf“ v Sondershausenu. Na žádost knížete Karla Günthera von Schwarzburg-Sondershausen byly její tvary vytvořeny podle Eiffelovy věže v Paříži.
Od poloviny 20. století byla konstrukce těžní věže svařována z mohutných ocelových profilů. Filigránové příhradové konstrukce tak byly nahrazeny masivními stěnovými konstrukcemi.
Zkapacitnění těžního systému Na jednotlivých dolech se větší výkon těžebního zařízení zajistil vybudováním další těžní věže. Důl Gabriela má dvě jámy vzdálené necelých třicet metrů se stejně orientovanými těžními věžemi. Potřeba zvýšit těžbu nebo ulevit dosavadní věži od dopravy materiálu mohla být vyřešena druhou těžní věží i v bezprostřední blízkosti původní věže. Objevil se termín sdružené těžní věže. V Ostravě byly na Dole Terezie nebo Dole Jeremenko dvojice věží, které byly vzájemně pootočeny o 90°. Stejná konfigurace byla i u těžních věží Dolu Max v Libušíně u Kladna. Věže jámy č. 1 Dolu Prosper v Bottropu mají konfiguraci 180°, ale nejsou stejně vysoké.
V německém Gelsenkirchenu byla postavena věž od začátku koncipovaná jako dvouzpěrová, protože přinášela výhody z hlediska eliminace sil vyvolaných těžním zařízením. Tato 53 metrů vysoká věž byla v roce 1924 nejvyšší věží na světě. V České republice taková dvojitá věž stála do roku 2006 nad jámou Bettina Dolu Doubrava.https://www.hornicky-klub.info/historieh/doly/doubrava.pdf Tyto dvouzpěrové věže byly východiskem pro konstrukci věží typu Walsum.
Walsum Na věž Walsum působily jen malé vodorovné síly, protože obě strojovny resp. oba těžní stroje byly postaveny naproti sobě v minimální vzdálenosti od jámy. Těžní lano vedlo od těžního stroje k lanovnicím téměř svisle. Menší vodorovné síly vyvolané tahem lan byly částečně kompenzovány protějšími lany, ale především zachyceny robustní věží, a proto nebyly zapotřebí vzpěry.
Stále stojící věž dolu Barbora byla jedinou věží tohoto typu v ČR. Získala památkovou ochranu. Jméno získal tento typ konstrukce po dole Walsum v Duisburgu.
Kozlíkové věže (stolice) Jáma je obkročena kozlíkem, což jsou vzpěry, které se o sebe opírají. Některé prameny nepovažují kozlíkové věže za zvláštní kategorii, ale za variantu dvouvzpěrové věže. Klec je při vyjíždění na povrch vedena pouze lehkou konstrukcí, která není zatížena svislým zatížením. V Československu byl tento typ věže postaven v roce 1955 v Heřmanicích na Dole Stalin II.
Věže s hranolového tvaru Vývoj nahradil těžké parní těžní stroje lehčími elektrickými, které nevyvolávaly rázy. Spolu s vývojem ocelových a betonových konstrukcí byly vytvořeny podmínky pro montáž těžního stroje do horní části těžní věže. Těžní lano neprocházelo lanovnicí, což mělo kladný vliv na jeho životnost. Odstraněním lanovnice nebyla možnost korigovat posuv lana po bubnu těžního stroje. Proto musely být použity těžní stroje typu Koepe, kde třecí kotouč vedl lano v konstantní dráze.
Jednou z věží tohoto typu je věž architekta Alfreda Fischera postavená v letech 1924–1929 na Dole Königsborn v obci Bönen (Unna). Tato věž byla inspirací při změně projektu věže Nové radnice v Ostravě.
Svislá doprava vozíky, které byly „naráženy" do klecí nebyla efektivní. Větší výkony svislé dopravy bylo možno dosáhnout pomocí výsypných kontejnerů (skipů). Zavedení skipové dopravy vyžadovalo obvykle stavbu nové těžní věže. Tyto věže byly z betonu, postavené technologií posuvného bednění. Věže dosahovaly výšky téměř 100 metrů a výrazně tak změnily v karvinské oblasti krajinný reliéf.
Kladivové věže Kladivové věže jsou věže, které mají těžní stroj ve své horní části. Půdorys těžního stroje přesahuje půdorys jámy, a proto je věž ve vrchní část rozšířena. Název získal tento typ věže díky svému tvaru.
Malakov (Malakoff) Název vznikl podle obranné věže na kopci Malachov (Malakov) v Sevastopolu
Havárie těžních věží v Česku Dne 21. března 1871 se propadla těžní věž do kráteru, který vznikl propadem horniny do jámového tubusu dolu Michal. Profil tubusu byl rozšiřován ode dna směrem k ohlubni. Hornina kolem vrchní části tubusu byla zvodnělá a po odstranění původní vyzdívky se sesula do jámy spolu s těžní věží a strojovnou. Dne 13. dubna 1924 ve 14:10 hodin vyrazil sloup ohně a kouře ze vtažné jámy Gabriela č. 2 (49.832172493, 18.494981602). Došlo k výbuchu uhelného prachu, který byl vyvolán výbuchem z předcházejícího dne (12. dubna 1924) při němž zemřelo 15 horníků. Síla výbuchu rozmetala těžní věž. Věž byla obnovena v původním vzhledu. Dne 3. ledna 1934 došlo k explozi na Dole Nelson III. v Oseku. Zemřelo 144 horníků. Další dva zaměstnanci zemřeli na povrchu při destrukci provozních budov. Byla poškozena i těžní věž. Dne 24. května 1961 v 15:28 hodin došlo při nepovoleném svařování ke vznícení směsi mazacího tuku a uhelného prachu v narážecím prostoru vtažné jámy dolu Petr Cingr. Oheň se rozšířil na těžní budovu a těžní věž. Exhalace vzniklé hořením byly nasávány do dolu a ohrožovaly životy horníků. Rychlou změnou směru větru (jáma se stala výdušnou) bylo zabráněno tragédii, ale vznikly hmotné škody. Byla poškozena konstrukce těžní věže včetně lanovnic a lan. Dne 20. srpna 1979 se propadlo ústí těžní jámy č. 2 dolu Hedvika (49.82568157, 18.366596601) včetně jámové budovy a těžní věže do hlubin vzniklého kráteru. Příčinou byla riziková těžba zbytkových uhelných zásob v ochranném pilíři jámy, která byla prováděna ze sousedního dolu Pokrok. Při havárii nebyl nikdo zraněn. Dne 30. června 1998 došlo při zasypávání jámy dolu Heřmanice k výbuchu metanu, která poškodila jámovou budovu a přilehlé okolní budovy. Dne 9. října 1998 byla odstřelena i těžní věž.