Titel: TORNOW: Ueber die Bekämpfung der Kohlenstaubexplosionen in Steinkohlenbergwerken.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1914, Band 329 (S. 145–148)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj329/ar329034

Ueber die Bekämpfung der Kohlenstaubexplosionen in Steinkohlenbergwerken.

Von Bergassessor Dr. M. Tornow in Berlin.

Immer wieder von neuem lenken Explosionskatastrophen in Steinkohlenbergwerken die öffentliche Meinung auf die den Steinkohlenbergmann bedrohenden Gefahren, wie auch neuerdings wieder das Explosionsunglück auf Zeche „Minister Achenbach“ am 30. Januar, bei dem sich glücklicherweise die anfänglichen Befürchtungen über die Zahl der Todesopfer nicht bestätigt haben. Neueren Nachrichten zufolge sind hierbei 24 Mann ums Leben gekommen.

Die beiden Feinde, die den Steinkohlenbergmann bedrohen, sind bekanntlich Schlagwetter und Kohlenstaub, die beide sowohl allein Explosionen verursachen können, als auch häufig miteinander in Verbindung auftreten, und zwar so, daß Kohlenstaub die Schlagwetterexplosion verstärkt, oder daß die Schlagwetterexplosion eine solche von Kohlenstaub verursachen und in eine solche auslaufen kann.

Diese Verbindung von Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosionen ist so häufig, daß bei einer neuen Katastrophe stets auf die Mitwirkung von Kohlenstaub gerechnet werden kann, so lange nicht das Gegenteil durch eingehende Untersuchung nachgewiesen ist.

Die Bekämpfung der schon seit langem bekannten Schlagwettergefahr möge hier übergangen werden. Es sind darüber zahlreiche Abhandlungen erschienen.

Die Versuche des deutschen Bergbaues, den durch Kohlenstaub verursachten Explosionsgefahren im Bergwerksbetriebe zu begegnen, reichen einige Jahrzehnte zurück. Schon im Jahre 1884 hatte die zum Studium der Schlagwetterexplosionen von der preußischen Regierung eingesetzte Schlagwetterkommission durch Versuche in der Versuchsstrecke in Neunkirchen (Saar) die grundlegende Erkenntnis hinsichtlich der Gefährlichkeit und Wirkung des Kohlenstaubes gewonnen, daß dieser nämlich einerseits, in der Luft suspendiert, selbst explosionsfähig ist, anderseits aber, daß er auch in abgelagertem Zustande äußerst gefährlich werden kann, da er durch den Explosionsstoß einer andern, insbesondere einer Schlagwetterexplosion aufgewirbelt, und durch die nachfolgende Stichflamme zur Explosion gebracht werden kann, so daß sich eine Schlagwetterexplosion auch auf schlagwetterfreie Teile eines Grubengebäudes ausdehnen kann. Diese Erkenntnis gewann jedoch erst im Laufe der Zeit praktischen Wert, als einige größere Explosionskatastrophen, bei denen sich eine derartige Beteiligung des Kohlenstaubes wirklich nachweisen ließ, die außerordentliche Gefährlichkeit des Kohlenstaubes erkennen ließen, die derjenigen der Schlagwetter fast gleichwertig ist.

Explosionen, die allein auf die Wirkung des Kohlenstaubes zurückzuführen gewesen wären, sind in Deutschland dank den sehr früh getroffenen Vorsichtsmaßregeln in nur geringerem Umfange vorgekommen, wenigstens, soweit Bergwerke in Frage kommen. In Braunkohlenbrikettfabriken dagegen, in denen eine Staubbildung aus der bitumenreichen, getrockneten, lockeren Braunkohle nur mit größter Sorgfalt einigermaßen beschränkt werden kann, ist die Explosionsgefahr des Kohlenstaubes besonders groß. Hier soll jedoch nur von den Gefahren des Steinkohlenstaubes in Bergwerken die Rede sein.

Die größten Explosionen im Bereich des deutschen Bergbaues in den letzten Jahrzehnten waren:

Am 17. Februar 1898 die Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosion auf der westfälischen Zeche Carolinenglück. Die Zahl der Toten betrug 115 Mann. Besonders diese Explosion, die zum weitaus größten Teile auf die unheilvolle Wirkung des Kohlenstaubes zurückgeführt werden mußte, öffnete dem deutschen Bergmann die Augen gegenüber der furchtbaren Gefahr des trockenen Kohlenstaubes.

Weiter ließ im Jahre 1903 eine Kohlenstaubexplosion auf dem oberschlesischen Steinkohlenbergwerk Königin Luise bei Zabrze, bei der die Zahl der Opfer 23 Mann betrug, ersehen, daß zur Entstehung einer Explosion |146| keineswegs die Gegenwart von Schlagwettern notwendig ist. Denn die oberschlesischen Steinkohlenbergwerke sind fast vollständig schlagwetterfrei. Und es war unzweifelhaft, daß Schlagwetter bei dieser Explosion nicht mitgewirkt haben konnten. Der Bereich der Flammen erstreckte sich über viele Hundert von Metern Strecke.

Am 28. Januar 1907 forderte eine Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosion auf der im Saarbrücker Bezirk gelegenen Zeche Reden ein Totenopfer von 150 Mann. Das Unglück ereignete sich nach einem Feiertag; es wurde durch eine lokale Schlagwetterexplosion eingeleitet, die dann an dem stark ausgetrockneten Kohlenstaub – die Befeuchtung war über den Feiertag unwirksam geworden, – reichliche Nahrung fand.

Unsere letzten beiden großen Explosionskatastrophen, nämlich die von den westfälischen Zechen Radbod und Lothringen, sind nach den Ergebnissen der amtlichen Untersuchungen nicht auf eine wesentliche Mitwirkung von Kohlenstaub zurückzuführen, sondern sind danach fast ausschließlich aus einer Entzündung von Schlagwettern und den Wirkungen des Grubenbrandes und der Nachschwaden zu erklären. Die Katastrophe von Radbod ereignete sich am 12. November 1908; die von der Zeche Lothringen am 8. August 1912. Sie forderten 348 und 114 Todesopfer.

Außer den eben genannten großen Unglücksfällen hat der deutsche Steinkohlenbergbau fast in jedem Jahr noch eine Reihe kleinerer Explosionskatastrophen zu beklagen gehabt, die zum großen Teil auf die Mitwirkung von Kohlenstaub zurückzuführen gewesen sind. Dank den weitgehenden Sicherheitsmaßnahmen, die im Laufe der Jahre eingeführt worden sind, sind diese Explosionen jedoch auf einen kleinen Umfang beschränkt geblieben, so daß meist nur 5 bis 10 Opfer im einzelnen Fall zu beklagen waren.

Die Abbauverhältnisse sind für die Entstehung von Kohlenstaub im deutschen Steinkohlenbergbau leider in der großen Mehrheit der Fälle recht günstig. Die Härte und Sprödigkeit der Kohle macht Schießarbeit vielfach notwendig. Wo die Kohle von Hand hereingewonnen werden kann, ist sie durch den Gebirgsdruck vielfach schon in eine Beschaffenheit gebracht, welche die Staubbildung besonders begünstigt. Sehr gefährlich ist der durch Gebirgsbewegungen auf Klüften und Schlechten entstandene sehr fein gemahlene Kohlenstaub. Die meist steile Lagerung der Flöze verursacht bei der Förderung vor Ort viel Stückkohlenfall und Staub; die geringe Mächtigkeit der Flöze zwingt dazu, die Abbaustöße möglichst lang zu wählen, um die Gewinnung wirtschaftlicher zu gestalten, und die dadurch verursachten langen Förderwege vor Ort tragen ebenfalls nicht unwesentlich zur Erzeugung von Kohlenstaub bei.

Schon die oben erwähnten Explosionskatastrophen haben gelehrt, daß die Gefährlichkeit des Kohlenstaubes weitaus am größten ist, wenn er in Verbindung mit Schlagwettern auftritt. Denn von so gewaltigen Katastrophen, wie sie in den Schlagwetterrevieren zu beklagen gewesen sind, ist das oberschlesische Steinkohlenrevier, in dem Schlagwetter so gut wie garnicht auftreten, bisher zum Glück verschont geblieben. Daß aber Kohlenstaub allein entzündlich ist, das haben auch hier einige kleinere Explosionen klar genug erwiesen.

Diese Erfahrungen decken sich mit den auf den Versuchsstrecken erzielten Ergebnissen. Deutschland besitzt Versuchsstrecken im Saarbrückner Bezirk in Neunkirchen, im westfälischen bei Gelsenkirchen und Derne in Oberschlesien bei Beuthen. Besonders die neue mit allen neuesten Errungenschaften versehene Strecke bei Derne, die zurzeit bis zu einer Länge von 100 m ausgebaut worden ist, scheint berufen, dem deutschen Bergbau noch manche Dienste zu leisten.

Es sind bereits sehr interessante und wichtige Erkenntnisse bei den Versuchen auf dieser Strecke erzielt worden. Diese betreffen besonders die Bedingungen, unter denen Kohlenstaubexplosionen auftreten. Es hat sich hierbei die schon empirisch durch die Praxis gewonnene Vermutung, daß der Kohlenstaub weit gefährlicher ist, wenn er mit Schlagwettern in Verbindung auftritt, zur Gewißheit verdichtet. Die wichtigsten Ergebnisse dieser neuen Versuche besonders hinsichtlich der Entstehungsbedingungen für Kohlenstaubexplosionen sind folgende:

Die geringste Menge von Kohlenstaub, die notwendig war, um bei reiner Kohlenstaubexplosion, bei der also die Zündung nur durch Sprengstoffe erfolgt, noch ein Fortpflanzen der Explosion über die ganze staubbestreute Strecke zu erhalten, wurde für die Versuchsstrecke in Derne zu 120 g auf jedes Kubikmeter Luft ermittelt. Stets wurde wie auch bei den folgenden Versuchen der feinste und gefährlichste Fettkohlenstaub verwendet. Dabei mußten 224 g, also die doppelte Menge gestreut werden; der Rest blieb unverbrannt auf den Brettern liegen. Beim Streuen kleinerer Staubmengen erfolgten zwar auch noch Zündungen, aber durchgehende Explosionen waren nicht mehr zu erhalten. Es wurde zu all diesen Versuchen der feinste Fettkohlenstaub, also der gefährlichste verwendet. Bei Konzentrationen von 400 bis 500 g auf ein Kubikmeter Luft zeigten sich die heftigsten Explosionen.

Ganz anders liegen die Verhältnisse, wenn die Zündung des Kohlenstaubes durch eine lokale Schlagwetterexplosion eingeleitet wird, und zwar ist die Fortpflanzungsfähigkeit der Explosion am größten, wenn das Schlagwettergemisch selbst etwas Kohlenstaub enthält. Hier genügte eine Menge von nur 70 g Kohlenstaub in der schlagwetterfreien Strecke, um die Explosion über die ganze Strecke zu übertragen. Das ist eine ganz außerordentlich geringe Menge, und es erhellt, daß die Bedingungen für gewaltige Katastrophen bei Anwesenheit von Schlagwettern und Kohlenstaub schon bei sehr geringen Staubmengen gegeben sind, bei Staubmengen, die in der Praxis fast überall vorkommen können. Die Versuche wurden in der Weise vorgenommen, daß in der Explosionskammer ein hochgefährliches Schlagwettergemisch von 9 v. H. entzündet wurde. Wenn die Kammer selbst etwas Kohlenstaub enthielt, dann genügte in der schlagwetterfreien Strecke die erwähnte Menge von 70 g |147| auf das Kubikmeter, um die Explosion unbegrenzt fortzupflanzen.

Die Geschwindigkeit der Fortpflanzung betrug in der 100 m langen Strecke hierbei 1,5 Sek. Die mit dem gefährlichsten Staube sonst ermittelten Geschwindigkeiten der Fortpflanzung betrugen:

bei 224 g auf 1 m3, d.h. 570 g auf 1 laufend. m Strecke

6 Sekunden;

bei 300 g auf 1 m3, d.h. 750 g auf 1 laufend. m Strecke

2 Sekunden;

bei 400 g auf 1 m3, d.h. 1000 g auf 1 laufend. m Strecke

⅘ Sekunden;

bei 560 g auf 1 m3, d.h. 1400 g auf 1 laufend. m Strecke

⅗ Sekunden.

Hieraus ist zu ersehen, wie mit zunehmender Konzentration die Geschwindigkeit von 6 bis zu ⅗ Sek. für die Strecke von 100 m zunimmt.

Endlich wurden noch die kleinsten Mengen Dynamit, (Gelatinedynamit), ermittelt, die zur Zündung von Kohlenstaub ausreichen. Bei der günstigsten Konzentration von 1000 g auf 1 m3 Luft, und unter Verwendung des genannten gefährlichsten Kohlenstaubes wurde als kleinste Menge, die stets zündete, 50 g ermittelt, bei 40 g ergaben sich nur vereinzelt Zündungen. Zur Entzündung eines Schlagwettergemischs von 8 bis 9 v. H. genügten 5 g Dynamit. Kleinere Sprengstoffmengen wurden hierbei nicht verwendet.

Aus den in den Versuchsstrecken empirisch gewonnenen Erfahrungen und den durch die oft so schweren Explosionskatastrophen gegebenen Lehren haben sich in Deutschland Maßnahmen zur Bekämpfung der Kohlenstaubgefahr herausgebildet, die geeignet erscheinen, bei sicherem Zusammenwirken größere Katastrophen zu verhüten.

Die teils allgemein durch Bergpolizeiverordnung vorgeschriebenen, teils von manchen Gruben freiwillig in Anwendung gebrachten Maßnahmen kann man gruppieren in

  • I. solche, welche die Entstehung des Staubes verhüten sollen (Einschränkung der Schießarbeit und Stoßtränkverfahren),
  • II. in solche, welche die Unschädlichmachung des entstandenen Kohlenstaubes bezwecken (Beseitigung von Staub, Spülversatz, Berieselung);
  • III. in solche, die dazu dienen, eine trotzdem entstandene Explosion auf ihren Herd zu beschränken, und ein Uebergreifen auf weitere Teile des Grubengebäudes durch Löschung der Flamme zu verhüten (einfache und konzentrierte Zonen).

Es sei im folgenden gestattet, diese Maßnahmen und die damit erreichten Erfolge kurz zu skizzieren, und es mögen hierbei auch, besonders bei dem zuletzt angeführten Verfahren, dessen Herausbildung hauptsächlich in den letzten Jahren fast alle kohlenbergbautreibenden Nationen mit regem Eifer sich gewidmet haben, auch der Versuche kurz gedacht werden, die zu keinem praktisch verwertbarem Ergebnisse geführt haben.

Unter die Maßnahmen zur Bekämpfung des Kohlenstaubes gehören nach dem oben Gesagten zunächst alle jene Vorkehrungen, die zur Bekämpfung seiner Verbündeten, der Schlagwetter, dienen, denn besonders diese sind bei Betrachtung der Gefahren des Kohlenstaubes als der Ursprung allen Verderbens anzusehen. Hierher gehören die zahlreichen bekannten, zumeist durch Bergpolizeiverordnungen vorgeschriebenen Maßnahmen, wie Sicherung gegen Feuer von Zündhölzern, Lampen, elektrischen Funken und Schüssen. Besondere Vorsicht ist auch beim Auffahren von Strecken in unverritztem Gestein oder Kohle geboten, da hier sehr leicht Bläser und unvermutete starke Gasausbrüche auftreten. Die eingehendere Erörterung dieser Maßnahmen ginge über den Rahmen dieses Aufsatzes hinaus.

I. Maßnahmen zur Verhütung der Entstehung von Kohlenstaub.

Zur Verhinderung der Entstehung von Kohlenstaub dient in erster Linie die Einschränkung der Schießarbeit. Die Verwendung von Schwarzpulver und ähnlichen Stoffen zur Schießarbeit in Westfalen z.B. ist fast allgemein untersagt. Die Schießarbeit in der Kohle, beim Nachreißen des Nebengesteins und bei Durchörterung von Flözstörungen ist in schlagwettergefährlichen Gruben nur mit Sicherheitssprengstoffen und nur unter der Voraussetzung gestattet, daß der etwa vorhandene Staub durch ausgiebige Befeuchtung auf wenigstens 20 m Entfernung vom Schießpunkte unschädlich gemacht ist. Ausnahmen bedürfen der schriftlichen Genehmigung des Bergrevierbeamten. Sobald sich an einem Betriebspunkte eine Ansammlung von Grubengas bemerkbar macht, ist die Schießarbeit nicht nur an diesem Punkte, sondern auch an allen Betriebspunkten der betreffenden Wetterabteilung, die in demselben Teilstrome liegen, verboten. Die Schießarbeit darf nur durch besonders hierzu angestellte zuverlässige Personen, Schießmeister, ausgeübt werden. Sie haben das Laden und Wegtun der Schüsse zu besorgen. Auch das Besetzen darf nur durch sie oder unter ihrer Aufsicht erfolgen. Die Zündung darf nur durch elektrische Fernzündung oder durch eine andere ebenso sicher und zuverlässig wirkende Fernzündung erfolgen. Es dürfen nur so viele Schüsse geladen und besetzt sein, als gleichzeitig entzündet werden sollen. Die Anwendung von Zeitzündungen in der Kohle, beim Nachschießen des Nebengesteins und bei der Durchörterung von Störungen ist verboten. Durch diese und noch viele weitere Vorschriften ist die Schießarbeit soweit kontrolliert, daß unbeabsichtigte Wirkungen, besonders eine Entzündung von Schlagwettern nicht leicht eintreten können. In erster Linie bezwecken diese Vorschriften zwar eine Verhütung der Schlagwettergefahr, sie wirken jedoch dadurch, daß an gefährlichen Betriebspunkten die viel Staub erzeugende Schießarbeit verboten ist, damit auch indirekt der Kohlenstaubgefahr entgegen.

Ein zweites Mittel, das von verschiedenen westfälischen Zechen mit Erfolg erprobt worden ist, ist das sogenannte Meißnersche Stoßtränkverfahren. Es dient |148| zur Gewinnung der Kohle unter möglichster Vermeidung der Schießarbeit. Der Kohlenstoß wird hierbei durch Bohrlöcher, die in normaler Länge ähnlich wie bei der Schießarbeit vorgetrieben sind, mittels Druckwassers vollständig durchtränkt. Das Verfahren eignet sich besonders für klüftige Kohle, die bekanntlich in hohem Maße zur Staubbildung neigt. Das Wasser dient dazu, einerseits diesen auf Klüften und Schlechten befindlichen, besonders gefährlichen Kohlenstaub unschädlich zu machen, andererseits dazu, die Kohle durch die Durchtränkung mit Wasser so weit zu lockern, daß sie möglichst ohne Anwendung von Schießarbeit hereingewonnen werden kann. Selbst in dem Falle, daß diese notwendig wird, ist die fallende Kohle so feucht, daß, wie die Erfahrung gelehrt hat, eine Entstehung von Staub vollständig ausgeschlossen ist. Die Durchtränkung geht in der Weise vor sich, daß das Bohrloch abgedichtet und mittels Druckwassers von 20 bis 40 at Druck 10 bis 40 Minuten lang erfüllt wird. Für die Gewinnung von 10 m3 Kohle genügt eine Wassermenge von 40 bis 150 l. Das Verfahren hat sich bisher noch nicht weit eingebürgert trotz der guten Erfahrungen, die damit auf einigen westfälischen Zechen gewonnen worden sind, wahrscheinlich wohl aus dem Grunde, weil es die Gewinnung etwas verteuert. Doch wären vielleicht Versuche unter anderen Gewinnungsbedingungen der Kohle als den in Deutschland gegebenen von Wert.

(Fortsetzung folgt.)

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