Zur Beurtheilung der Sprengmittel. Georgi's Beurtheilung der Sprengmittel. Im 1. Theile des Jahrbuches für das Berg- und Hüttenwesen im Königreiche Sachsen auf das Jahr 1887 S. 16 ff. macht M. Georgi Mittheilungen über die theoretische Bewerthung und praktische Untersuchung der Sprengstoffe. Der namentlich für Bergleute sehr anziehende Inhalt des Aufsatzes läſst sich in Folgendem kurz zusammenfassen: Der Begriff des Sprengstoffes wird dahin erklärt, daſs es ein Stoff oder Stoffgemenge ist, in welchem mechanische Arbeit dadurch in gedrängtester Gestalt aufgespeichert ist, daſs chemisch nahe verwandte Stoffe, deren Affinität durch einen geringen Aufwand von Kraft rege gemacht werden kann, innig gemengt sind. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Umgruppirung der Atome, die Explosion eines Sprengstoffes stattfindet, gibt einen Maſsstab für seine Brisanz. Hiernach werden mehr oder weniger brisante Sprengstoffe unterschieden. Es wird dann eine kurze Uebersicht der wichtigsten Sprengstoffe gegeben. Dieselben zerfallen in zwei groſse Gruppen, die Schwarzpulvermischungen, der Hauptsache nach Gemenge von Kohle, Schwefel und Kalisalpeter und die Nitroverbindungen, welche bei der Einwirkung concentrirter Schwefelsäure auf gewisse organische Körper entstehen. Die erste Gruppe umfaſst die Sprengstoffe von geringer, die zweite Gruppe diejenigen von hoher Brisanz. Von den Nitroverbindungen werden als die grundlegenden Sprengstoffe bezeichnet: Nitroglycerin oder Sprengöl, Schieſsbaumwolle und Benzol. Während der Gebrauch von reinem Nitroglycerin beim Bergbau im Königreich Sachsen wegen verschiedener durch seine Anwendung herbeigeführter Unfälle verboten ist, haben die Dynamite, knetbare Gemenge des Nitroglycerins mit Aufsaugstoffen besondere Bedeutung für den Bergbau erlangt. Die letzteren sind entweder explodirende oder nicht explodirende und man unterscheidet danach Dynamite mit wirksamer und unwirksamer Basis. Die Dynamite der ersten Gruppe enthalten als aufsaugende Masse schwarzpulverähnliche Gemische, ihr Gehalt an Nitroglycerin kann jedoch kein groſser sein und die Brisanz ist nur gering. Unter den Dynamiten mit unwirksamer Grundmasse ist Nobel's Kieselguhrdynamit mit 25 Proc. Kieselguhr und 75 Proc. Nitroglycerin zur Zeit der gebräuchlichste Sprengstoff. Auch die reine Schieſsbaumwolle hat für bergbauliche Zwecke nur wenig Bedeutung erlangt, desto wichtiger ist die Sprenggelatine, welche aus Nitroglycerin mit 7,5 Proc. Schieſsbaumwolle besteht und das Gelatineöl, welches aus Nitroglycerin und 25 Proc. Schieſsbaumwolle besteht. Das letztere wird durch Zusatz von Salpeterpulver zu Gelatinedynamiten verarbeitet. Endlich wird noch der aus getrennten Componenten bestehenden Sprengstoffe, namentlich des Hellhoffit und des Roburit gedacht. Das erstere entsteht durch Mischung concentrirter Salpetersäure mit Benzol oder Nitrobenzol, das letztere enthält auſser einem Sauerstoffträger und den Nitroproducten auch Chlor. Theoretisch beurtheilt Georgi den Werth eines Sprengmittels für den Bergmann nach drei Richtungen und zwar: 1) nach dem Sprengerfolge, 2) nach der Ungefährlichkeit und Einfachheit der Handhabung und Aufbewahrung und 3) nach dem Einflüsse der Explosion auf die Grubenverhältnisse. Der Sprengerfolg ist abhängig von der Sprengkraft des Sprengstoffes und von der Natur des Gesteines. Die absolute Sprengkraft eines Sprengstoffes wird theoretisch gemessen durch die bei der Explosion entwickelten Kalorien. Bei gleicher chemischer Zusammensetzung werden um so mehr Kalorien entwickelt, und die mechanische Arbeit beim Sprengen wird um so gröſser sein, je dichter der Sprengstoff ist, je gröſser demnach die bei der Explosion von der Raumeinheit entwickelte Gasmenge und der hierdurch ausgeübte Druck ist. Es ist das für den Bergmann um so wichtiger, als demselben in der Regel im Bohrloche nur ein beschränkter Raum zur Aufnahme des Sprengmittels zur Verfügung steht; daher werden auch einige Sprengmittel in zusammengepreſstem Zustande verwendet. Ferner ist der Sprengerfolg insbesondere abhängig von der Elasticität und Festigkeit des zu sprengenden Gesteins, wobei die Brisanz, d.h. die Schnelligkeit, mit welcher die Explosion eintritt, von Einfluls ist. Besonders elastisch sind Gesteine schiefriger Structur, namentlich Glimmerschiefer und Gneis, für dieselben empfehlen sich die weniger brisanten Sprengstoffe, denn je weniger plötzlich der Explosionsstoſs erfolgt, je mehr derselbe einem sich allmählich vergröſsernden Drucke vergleichbar ist, um so eher wird eine unnöthige Zertrümmerung des Gesteins vermieden, vielmehr ein Abheben an den natürlichen Klüften erfolgen. Dagegen sind für die festesten Gesteine und auch für stark zerklüftete Massen die brisantesten Sprengstoffe am geeignetsten, da hier ein kurzer kräftiger Schlag die beste Wirkung ausübt. Die Kraftentwickelung der Sprengstoffe betreffend, so wird Folgendes hervorgehoben: Schwarzpulver mit höherem Salpetergehalte ist pecuniär vortheilhafter als solches mit niedrigerem Gehalte. Die Brisanz des Schwarzpulvers wird dadurch erhöht, daſs eine leicht entzündliche Kohle zur Verwendung gelangt und die Mischung der Bestandtheile eine möglichst innige ist. Dagegen wird die Brisanz desto mehr herabgezogen, je gröber die Körnung des Pulvers ist. Das comprimirte Pulver ist daher von geringer Brisanz, entwickelt jedoch wegen der Verdichtung der Substanz eine bedeutende Sprengkraft. Bei der Verwendung der Nitroverbindungen ist die Stärke der verwendeten Zündhütchen mit Knallquecksilbersatz für die vollkommene Entwickelung und Ausnutzung der Sprengkraft von besonderer Wichtigkeit- es ist rathsam, die Zündhütchen möglichst stark zu nehmen. Bei Sprenggelatine verwendet man eine Zündpatrone aus Dynamit, welche mit gewöhnlichem Hütchen gezündet wird. Die Einfachheit und Ungefährlichkeit der Handhabung und Aufbewahrung eines Sprengstoffes ist von so groſser Bedeutung, daſs das Nitroglycerin und das Hellhoffit anläſslich ihrer flüssigen Consistenz und das letztere auſserdem wegen der Unbequemlichkeit, welche der benöthigte Ueberschuſs an concentrirter Salpetersäure verursacht, zu allgemeiner Verwendung nicht gelangten. Die knetbare, teigartige Beschaffenheit gewisser Sprengmittel ist insofern von besonderem Werthe, als hierdurch die vollkommene Ausfüllung des Bohrloches, auch falls dasselbe nicht ganz rund oder etwas schwächer oder stärker als die Patrone sein sollte, ermöglicht, eine hohe Ladungsdichte erreicht und jeglicher schädliche Hohlraum vermieden wird. Für die Beförderung der Sprengstoffe, namentlich auch in der Grube, ist die erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Stoſs und Druck wichtig. Ferner ist das Hartwerden gewisser Nitroverbindungen bei verhältniſsmäſsig nicht sehr niedrigen Temperaturen (Guhrdynamit erhärtet bei + 8° C) und die dadurch veranlaſste Abnahme der Explosionsfähigkeit bei der Verwendung zu berücksichtigen. Bei den Dynamiten mit wirksamer Basis, dem Schwarzpulver und Roburit, drückt eine durch die hygroskopischen Bestandtheile begünstigte Aufnahme von Wasser, z.B. beim Lagern in feuchter Grubenluft, die Sprengwirkung ganz bedeutend herab. Die Selbstzersetzung und dadurch veranlaſste Selbstentzündung gewisser Nitroverbindungen, welche durch die Entwickelung rother Dämpfe angezeigt wird, hält Georgi in den meisten Fällen für eine Folge mangelhafter Reinigung bei der Herstellung. Referent möchte noch hinzufügen: Auch der Umstand, daſs Kieselguhrdynamit in Berührung mit Wasser schon nach kurzer Zeit Sprengöl abscheidet, ist bei seiner häufigen Verwendung zum Wegthun nasser Löcher sehr zu beachten, denn das an den Bohrlochswänden oder auf Gesteinsspalten nach der Explosion zurückbleibende Sprengöl hat beim Abtreiben der schuſsregen Massen schon mehrfach zu Unglücksfällen Veranlassung gegeben. Bei dem Einflusse der Explosion eines Sprengstoffes auf die Grubenverhältnisse handelt es sich um die Sprenggase und die Schieſsflamme. Während theoretisch die durch die Explosion eines Sprengstoffes sich bildenden Gase aus Kohlensäure und Stickstoff, bei den Nitroverbindungen auſserdem aus etwas Wasserdampf bestehen, so bildet sich bei jeder Explosion als Folge mangelhafter Oxydation auch Kohlenoxydgas. Sind Kohlensäure und Stickstoff nur als nicht athembare Gase zu betrachten, durch Verdünnung mittels atmosphärischer Luft indessen leicht unschädlich zu machen, so ist Kohlenoxyd geradezu giftig, die thunlichste Beschränkung seiner Erzeugung daher dem Bergmanne dringend geboten. Die unvollkommene Oxydation kann ihren Grund haben in wirklichem Mangel an Sauerstoff oder in mangelhafter Entwickelung desselben. Die Bildung von Kohlenoxyd im letzteren Falle geht mit mangelhaftem Sprengerfolge Hand in Hand. Kohlenoxydgas bildet sich bei der Verwendung von Schwarzpulver bei ungenügender Mischung der Bestandtheile und bei Mangel an Salpeter- bei der Verwendung von Nitroverbindungen bildet sich neben Kohlenoxydgas auch schädliches Stickoxydgas und zwar bei Anwendung zu schwacher Zündhütchen, bei dem Vorhandensein einer unwirksamen Basis oder von Feuchtigkeit, dem Gefrorensein der Sprengölpräparate, und beim Mangel der nöthigen Ladungsdichte, d.h. beim Auftreten eines schädlichen Raumes. Es gibt jedoch noch anderweite Ursachen für die Bildung schlechter Sprenggase, welche nicht in der Natur des Sprengstoffes liegen und hiermit kommen wir zu dem zweiten wichtigen Punkte, der Schieſsflamme, welche durch ihre etwaige Einwirkung auf Schlagwetter und Kohlenstaub für manche Steinkohlengruben eine ganz besondere Bedeutung hat. Bei überladenen Bohrlöchern, welche früher abtragen, als die Explosion des Sprengstoffes vollendet ist, und bei sogen. Lochpfeifern, bei denen der Besatz herausgeschlagen wird, gelangt ein Theil des Sprengstoffes nur zu unvollkommener Explosion und es bildet sich neben Kohlenoxydgas eine Schieſsflamme. Theoretisch richtig würde eine Gesteinssprengung für Schlagwettergruben sein, wenn die Explosion und die mit derselben verbundene Flammen- und Wärmewirkung in dem Augenblicke gerade beendet wäre, in dem das Gestein zur Abtragung gelangt und die Explosionsproducte mit der Grubenluft in Berührung kommen. Dieses Ideal wird in der Praxis nicht erreicht, es muſs somit angenommen werden, daſs bei Sprengungen in Kohlengruben sehr häufig eine Schieſsflamme entsteht. Die von den verschiedenen Schlagwettercommissionen angestellten Versuche über die Schieſsarbeit in mit Schlagwettern und Kohlenstaub behafteten Gruben stimmen nicht in allen Punkten überein und sind noch nicht abgeschlossen. Georgi erwähnt dann die Versuche Abel's, die Schieſsflamme durch Wasserbesatz zu löschen, sowie seine eigenen allerdings noch nicht zum Abschlüsse gebrachten Versuche der Verwendung einer Lösung von Bauer'scher Löschmasse als Besatz. Die praktischen Untersuchungen Georgi's über die Sprengkraft der verschiedenen Sprengstoffe erstrecken sich auf vergleichende Versuche mittels Apparaten und auf dergleichen Versuche durch Streckenbetrieb in der Grube. Die in ersterer Beziehung angewendeten Methoden sind die von Dr. Klose in Louisenthal verbesserte StangenprobePr. Zeitschrift 1883 S. 97., welche allerdings nur für Schwarzpulvermischungen verwendbar ist, ferner die auf den Versuchen des Dr. BeckerhinnPr. Zeitschrift 1878 S. 200. beruhende auch für die brisantesten Sprengmittel verwendbare Trauzl'sche Ausbauchprobe, nach welcher die Stärke eines Sprengstoffes gemessen wird durch die Gröſse des Hohlraumes, den eine im Inneren eines Bleicylinders hervorgebrachte Explosion erzeugt. Bei Anwendung der letztgenannten Untersuchungsart hat Georgi sehr annähernd dieselben Resultate erhalten, welche früher von Trauzl und Klose erzielt wurden. Bei Verwendung von Sprengstoffmengen von je 20g wurden die folgenden Erweiterungen des ursprünglichen Hohlraumes von 48cc erhalten: Für Guhrdynamit zu   881cc „ Gelatinedynamit zu 1200 „ Roburit zu 1400 Derselbe hat ferner recht interessante Versuche angestellt über die Zusammensetzung der bei der Explosion der verschiedenen Sprengstoffe entstehenden Gase und namentlich auch darüber, wie sich bei der Verwendung verschieden starker Zündhütchen bei demselben Sprengmittel die Beschaffenheit der Sprenggase ändert, doch konnten die Versuche vorläufig zu einem vollständig befriedigenden Ergebnisse nicht geführt werden. Endlich wurden noch Proben über die Sprengkraft von Schwarzpulversorten mit dem von G. Krantz in Bautzen verbesserten Guttmann'schen KraftmesserD. p. J. 1883 250 * 118. ausgeführt. Für den praktischen Bergmann von ganz besonderem Interesse sind die von Georgi auf den Königl. Steinkohlenwerken zu Zauckeroda in verschiedenen Gesteinen zu dem Zwecke angestellten vergleichenden Untersuchungen, die Güte verschiedener Sprengstoffe nach den Kosten der in gewisser Zeit aufgefahrenen Streckenlänge oder nach dem geförderten Haufwerke zu beurtheilen. Es wurden bei den vergleichenden, Versuchen immer die gleichen Mannschaften verwendet. Handelt es sich allein darum, ohne Rücksicht auf Kosten nur in kürzester Frist eine groſse Erlangung oder möglichst viel Massen zu erhalten, so wird der kräftigste Sprengstoff im Allgemeinen immer der beste sein. Dieser Fall wird jedoch selten eintreten, man wird vielmehr in der Regel fragen: Was kostet mit diesem oder jenem Sprengstoff der Meter Strecke, der Cubikmeter Haufwerk? Zur Beantwortung dieser Frage wurden die bei Anwendung mehrerer Sprengstoffe in demselben Gesteine erwachsenden verschiedenen Kosten auf den Meter Strecke mit einander verglichen. Die gewonnenen Resultate, welche mit den bei der theoretischen Erörterung gewonnenen recht gut übereinstimmen, lassen sich kurz in Folgendem zusammenstellen: In festen und mittelfesten Gesteinen sind Sprenggelatine und Gelatinedynamit dem Guhrdynamit wesentlich überlegen. In den geschichteten, mehr elastischen Gesteinen wirkt Gelatinedynamit gerade wegen seiner geringeren Brisanz günstiger als Sprenggelatine. Mit Vortheil wurden beide Sprengstoffe neben einander derart angewendet, daſs Sprenggelatine zum Schieſsen des Einbruches, das Gelatinedynamit für das Ausschieſsen des übrigen Querschnittes verwendet wurde, und zwar wegen des Umstandes, daſs die brisanteren Sprengstoffe das Gestein mehr zerreiſsen als die weniger brisanten. Bei Verwendung der hoch brisanten Sprengstoffe zum Streckenbetrieb machen sich in Folge dessen häufig bedeutende Kosten für den Ausbau nöthig, die bei Verwendung weniger brisanter Sprengstoffe wenigstens zum Theil vermieden werden können. Bei den Arbeiten in Kohle wurde dem gekörnten Schwarzpulver gegenüber mit groſsem Vortheile comprimirtes Pulver verwendet; dasselbe erhöhte die Arbeitsleistung und gab auſserdem einen um 10 Proc. höheren Stückkohlenfall, auch waren die entwickelten Sprenggase günstiger. Gelatinedynamit bewährte sich für Arbeiten auf Kohle nicht, da weiche Kohle zu sehr zerkleinert wurde und oft die Bohrlöcher nur ausgeweitet wurden, jedoch kein Wurf erfolgte. Dagegen bewies sich Roburit namentlich dann in Kohle sehr günstig, wenn die Bohrlöcher parallel zur Schichtung angesetzt werden konnten. Das geringe Gewicht des losen Roburites bewirkt eine geringere Ladungsdichte und hebt in etwa dessen hohe Brisanz auf. In Folge dessen ist auch der erzielte Stückkohlenfall bei hoher Leistung ein zufriedenstellender, ungefähr demjenigen bei Verwendung von gekörntem Pulver gleich. Georgi zieht aus den Ergebnissen seiner Untersuchungen den Schluſs, daſs es nicht möglich ist, sämmtliche Sprengstoffe aus einem Gesichtspunkte zu betrachten, daſs es vielmehr nöthig sei, für jeden gegebenen Fall das vortheilhafteste Sprengmittel festzustellen.