Ueber die Bekämpfung der Kohlenstaubexplosionen in Steinkohlenbergwerken. Von Bergassessor Dr. M. Tornow in Berlin. (Schluß von S. 171 d. Bd.) TORNOW: Ueber die Bekämpfung der Kohlenstaubexplosionen in Steinkohlenbergwerken. III. Maßnahmen zur Löschung entstandener Explosionen. Die Tatsache, daß auch eine vielleicht gewissenhafte Berieselung im Verein mit anderen Maßnahmen zur Beseitigung entstandenen Kohlenstaubes allein nicht imstande ist, Kohlenstaubexplosionen zu verhüten, hat den Gedanken nahe gelegt, einen Versuch zu unternehmen, um eine einmal entstandene Explosion wenigstens auf ihren Herd zu beschränken und ein Uebergreifen auf andere unbeteiligte Grubenbaue zu verhindern. Zur Erreichung dieses Zieles wird es notwendig, die Flamme in den zu anderen Grubenabteilungen führenden Strecken zu löschen. Derartige Versuche sind auch in deutschen Versuchsstrecken mehrfach ausgeführt worden. Den Versuchen liegt durchweg der Gedanke zugrunde, die Flamme einesteils durch Mangel an Nährstoff, anderenteils durch Wärmeentziehung mittels besonderer Stoffe zu löschen. Die einfachsten Versuche dieser Art, die Flamme in sogenannten nassen Zonen, d.h. in naß gehaltenen Streckenabschnitten zu löschen, haben, wie von vornherein bemerkt werden mag, für die praktischen Fälle versagt. Die Explosionsflamme wird zwar durch die feuchten Stöße etwas abgekürzt, schlägt aber, sofern die Zone nicht eine ganz bedeutende Länge besitzt, durch sie hindurch. Die Länge einer wirksamen nassen Zone scheint, wenigstens bis zu einem gewissen Grade, von der Ausdehnung der entzündeten Kohlenstaubzone abhängig zu sein. Padour (siehe Beitrag zur Erforschung und Abwendung der Kohlenstaubexplosionen, Teplitz-Schönau 1910, und II. Beitrag, ebenda, 1911) berechnet dieses Größen Verhältnis für nasse Zonen auf 1 : 0,962 bis 1 : 2,04. Diese Zahlen stimmen, wenigstens soweit das Resultat praktischen Wert hat, mit den auf der Versuchsstrecke zu Rossitz in Oesterreich und auch den auf der französischen Strecke zu Liévin in den letzten Jahren gewonnenen Erfahrungen dahin überein, daß derartige nasse Zonen, ganz zu schweigen von den Schwierigkeiten ihrer Unterhaltung in nassem Zustande und den Schwierigkeiten durch quellendes Gebirge, in der Praxis ganz außerordentliche Längen haben müßten, die ein geregelter ökonomischer Betrieb nicht zulassen würde. Um ein Beispiel zu geben, wurde bei den Versuchen, die auf der Versuchsstrecke in Rossitz unternommen wurden, die notwendige Länge der nassen Zone zu 60 m bestimmt. Die Länge der. entzündeten Kohlenstaubzone betrug hierbei nur wenig mehr. Außer Wasser wurde in den Versuchsstrecken für einfache Zonen auch Gesteinstaub zum Verlöschen der Flamme verwendet, sowohl in reinem Zustande wie auch in Mischung mit Kohlenstaub. Der Staub wurde auf der Streckensohle abgelagert. Die Versuche mit derart einfach auf die Sohle gestreutem Staube waren nicht günstiger als die mit Wasser. Bei den Versuchen in Rossitz kam Romanzement als Gesteinstaub in Anwendung. Erst bei einer Mischung von 75 v. H. Zement erwies sich das Gemisch für die Initialzündung als unempfindlich. Auch bei Anwendung reinen Gesteinstaubes müssen die Zonen auf ganz beträchtliche Längen und beträchtliche Konzentration ausgedehnt werden. So ist beispielsweise zum Löschen einer Explosion von 75 m mit Kohlenstaub erfüllter Strecke eine Konzentration von 450 g auf 1 m3 und eine Zone von 100 m Länge notwendig. Endlich wurden noch besondere Löschflüssigkeiten an Stelle von Wasser erprobt. So wurden in der Neunkirchener Strecke Versuche mit einer „Hermanit“ genannten Flüssigkeit unternommen, die sich dadurch auszeichnet, daß sie nicht verdunstet und im Stande ist, Kohlenstaub zu binden, und ferner, infolge ihres hohen Wassergehalts Wärme zu absorbieren. Die Flüssigkeit besteht aus einer hygroskopischen Salzbreilösung, über deren nähere Zusammensetzung nichts bekannt ist. In der Neunkirchener Versuchsstrecke wurden Hermanitzonen auf ihr Verhalten gegenüber Kohlenstaubexplosionen untersucht. Das Hermanit wurde in der Explosionskammer selbst erprobt. Es zeigte sich, daß die Zündungen des Kohlenstaubes bei Verwendung von Hermanit weit schwerer zu erreichen waren als bei Verwendung von Wasser. Aehnliche Versuche fanden in der berggewerkschaftlichen Versuchsstrecke bei Gelsenkirchen statt. Hier wurde ebenfalls die Explosionskammer von 5 m Länge imd 10 m3 Inhalt zu den Versuchen benutzt. Es ergab sich hierbei, daß die Hermanitmasse erst nach ziemlich starker Staubbedeckung, – denn der Staub blieb bei den Versuchen stets in der Strecke – unwirksam wurde. Weniger günstig lautet allerdings der Bericht über die Versuche mit Hermanit, jedoch nur, so weit es sich um einfache Zonen handelt, von der Rossitzer Versuchsstrecke. Im Gegensatz zu den eben beschriebenen Erfolgen zeigte sich, daß die Flammen durch die Hermanitzone hindurchschlugen, da das hier verwendete Hermanit sich nicht imstande zeigte, den sich auf dem Anstrich ablagernden Kohlenstaub zu binden. Man wird aus diesen verschiedenen Ergebnissen noch kein endgültiges Urteil für oder wider die Wirksamkeit der Substanz zu fällen vermögen. Bei den bisher beschriebenen Versuchen handelte es sich um einfache Zonen, denen zur Kohlenstaubbekämpfung offenbare Mängel anhaften, die wohl auch nicht durch erheblich wirksamere Substanzen als Wasser ausgeglichen werden können. Eine Verwendung des Hermanits in einfachen Zonen wird wegen der erwähnten prinzipiellen Mängel nicht zweckmäßig sein, wenn auch eine Einwirkung auf das Gestein, die sich bei der Verwendung von Wasser so störend bemerkbar macht, nicht zu befürchten steht. Trotz der wohl größeren Wirksamkeit der Substanz werden die notwendigen Zonen doch noch zu große Längen erhalten müssen. Ferner ist es fraglich, ob der Vorteil des Hermanits, der darin besteht, daß es nicht verdunstet, nicht durch Bedeckung mit sehr gefährlichem Staub, wie zum Beispiel dem Rossitzer, wieder verloren geht. Denn es dürfte schwer halten, gerade in staubigen Grubenabteilungen, in denen eine Löscheinrichtung von besserem Werte sein würde, längere staubfreie Zonen zu finden, in denen die Hermanitschicht an den Stößen nicht bald mit einer Staubschicht bedeckt sein würde. In den weiter unten beschriebenen Vorrichtungen sind Mittel gegeben, bei denen sich eine Verwendung von Hermanit bei weitern vorteilhafter gestaltet als in den einfachen nassen Zonen. Endlich ist zu erwähnen, daß man versucht hat, das Wasser in Form von Wasserschleiern der Explosion entgegenzustellen. Durch sehr feine Düsen wird hierbei Wasser an bestimmten Stellen der Grube in der Weise fein zerstäubt, daß der ganze Streckenquerschnitt von Wasserstaub erfüllt ist. Dadurch soll einerseits der durch den Wasserschleier hindurchtretende Wetterstrom möglichst mit Wasserdampf gesättigt werden, der zum Teil als Feuchtigkeit an den Strecken wieder abgesetzt werden kann, aber auch als solcher die Explosionsmöglichkeit herabmindert, andererseits sollen feine Wasserteilchen vom Wetterstrome mit fortgetragen und an den Stößen abgesetzt werden, so daß sich hinter dem Schleier eine nasse Zone bilden kann. Endlich glaubte man hauptsächlich durch den Schleier selbst eine Explosion ablöschen zu können. Dies sogenannte Düsensystem ist ebenfalls verschiedentlich, sowohl in Versuchsstrecken wie in Gruben erprobt worden. In den Gruben konnten die Schleier nur auf ihre Wirksamkeit hinsichtlich der Verbreitung von Feuchtigkeit erprobt worden. Man hat, kurz bemerkt, mit dem Düsensystem keine ermutigenden Erfahrungen gemacht. Die Versuche in den Versuchsstrecken ergaben, daß die Flamme zwar etwas gekürzt, aber nicht völlig abgeschnitten wird. Auch machte sich bei den Versuchen in der Grube ein ungünstiger Einfluß auf das Gelingen geltend. Die Versuche mit dem einfachen Zonensystem, sowohl mit Wasser als mit Gesteinstaub und mit Hermanit, ebenso die Versuche mit dem Wasserdüsensystem haben durchweg ergeben, daß der Mangel der Methode, abgesehen von praktischen Schwierigkeiten, hauptsächlich in der zu geringen Konzentration liegt. Beim einfachen Zonensystem muß die Länge der wirksamen Zone, um auch große Explosionen aufhalten zu können, so groß bemessen werden, daß in der Praxis dieses System nicht sehr wirksam erscheint. Das Düsensystem hat, soweit es nasse Zonen erzeugen soll, für die praktisch zu stellenden Anforderungen versagt. Seine Wirksamkeit ließe sich zwar durch Vermehrung der zu verspritzenden Wassermengen den Anforderungen anpassen, jedoch müßte die Wassermenge derart gesteigert werden, daß für jede Zone ganz umfangreiche Anlagen geschaffen werden müßten. Die im Augenblicke der Explosion in der Luft schwebende Wassermenge beträgt bei den bisherigen Versuchen bei feinster Verstäubung wenig mehr als 2 1, was einem Wasserverbrauch von 60 und mehr Liter in der Minute entspricht. Da bei den später zu besprechenden Versuchen eine im Augenblicke der Explosion zur Verfügung stehende Löschflüssigkeit von weit über 100 l Menge sich als wirksam erwies, müßten beim Düsensystem ganz gewaltige Wassermengen verwendet werden, die jedoch wegen der Gebirgsverhältnisse oder wegen der zu umfangreichen Wasserhaltungsarbeiten und der Hinderung der Fahrung praktisch nicht in Frage kommen. Diese Nachteile werden vermieden bei der Anordnung der Löschsubstanzen in konzentrierten Zonen. Besonders Taffanel hat auf Grund seiner Versuche auf der Versuchsstrecke zu Liévin den Studien zur Bekämpfung der Kohlenstaubgefahr eine neue Richtung gewiesen, die dahingeht, die feuerlöschende Materie in größerer Menge an bestimmten Stellen des Explosionsweges anzuhäufen, und den der Explosion unmittelbar voraneilenden Detonationsstoß dazu zu benutzen, diese Materie so fein zu zerstäuben, daß die nachfolgende Flamme entweder auf eine frische Löschzone trifft, oder möglichst selbst mit dem fein zerstäubten Material zusammentrifft und so gelöscht wird. Auch soll die Expansionskraft der Explosion durch eine gewisse Drosselwirkung hierbei geschwächt werden. Der Gedanke hat, wie man leicht erkennt, vor allen anderen den Vorteil voraus, daß man der Flamme im Augenblicke der Explosion ganz erheblich mehr Löschmaterial entgegenstellen kann, als bei Zonen, in denen die an den Streckenwandungen haftenden oder im Momente der Explosion im Fallen begriffene Materie praktisch beschränkt ist. Die Taffanelschen Versuche ergaben fast durchweg, daß selbst größere Kohlenstaubexplosionen von 100 bis 150 m Kohlenstaubstrecke sowohl bei Anwendung von Gesteinstaub wie von Wasser gelöscht wurden. Selbst in den Fällen, in denen die Flamme durch die Zone hindurchschlug, schien sie doch nicht mehr fähig zu sein, die Explosion fortzusetzen. Die Versuche mit konzentrierten Zonen sind bisher hauptsächlich auf den Versuchsstrecken in Liévin, Altofts und Rossitz angestellt worden. Leider waren die reichs-deutschen Strecken bisher zu kurz, um größere Versuche dieser Art unternehmen zu können. Textabbildung Bd. 329, S. 200 Abb. 1. Explosionslöscher, Patent Kruskopf. Nachdem sich also ergeben hatte, daß sowohl Gesteinstaub wie auch Flüssigkeiten in konzentrierten Zonen imstande sind, Explosionen aufzuhalten, entsteht die Frage, welche der beiden Arten für die Praxis geeigneter erscheinen dürfte. In Deutschland hat das System der Gesteinstaubzonen bislang noch sehr wenig Eingang gefunden. Auch die angeblich günstigen Erfolge, die mit Gesteinstaub in England, auf der Versuchsstrecke zu Altofts, gewonnen worden sind, haben in Deutschland zu weiteren Versuchen, insbesondere zu praktischen Anwendungen in der Grube bisher nicht ermutigen können. Wenn es zwar erwiesen ist, daß die Verwendung angehäuften Gesteinstaubes geeignet ist, Explosionen aufzuhalten, so hat sich aus den Versuchen doch nicht ergeben, daß die Anwendung von Gesteinstaub der des Wassers in der Wirkung irgendwie überlegen wäre. Ganz besonders ist aber bei der Benutzung des Gesteinstaubes zu bedenken, daß die Wetter dadurch bei den erheblichen Geschwindigkeiten – im westfälischen Steinkohlenbergbau ist nach § 128 der Bergpolizeiverordnung eine Wettergeschwindigkeit bis zu 6 m in der Sekunde zulässig –, keineswegs verbessert werden. Wenn behauptet wird, daß Staub eines weichen Tonschiefers – ganz zu schweigen von quarzhaltigen Gesteinen – für die menschliche Lunge unschädlich sei, so dürfte diese Erfahrung doch wohl gegenüber den tausendfältigen Ergebnissen unserer heutigen Gewerbehygiene, die täglich die Gefahren des Staubes vor Augen führt, gänzlich vereinzelt dastehen. Für die menschliche Lunge ist jeder Staub schädlich. Werden die an sich schon ganz beträchtlichen Mengen an Kohlenstaub, der sich in den Kohlengruben nicht vermeiden läßt, noch künstlich durch Gesteinstaubmengen vermehrt, so dürfte damit wohl unbestreitbar eine tatsächliche Gefahr für die Gesundheit der Arbeiter gegeben sein. Wahrscheinlich würde die Statistik erweisen, daß die Leistungsfähigkeit und das Lebensalter des Arbeiters durch Anwendung des Gesteinstaubes herabgesetzt würden. Das wären soziale Folgen, welche die Anwendung eines derartigen Mittels so lange verbieten würden, als es ein anderes in der Wirkung mindestens, gleichwertiges wahrscheinlich aber wirksameres Mittel gibt, um Kohlenstaubexplosionen zu lokalisieren, nämlich Flüssigkeiten, die sich in der Grube so anordnen lassen, daß eine Verschlechterung der Wetter durch stärkere Sättigung Wasserdampf oder Schwierigkeiten durch quellendes Gebirge nicht eintreten können. Nicht zu übersehen sind ferner die ganz bedeutenden Kosten für die Durchführung des Gesteinstaubverfahrens. Die Ausgaben für die Herstellung und Verteilung des Staubes und die Beseitigung des durch zu starke Mischung mit Kohlenstaub unbrauchbar gewordenen Staubes wären nicht unbeträchtlich, wenn man die bedeutende Ausdehnung in Rechnung zieht, die man in größeren Gruben auch derartigen konzentrierten Gesteinstaubzonen geben müßte. Im Anschluß an die Taffanelschen Versuche schlägt Padour (Zweiter Beitrag zur Erforschung und Abwendung der Kohlenstaubexplosionen, Teplitz-Schönau 1911) auf Grund theoretischer Betrachtungen vor, Wasser und Gesteinstaub in konzentrierten Zonen zu kombinieren. Die erforderliche Menge an Löschsubstanz für ein ganzes Grubenfeld von 50000 m2 berechnet er (a. a. O. S. 65) zu 2100 kg Wasser und dazu 1000 kg Gesteinstaub. Praktische Versuche mit dieser Kombination haben meines Wissens keine günstigeren Resultate erzielt als bei der Anwendung von Wasser allein. Auch erscheint es zweifelhaft, ob die berechneten Mengen für ein ganzes Grubenfeld ausreichen werden. Weit zweckmäßiger dürfte nach den bisherigen Erfolgen zu schließen, die Verwendung von Flüssigkeiten allein zum Löschen von Explosionen erscheinen. Die älteren Versuche dieser Art, bei denen das Wasser nur an der Firste oder auch an den Stößen der Strecke angeordnet wurde, ähnlich wie der Gesteinstaub, dürften allgemein bekannt sein. Eine neue sehr zweckmäßige Anordnung der Flüssigkeitsbehälter ist von Kruskopf in Dortmund-Cörne getroffen worden. Dieser konstruierte einen in der Folgezeit patentierten Feuerlöscher, der nach mehrfachen Versuchen in die in der Abb. 1 dargestellte Konstruktion gebracht wurde. Textabbildung Bd. 329, S. 201 Abb. 2. Der Apparat ist in seiner Konstruktionsweise als eine Art Wettertür gedacht, die aus einem drehbar aufgehängten Rahmen besteht. In diesem Rahmen sind die zur Aufnahme der Löschflüssigkeit bestimmten Kästen, vier bis fünf an der Zahl, drehbar verlagert. Dieser türartige Apparat wird nun in der Grube so gegen den Stoß gelehnt, daß er bei der Entstehung einer Explosion von dem ersten, stets mit großer Gewalt auftretenden Luftstoß erfaßt und wie eine Tür zugeschlagen wird. (s. Abb. 2). Hierbei werden zu gleicher Zeit die Kästen durch eine besondere Vorrichtung gekippt, was allerdings nur ein übriges bedeutet, denn im Ernstfalle werden die Kästen, wie dies auch bei den Versuchen in den Versuchsstrecken geschehen ist, in Splitter zertrümmert und die in ihnen enthaltene Flüssigkeit zu Staub zerspritzt. Durch die beträchtlichen Mengen, die man in solchem Löschapparat unterbringen kann – die Apparate werden zurzeit für eine Fassung von 500 l gebaut – wird die nachfolgende Explosionsflamme zum Erlöschen gebracht. Der Apparat bietet anderen Vorschlägen gegenüber den Vorzug, daß das Löschmittel im Augenblicke der Explosion über den ganzen Streckenquerschnitt verteilt wird. Ein Versagen, etwa dadurch, daß der Apparat nicht erfaßt werden könnte, ist bei der außerordentlichen Gewalt, mit der der Explosionsstoß aufzutreten pflegt, nicht zu befürchten. Die in den letzten Jahren auf verschiedenen Versuchsstrecken, auf der österreichischen in Rossitz, auf der westfälischen in Derne und auf der französischen in Liévin angestellten praktischen Versuche haben in der Tat ergeben, daß der Apparat mit wenigen Ausnahmen, bei denen die Menge an Löschflüssigkeit offenbar nicht ausreichend war, imstande war, die Explosionsflamme und zwar nur wenige Meter hinter dem Standort des Apparates zum Erlöschen zu bringen, so daß der hinter ihm gelegene, ebenfalls mit Kohlenstaub geschwängerte Teil der Strecke nicht gezündet wurde. Es erübrigt sich, hier näher auf die schon mehrfach beschriebenen Versuche einzugehen. Es möge hier noch hervorgehoben werden, daß durch das Verspritzen der Löschflüssigkeit, als welche Hermanit wie Wasser erprobt wurden, die Strecke nicht nur in der Explosionsrichtung auf etwa 50 bis 70 m, sondern auch nach rückwärts infolge des sogenannten Rückschlages vollkommen befeuchtet wurde, so daß eine nasse Zone entstand, die wohl auch gegen Nachexplosionen einen gewissen Schutz bieten könnte. Die Trümmer der Kästen wurden auf 50 bis 70 m vorwärtsgeschleudert. Textabbildung Bd. 329, S. 201 Abb. 3. Es ist zu hoffen, daß besonders durch diese beschriebene Ausgestaltung des Löschers ein weiterer und bedeutender Schritt vorwärts in dem Kampfe gegen die Explosionsgefahren erreicht worden ist. Ein gewisses Geschick erfordert noch die rechte Anwendung und Verteilung solcher Löscher in der Grube. Die Aufstellung in einem Bremsberg veranschaulicht Abb. 3. Jedenfalls wird man an einer ganzen Anzahl von Stellen solche Löscheinrichtungen, vielleicht auch mehrere hintereinander einbauen müssen. Daß der eingeschlagene Weg erfolgversprechend ist, beweist die Tatsache, daß sich die Einrichtung in Westfalen allmählich einzubürgern beginnt. Solche Apparate sind bereits auf einer Anzahl von Zechen in Anwendung. Leider – oder besser gesagt – zum Glück haben die Apparate noch keine Gelegenheit gehabt, im Ernstfalle ihre Feuerprobe zu bestehen.