Schlagwetter
Als Schlagwetter<ref name="Quelle 2" />, auch schlagende Wetter<ref name="Quelle 4" />, früher auch detonirende [sic] Wetter<ref name="Quelle 14" />, wildes Feuer oder feurige Schwaden<ref name="Quelle 4" />, bezeichnet man im untertägigen Bergbau ein spezielles Gasgemisch aus Methan und Luft,<ref name="Quelle 1" /> das unter normalen Grubenbedingungen durch eine Zündquelle zur Entzündung gebracht werden kann.<ref name="Quelle 2" /> Die Bezeichnung Schlagwetter rührt daher, dass eine Schlagwetterexplosion stets oszillierend, also zunächst mit einem Druckstoß und anschließend mit einem Rückschlag, verläuft.<ref name="Quelle 3" />
Vorkommen und Entstehung von Schlagwettern
Schlagwetter entstehen durch die Konzentration von Methan, das aus dem Gebirge in die Grubenbaue einströmt. Methan kommt überwiegend in den Kohleflözen und dem Nebengestein von Kohlebergwerken vor, aber auch in anderen Gebirgsformationen, z. B. im Zechstein von Kaligruben. Dort ist es unter einem gewissen Überdruck enthalten.<ref name="Quelle 5" /> Das Gas kann nun auf drei unterschiedliche Arten in die Grubenbaue eintreten.<ref name="Quelle 6" /> Durch regelmäßiges Ausströmen aus der Kohle und dem Nebengestein, durch sogenannte Bläser und durch Gasausbrüche.<ref name="Quelle 5" /> Die Menge des ausströmenden Gases wird dabei auch von der atmosphärischen Depression beeinflusst.<ref name="Quelle 16" /> Bei steigendem Luftdruck wächst der Widerstand und somit sinkt die austretende Gasmenge. Bei fallendem Luftdruck steigt die austretende Gasmenge wieder an.<ref name="Quelle 5" /> Das Methan strömt entweder sehr leise oder geräuschvoll aus dem Gestein heraus. Dabei kann es mit einem leisen, jedoch markanten Geräusch aus dem Gestein ausströmen. Da das Geräusch auch an das Schaben von Krebsen erinnert, bezeichnen die französischen und belgischen Bergleute dieses Ausströmen des Methans als „Krebsen“. Gas, das sich in Hohlräumen angesammelt hat, kann schlagartig aus dem Hohlraum in den Grubenbau hereinströmen.<ref name="Quelle 6" /> Die ausströmenden Gase werden durch Verwirbelungen irreversibel mit der Luft vermischt.<ref name="Quelle 3" /> Diese Gasgemische verteilen sich, bedingt durch den Wetterzug, in Teilen des Grubengebäudes.<ref name="Quelle 7" /> Erreichen diese Gasgemische einen Volumenanteil an Methan zwischen 5 und 14 Prozent, werden sie als Schlagwetter bezeichnet.<ref name="Quelle 3" />
Es können sich auch an bestimmten Stellen lokale Schlagwetter ansammeln, diese bezeichnet der Bergmann als Schlagwetteransammlungen.<ref name="Quelle 2" /> Allerdings sind die Gaskonzentrationen nicht im gesamten Querschnitt des Grubenbaus gleich.<ref name="Quelle 14" /> Die Ansammlungen erfolgen in sogenannten Gasmagazinen. Hiervon gibt es drei Arten.<ref name="Quelle 6" /> Bedingt dadurch, dass das Gas leichter als die normale Luft ist, sammeln sich schlagende Wetter überwiegend an höheren Punkten des Grubenbaues, z. B. im Bereich von Überhauen oder im Firstbereich von Strecken.<ref name="Quelle 14" /> Befinden sich hinter dem Streckenausbau Hohlräume, so können sich dort Schlagwetteransammlungen bilden. Solche Ansammlungen bezeichnet der Bergmann auch als Gassack. Der Streckenausbau verhindert, dass solche Ansammlungen vom Frischwetterstrom weggespült werden. Ebenso können sich in höher gelegenen und abgeworfenen Strecken und Stollen Schlagwetteransammlungen bilden.<ref name="Quelle 6" /> Auch im Alten Mann kann es zu Schlagwetteransammlungen kommen.<ref name="Quelle 15" /> Diese Bereiche gelten als die gefährlichsten Gasmagazine, da sie von der durchgehenden Bewetterung nicht erreicht werden. Außerdem kann es hierin aufgrund der höheren Temperatur, durch Destillationsprozesse aus vorhandenen Kohleresten, zu weiteren Methanausgasungen kommen.<ref name="Quelle 6" /> Durch Verbrechen des Hangenden können aus diesen Hohlräumen schlagartig größere Gasmengen mit großer Geschwindigkeit in die Strecken gedrückt werden.<ref name="Quelle 5" />
Auswirkungen
Schlagende Wetter sind für Menschen ungiftig, jedoch erschweren sie das Atmen der Bergleute.<ref name="Quelle 4" /> Außerdem können Schlagwetter beim Menschen zu Brustbeklemmungen führen.<ref name="Quelle 8" /> Bei einem Volumenanteil von 5 bis 14 Prozent sind Schlagwetter explosionsfähig.<ref name="Quelle 3" /> Bei Kontakt mit einer entsprechenden Zündquelle werden diese Gasgemische gezündet.<ref name="Quelle 7" /> Je nach Volumenanteil an Methan kommt es dann zu einer Abflammung, einer Verpuffung oder einer Explosion.<ref name="Quelle 2" /> Das wirksamste Gasgemisch hat einen Anteil an Methan von 9,5 Prozent. Wird der Volumenanteil an Methan größer als 9,5 Prozent, fehlt der für die vollständige Umsetzung erforderliche Sauerstoff. Wird der Volumenanteil an Methan kleiner als 9,5 Prozent, ist nicht genügend Brennstoff vorhanden.<ref name="Quelle 3" /> Wetter mit einem Volumenanteil von mehr als 14 Prozent Methan sind unter normalen Grubenbedingungen nicht mehr zündfähig.<ref name="Quelle 7" /> Eine offene Flamme erlischt in diesem Gasgemisch.<ref name="Quelle 3" /> Somit ist es auch falsch, reines Methan als Schlagwetter zu bezeichnen.<ref name="Quelle 7" /> Allerdings gelten diese Grenzen, Methangehalt 5 bis 14 Prozent, nur bei atmosphärischer Luft und normalem Luftdruck.<ref name="Quelle 3" /> Auch Gemische oberhalb und unterhalb der genannten Konzentrationen sind unter bestimmten Bedingungen gefährlich.<ref name="Quelle 7" /> Durch Druckerhöhungen, z. B. durch einen Verdichtungsstoß bei Sprengarbeiten oder durch eine bereits vorhergehende Explosion, kann die obere Explosionsgrenze höher werden.<ref name="Quelle 3" /> Ebenso kann ein höher konzentriertes Gasgemisch durch Verwirbelung mit frischen Wettern wieder in den explosiblen Bereich gemischt werden. Auch durch das Hinzutreten von ungesättigten Kohlenwasserstoffen können Gasgemische mit höheren Methananteilen als 14 Prozent wieder explosionsfähig werden.<ref name="Quelle 7" /> Durch verwirbelten Kohlenstaub oder durch einen Verdichtungsstoß kann die Explosionsfähigkeitsgrenze unterhalb von 5 Prozent Methan gesenkt werden. Auch kann durch zusätzliche Beimengungen anderer Gase wie Kohlendioxid oder Stickstoff oder durch damit verbundenen Sauerstoffmangel die Explosionsfähigkeit der Schlagwetter beeinträchtigt werden.<ref name="Quelle 3" />
Gegenmaßnahmen
Noch bis in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts war es gang und gäbe, in den Grubenbauen befindliche Ansammlungen von schlagenden Wettern abzufackeln. Hierzu musste ein Bergmann vor Schichtbeginn anfahren und die Gasansammlungen aus möglichst großer Entfernung entzünden.<ref name="Quelle 8" /> Um die Schlagwetteransammlungen in der Firste abfackeln zu können, kroch der Bergmann bis zu dem Ort mit der Schlagwetteransammlung. Dabei führte er eine lange Stange, an deren einen Ende ein offenes Licht befestigt war, mit. Eine weitere Möglichkeit, insbesondere bei oberhalb gelegenen Grubenbauen, war die Verwendung einer speziellen Konstruktion: An einer Stange war eine kleine Rolle befestigt, über die eine Schnur geführt wurde. An dieser Schnur befand sich ein kleines Brettchen, an dem ein angezündetes offenes Licht anmontiert war. Von einem sicheren Standort aus bewegte der Bergmann nun das Licht in die Gasansammlung hinein. Bei sämtlichen Methoden entzündete er jeweils mit dem offenen Licht die schlagenden Wetter. Hierbei entstand meistens eine leichte Explosion.<ref name="Quelle 14" /> Nachdem das Gas abgebrannt war, konnte dann die Belegschaft anfahren.<ref name="Quelle 8" /> Diese Vorgehensweise war aber nicht ungefährlich, sodass es immer wieder zu schweren Verbrennungen oder sogar zu Schlagwetterexplosionen kam.<ref name="Quelle 9" /> Eine sicherere Methode des Abfackelns war das Entzünden mittels sogenannter Lauffeuer. Auch gab es Vorrichtungen, mittels derer in bestimmten Zeitabständen das Gas entzündet wurde oder die Möglichkeit, offenes Geleucht in den Bereichen anzubringen, in denen sich Schlagwetter regelmäßig ansammelten, um so das Gasgemisch abzufackeln.<ref name="Quelle 14" />
Eine andere Möglichkeit bietet die Verbesserung der Bewetterung durch künstlich erzeugten Wetterzug.<ref name="Quelle 10" /> Um eine stärkere Bewetterung zu erreichen, sind bei Tiefbaugruben zwei Schächte, ein einziehender und ein ausziehender Schacht, erforderlich. In England waren bereits im Jahr 1862 zwei Schächte per Gesetz vorgeschrieben, in Preußen dauerte eine einheitliche Regelung noch bis zum Ende des 19. Jahrhunderts. Hier war die Anordnung eines zweiten Schachtes noch bis 1887 durch die Bergämter per Einzelfallprüfung geregelt.<ref name="Quelle 11" /> Heute ist es per Gesetz vorgeschrieben, dass der Gehalt an Methan in den Grubenwettern in den Grubenbauen nirgendwo über einem Prozent Methan betragen darf.<ref name="Quelle 13" /> Zusätzlich wurden im 19. Jahrhundert Neuerungen eingeführt, um Schlagwetterexplosionen zu verhindern; so waren zunächst, bei ersten Erkennungszeichen von Schlagwetteransammlungen durch Atembeschwerden, erhöhte Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen. In diesem Fall war die Verwendung des offenen Geleuchts verboten; Sicherheitslampen waren vorgeschrieben.<ref name="Quelle 8" /> Die Verwendung von Wetteröfen wurde ebenfalls eingestellt, sie wurden durch Grubenlüfter ersetzt.<ref name="Quelle 11" /> Ab Anfang des 20. Jahrhunderts wurden schlagwettergeschützte elektrische Grubenlampen eingesetzt.<ref name="Quelle 12" /> Die ausströmende Gasmenge lässt sich durch gezielte Gasabsaugung verringern.<ref name="Quelle 15" /> Eine weitere Maßnahme ist die Kontrolle der Wetter durch Wettermessungen. Jede schichtführende Aufsichtsperson hat während der Schicht ein Wettermessgerät am Mann, um an bestimmten vorgegebenen Punkten die Wetter auf Methan zu untersuchen. Die jeweiligen Wettermessungen werden auf einer Wettertafel eingetragen.<ref name="Quelle 13" />
Literatur
- Karl Behrens: Beiträge zur Schlagwetterfrage. Baedeker, Essen 1896 (Digitalisat).
- Michael Farrenkopf (Hrsg.): Schlagwetter und Kohlenstaub. Das Explosionsrisiko im industriellen Ruhrbergbau (1850–1914). Verlag Deutsches Bergbau-Museum, Bochum 2003, ISBN 3-937203-04-4.
- Evelyn Kroker, Michael Farrenkopf: Grubenunglücke im deutschsprachigen Raum – Katalog der Bergwerke, Opfer, Ursachen und Quellen. Selbstverlag des Deutschen Bergbau-Museums Bochum, Bochum 1999, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage, ISBN 3-921533-68-6
Einzelnachweise
<references> <ref name="Quelle 1">Tilo Cramm, Joachim Huske: Bergmannssprache im Ruhrrevier. 5. überarbeitete und neu gestaltete Auflage, Regio-Verlag, Werne 2002, ISBN 3-929158-14-0. </ref> <ref name="Quelle 2">Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7. </ref> <ref name="Quelle 3">Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1. </ref> <ref name="Quelle 4">Erklärendes Wörterbuch der im Bergbau in der Hüttenkunde und in Salinenwerken vorkommenden technischen und in Salinenwerken vorkommenden technischen Kunstausdrücke und Fremdwörter. Verlag der Falkenberg’schen Buchhandlung, Burgsteinfurt 1869. </ref> <ref name="Quelle 5">Fritz Heise, Fritz Herbst: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Fünfte verbesserte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1923. </ref> <ref name="Quelle 6">Franz Ritter von Rziha: Schlagende Wetter. Fachvortrag vom 10. Februar 1886. </ref> <ref name="Quelle 7">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 10. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1961. </ref> <ref name="Quelle 8">Carl von Scheuchenstuel: IDIOTICON der österreichischen Berg- und Hüttensprache. k. k. Hofbuchhändler Wilhelm Braumüller, Wien 1856. </ref> <ref name="Quelle 9">Friedrich Alexander von Humboldt: Ueber die unterirdischen Gasarten und die Mittel ihren Nachtheil zu vermindern. Ein Beytrag zur Physik der praktischen Bergbaukunde. Bey Friedrich Vieweg, Braunschweig 1799.</ref> <ref name="Quelle 10">Aloys Wehrle: Die Grubenwetter. Verlag von Franz Tendler, Wien 1835. </ref> <ref name="Quelle 11">Walter Buschmann: Zechen und Kokereien im rheinischen Steinkohlenbergbau, Aachener Revier und westliches Ruhrgebiet. Gebr. Mann Verlag, Berlin 1998, ISBN 3-7861-1963-5. </ref> <ref name="Quelle 12">Dirk Proske: Katalog der Risiken – Risiken und ihre Darstellung. 1. Auflage, Eigenverlag, Dresden 2004, ISBN 3-00-014396-3. </ref> <ref name="Quelle 13">Heinrich Otto Buja: Ingenieurhandbuch Bergbautechnik, Lagerstätten und Gewinnungstechnik. 1. Auflage, Beuth Verlag GmbH Berlin-Wien-Zürich, Berlin 2013, ISBN 978-3-410-22618-5. </ref> <ref name="Quelle 14">Carl von Schauroth: Die Grubenwetter. bei J. C. B. Mohr, Heidelberg 1840. </ref> <ref name="Quelle 15">R. Vandeloise: Vorkommen und Freiwerden von Grubengas. In: Kommission der europäischen Gemeinschaften (Hrsg.): Forschungshefte Kohle. Heft Nr. 35, Luxemburg 1971. </ref> <ref name="Quelle 16">A. von Wurstemberger: Schlagwetterexplosionen und plötzliche barometrische Depressionen. In: Glückauf, Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift. Verein für die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtsbezirk Dortmund (Hrsg.), Nr. 4, 16. Jahrgang, Essen 12. Januar 1895. </ref> </references>
Siehe auch
Weblinks
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