GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
N r. 4 2 19. O k to b e r 1935 71. Jahrg.
A b h ä n g ig k e it d er A u s g a su n g v o n p e tr o g r a p h isc h e r G e fü g e z u s a m m e n s e tz u n g un d In k o h lu n g sg r a d bei R u h rk oh len.
V on Dr.-Ing. E. H o f f m a n n , Bochum.
(M itteilung d e r F o rs c h u n g s s t e lle für a n g e w a n d te K oh le n p e tr o g ra p h ie der W estfälischen B e rg g e w e rk s c h a ft s k a s s e zu Bochum .) G em einsam mit m eh reren M ita rb e ite rn 1 du rch
geführte U n tersuchungen bezweckten die Feststellung, ob die im G rubenbetrieb zu beobachtende A usgasung der F lö z k o h le 2 durch bestimmte Um stände h ervor
gerufen u nd beeinflußt wird und welcher Art diese sind. Um den Rahmen von vornherein nicht zu weit zu spannen u nd die F ra g e nu r so weit zu prüfen, wie sie fü r den Bergbau von B edeutung ist, haben wir die U ntersuchungen im wesentlichen auf die Beobachtung der M ethanentw icklung beschränkt.
N ach steh en d wird die F rag e erörtert, ob eine Abhängigkeit d e r M ethanbildung von der petro- graphischen Z usam m ensetzung der Kohle, d. h.
— makroskopisch betrachtet — von ihrer Ausbildung als Glanz-, M att- und F aserkohle besteht. Hierbei sind w ir einmal von der bekannten Tatsache au sg e
gangen, daß im Ruhrbezirk ebenso wie in zahlreichen ändern Steinkohlenbezirken — es gibt allerdings g e nug A u s n a h m e n 3 — zunächst nur die Flöze bestim m ter Inkohlungsstufen, u n d zwar der Gas- und obern Fettkohlengruppe, merkliche M ethanm engen abgeben, ferner von d e r schon vo r Ja h re n auf G ru n d kohlen- petrographischer U ntersuchungen ausgesprochenen V erm utung4, daß die »Methangärung« in diesen In
kohlungsstufen vornehmlich durch die Zersetzung der Protobitumina, d.h. d e r erkennbaren Pflanzenreste der Mattkohlen, bedingt sein könnte. Dieser Vermutung liegt die B eobachtung zugrunde, daß gerade in diesem Inkohlungszustande die M attkohlen besonders starke, makro- und m ikroskopisch festzustellende Verände
rungen aufweisen.
U n t e r s u c h u n g s v e r f a h r e n .
Bei den U n tersu ch u n g en erschien es zweckmäßig, die A usgasung in B ohrlöchern un tertag e zu prüfen, weil jede zutage g e fö rd e rte und dadurch stärker zer- • kleinerte Probe einen g ro ß e n Teil ihres G ases b e reits verloren hat, w ä h re n d man bei Bohrlöchern a n nehmen kann, daß die erschlossene Kohle den g rö ß ten Teil ihres G ases noch enthält, besonders dann, wenn die Löcher hinreichend tief in den festen Stoß geb o h rt werden. Dem entsprechend w urden die Bohrlöcher in Vorgesetzten Ö rtern u nd A ufhauen mit unverbrochener Kohle 2 - 3 m tief g e n a u in der Schichtung hergestellt und d afü r g u t a u sg e p rä g te Lagen der Gefügebestand-
1 B er g a ssesso r S t e i n b r i n c k und B er g a ssesso r N i e d e r b ä u m e r , später D r.-In g . S c h a b e r g .
2 P e t e r s und W a r n e c k e , G lückau f 69 (1933) S. 1181; F i s c h e r , P e t e r s und W a r n e c k e , B renn stoff-C h em . 13 (1932) S. 209.
3 P a t t e i s k y , G lückau f 60 (1924) S. 1609.
* E. H o f f m a n n , Jb. p reu ß . g e o l. L an d esan st. 51 (1930) S. 270.
teile gewählt. Die von dem austretenden Bohrmehl g e nommenen guten D urchschnittsproben dienten zur petrographischen und chemischen Untersuchung. Die P rü fu n g der A usgasung, d. h. der M ethanentw icklung, erfolgte mit Hilfe des Interferom eters von Zeiß, das schon bei wenigen H undertteilen C H i genaue W erte liefert. Bei den durch die Abb. 1 - 9 veranschaulichten Versuchen g alt es nicht, zahlenmäßig genaue, sondern unter sich vergleichbare W e rte zu erzielen. Aus diesem G runde w urden die im Bohrloch a u stre te n den Gase in stets gleicher W eise durch einen G u m m i
schlauch mit Ball ab g esau g t u nd durch das In terfero meter geleitet. Da bei diesem V orgehen norm ale G rubenw etter von vorn in das Bohrloch eindringen konnten, wenn die Gasentwicklung im Innern es z u ließ, stellen die W e rte der Abb. 1 - 9 keine absoluten M ethangehalte dar, sondern bilden nur einen M a ß stab fü r die entwickelte G a s m e n g e . Diese ist bei den einzelnen Versuchen sehr ungleich, so daß m an für ihre W iedergabe zweckmäßig verschiedene M aßstäbe verwendet. Allgemein ist bei diesen D arstellungen die Ausgasung desto schwächer, je niedriger die M e th a n werte an der O rdinate sind und je steiler die Kurven abfallen, dagegen desto stärker, je höher die M e th a n werte sind u nd je steiler die Kurven ansteigen. Im letzten Falle tritt im Bohrloch mehr G as aus, als a b g e sa u g t wird.
V e r s u c h s e r g e b n i s s e .
In der nachstehenden Übersicht finden sich säm t
liche bei der p etrographischen u n d chemischen U n te r suchung ermittelten W erte zusammengestellt. Die flüchtigen Bestandteile sind hierbei der bessern Ver
gleichbarkeit wegen jeweils auch bezogen auf Rein
kohle angegeben.
Abb. 1 veranschaulicht die E rgebnisse d e r M essung im Flöz A d e r untern G asflam m kohlen- gru p p e. Hierbei w urden zwei Bohrlöcher in M a t t kohlenlagen sowie ein weiteres in einer glan zk o h len reichen Schicht am Liegenden hergestellt. Nach der Übersicht sind die flüchtigen Bestandteile bei den M a ttkohlenproben infolge des höhern Duritgehaltes merklich höher als bei der Glanzkohle. Der Durit- g e h alt steigt bei d e r M attkohle a auf 51 o/o bei 25 o/o C la r ita n te il; bei der M attkohle b liegen die e n t
sprechenden Anteile mit 38 u nd 22o/0 zwar tiefer, jedoch ist d e r U nterschied gegen ü b er der G lan z
k ohlenprobe mit 9 o/o D urit noch recht g roß.
Diese h a t allerdings 33o/0 Clarit, der bei d i c h t e r P r o t o b i t u m e n f ü h r u n g für die vorliegenden Be-
998 G l ü c k a u f Nr. 42
P e t r o g r a p h i s c h e u n d c h e m i s c h e A n a l y s e n d e r B o h r m e h l - u n d S c h l i t z p r o b e n
Flöz
V i t r i t ...
C l a r i t ...
D u r i t ...
Ü b e r g ä n g e ...
F u s i t ...
B r a n d s c h i e f e r . . . .
Berge ( > 1,9) . . . . Feuchtigkeit...
Asche ...
Flüchtige Bestandteile der Trockenkohle . Flüchtige Bestandteile
von Trocken- und R e in k o h le ...
K o k s ...
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12,2 25,0 50,7 7,0 0,4 4,7
29,9 21,8 38,4 9,0 0,9
47,0 33,3 9,3 7,5 2,9
34,8 27.5 23.6 10,3
3,4 0,4
40.8 12.4 14.4 7,0 1,6 23.8
72.7 22.8
1,3 2,1 1,0 0,1
18,6 15,7 54,5 6,0 4,6 0,6
56.6 24,3
4,6 2,9 10.6
1,0 37,8 19,4 26,3 13,0 3,5
76,9 18,2 0,5 1,1 1,7 2,6
10,5 10,9 64,7 11,4 0,6 1,9
63.1 17.1 11.2
7,1 1,3 0,2
74.8 15.9 1.4 2.5 3,1 2,3
26,6 11,2 45,2 9,8 2,5 4,7
34.0 16,9 32,8 14.0 2,0 0,3
49,9 18,8 8,8 5.1 7.1 10,3
43,1 12.3 23,9 11.4
4,8 4,5
28,8 19.2 40.3 8.5 2.5 0,7
68,2 15,3 8,8 4,7 2,5 0,5
39,1 29,4 21,9 6,3 3,0 0,3
28.5 19.6 22,3
9,4 19,8 0,4
28.3 25.3 36,2
6,5 3,2 0,5
32,6 25,5 9,3 5,5 27,1
59,1 23,9 7,5 3,0 5,3 1,2
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
3,20 3,60 3,20 0,40 10,40 — 6,00 3,20 3,20 8,40 0,80 0,20 1,60 6,70 3,60 4,00 3,20 5,20 2,80 1,20 0 ,/0 5,60 - 3,20 2,13
8,73 2,30 4,76
2,42 3,89
1,02 1,64
1,24 26,40
2,15 1,65
0,70 4,23
1,05 2,95
0,98 2,55
1,14 9,00
1,17 7,33
1,40 1,16
1,37 4,55
1,37 16,30
1,20 3,74
0,81 8,10
0,94 5,09
1,60 4,22
1,59 2,43
2,45 3,61
2,72 3,38
1,30 7,18
1,46 1,83
1,44 4,80
34,60 33,50 32,30 33,10 26,70 30,90 28,90 26,60 23,90 24,80 20,50 26,20 25,9019,50 22,20 20,40 20,30 19,90 19,70 34,70 30,90 29,60 26,20 29,30
37,90 64,00
35,20 64,90
33,60 66,30
33,60 66,20
36,50 72,20
31,40 67,60
30,20 70,60
27,40 72,60
24,60 75,40
27,30 74,40
22,20 78,60
26,50 72,80
27,20 73,10
23.40 79.40
23,10 76,90
22,30 78,90
21,40 78,90
20,80 20,10 78,80179,10
36,10 63,70
32,00 67,20
31,90 69,50
26,80 72,70
30,80 69,70
trachtungen dem Durit gleichzustellen ist. Er mag in dieser Ausbildung den Durit, was die Menge des ab
gegebenen M ethans anlangt, noch übertreffen, da
— wie die abschließenden Ergebnisse zeigen — vor der opaken Grundm asse des Durits wegen deren Ähn-
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0—---0-__ K l- >>- r = -—— ---- ---- 1lichkeit mit Fusit kaum eine starke M ethanabgabe an
genommen w erden kann.
E rw artu n g sg em äß ist die M ethanentw icklung in dem u ntersuchten Flöz infolge der geringen In
kohlung seh r schwach. Lediglich das M attkohlenbohr
loch a zeigt eine bis zu 14 o/o reichende Spitze im A nfang; die Kurve fällt aber s ofort sehr steil ab. Sie verläuft auch weiterhin etw as höher als die Kurve des Glanzkohlenbohrloches, w as ebenso fü r die der Mattkohle b a nfangs gilt. Demnach liefert die M attkohle des Flözes A insgesamt etwas m ehr M ethan als die Glanz
kohle, jedoch sind die Unterschiede bei diesem Inko h lu n g sg rad sehr gering.
24 28 32 36 40 44 48 52 56 OO 4
10 11 6 72 76 20 20 26 32 36 70 77 76 62 56
72
Abb. I. Vergleich der A u s g a s u n g s s tä rk e von Glanz- und M attkohle im Gasflam mkohlen flöz A.
Bei dem etwas stärker in
kohlten Flöz B (Abb. 2) aus der obern G a s k o h le n g ru p p e sind eben
falls zwei Bohrlöcher in der M att
kohle und eins in d e r Glanzkohle h ergestellt worden. Nach der Über
sicht weisen die Bohrmehlproben aus der M attkohle w eniger hohe Clarit-
Abb. 2. Ergebnis se der V ers uche im G askohle nflö z B.
S 70 72 70 76 7<S 20 22 20 7.
T77//7 nac/r Oe/o Ausö/ooen
77. 73. 76.777/77 7. 3. 6. 7. 9. 77. 73. 76. 77!min 6 3 70 72 70 76
777/77 7 7 3 C /7 7 /0 7 7 7 A l7 S b /d S e 7 7
(ji/aT/zfroh/e a . /taff/roh/e
19. O ktober 1935
G l ü c k a u f
999 und D u ritanreicherungen als im ersten Fall a u i;da jedoch die Probe des G lanzkohlenbohrlochs mit 73 o/o Vitrit und nur 1 o/„ D urit außerordentlich vitritreich ist, sind die Unterschiede in der petro- graphischen Z usam m ensetzung doch recht au s
geprägt. Die Probe der M attkohle b erwies sich als sehr reich an Brandschiefer, der aber duritisch oder claritisch ausgebildet ist und daher den M attkohlen
bestandteilen zugerechnet werden muß. Nach der Umrechnung auf Reinkohle haben die M attkohlen
proben w iederum einen höhern G ehalt an flüchtigen Bestandteilen als die Glanzkohle, wobei die M a tt
kohle a wegen ihrer starken Proto b itu m en fü h ru n g be
sonders hoch liegt.
Die E rgebnisse der C H ,-M e ssu n g sind sehr kenn
zeichnend. W enn auch die A usgasung ebenfalls noch ziemlich schwach ist, so lä ß t sich die Abhängigkeit von der p e trographischen Gefügezusam m ensetzung doch deutlich e r k e n n e n ; sie kommt dadurch zum A us
druck, daß die M attkohlenkurven merklich höher als die der Glanzkohle verlaufen. Dies zeigte sich sowohl dann, wenn die Bohrlöcher vor der interferom eter- messung — wie es meist geschah — mit Preß lu ft a u s geblasen w urden, als auch dann, wenn man sofort maß, wobei sich, wie d e r Vergleich der Kurven be
sagt, eine g rö ß e re M ethanm enge im Bohrloch a n gesammelt hatte. D er gleiche Befund ergab sich nach den Kurven der rechten Schaubildseite, als die G a s menge aus denselben Bohrlöchern am folgenden Tage gemessen wurde. Die stärkere A usgasung der in der M attkohle hergestellten Bohrlöcher hält also zum mindesten längere Zeit an. Kennzeichnend ist auch, daß die proto bitum enreiche Kohle des Bohrlochs b die höchsten W e rte geliefert hat.
Aus der Tatsache, daß die M attkohlenbohrlöcher meist n ä h e r am H an g en d en niedergebracht worden waren, könnte man schließen, daß ihre stärkere Aus
gasung nicht auf d e r Gefügezusam m ensetzung, so n dern auf der A nstauung g rö ß e re r G asmengen im hangenden Teil des Flözes beruht. Dies ist jedoch keineswegs der Fall, wie die folgenden Abbildungen zeigen. W enn die M attkohlenbohrlöcher meist näher am H angenden lagen, so ist dies genetisch durch den F lö zau fb au 1 begründet, da ein g ro ß e r Teil der Flöze mit glanzkohlenreichen Schichten am Liegenden be
ginnt, w ährend sich ausgesprochene uuritische M a tt
kohlenpacken vorwiegend erst von der Flözmitte ab nach dem H angenden hin finden.
In dem Flöz C der o b e rn Fettk o h len g ru p p c (Abb. 3) w urde je ein Bohrloch in Matt- und G lanz
kohle hergestellt. Die Unterschiede im G ehalt an flüchtigen Bestandteilen sind wiederum sehr a u s geprägt, denn die M attkohlenprobe weist 3 ° ö mehr flüchtige Bestandteile auf. In Übereinstimmung damit ist die M attkohlenprobe mit nur 19 o/o Vitrit und 55 o/0 Durit sehr duritreich g egenüber der G lanzkohlenprobe mit 56 o/o Vitrit und nur 5 o/0 Durit, wobei wiederum auf den hohen Claritanteil dieser Probe hingewiesen sei. Die bei der Interferom eterm essung erzielten E r gebnisse sind recht bemerkenswert. Zunächst stellt man die wegen d e r höhern Inkohlung insgesam t stärkere A usgasung gegenüber den Abb. 1 u nd 2 fest.
Noch kennzeichnender ist der Verlauf der Kurven für Matt- und Glanzkohle. Etw as überraschend und schwer zu erklären ist der Befund, daß das G lan z
kohlenbohrloch zu Beginn die höchsten W erte a u f
weist. Nach der hohen Anfangsspitze fallen die Kurven der Glanzkohle jedoch jeweils sehr steil ab und streben zweifellos den gleichen W e rte n wie die entsprechenden Kurven der Abb. 1 und 2 zu. Im G egensatz hierzu steigen die Kurven der M attkohle in den Fällen rechts und links im Schaubild sehr steil an, d. h. im M attkohlenbohrloch tritt merklich mehr Gas aus, als abgesaugt wird. Auch im mittlern Teil des Schaubildes liegt die M attkohlenkurve sichtlich höher. W ird hierbei der in der Glanzkohlenprobe vor-
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Abb. 4. E rgebnis se der M e s su n g e n im F ettkohle nflö z D.
handene Anteil an C larit und Durit berücksichtigt, so läßt sich den Ergebnissen ohne weiteres entnehmen, daß nu r die A us
g asu n g der M attkohle stärker g e w orden ist, wobei noch nicht ein
mal feststeht, ob der Vitrit ü b e r
h a u p t G as liefert, was auch nach den Abb. 1 und 2 nicht d e r Fall zu sein braucht.
W ä h re n d bei den bisher be
handelten Flözen die M attkohle jeweils einen hö h ern Anteil an flüchtigen Bestandteilen aufwies, liegen die Verhältnisse bei dem Fettkohlenflöz D (Abb. 4) um-, gekehrt. Hier h a t die G lan z
kohlenprobe einen um 3 o/o höhern G e h a lt an flüchtigen B estan d teilen als die M attkohle. Die
E. H o f f m a n n , B ergbau 46 (1933) S. i
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min nac/7 dem flfesd/asenAbb. 3. E rg e b n is s e d e r M e s s u n g e n im Flöz C der o b e rn F e tt k o h le n g r u p p e .
1000 G l ü c k a u f Nr. 42
M attkohlenprobe ist zwar nicht sonderlich reich an Durit, der Unterschied in der G efügezusam m en
setzung gegenüber der Glanzkohlenprobe jedoch deutlich genug. Aus den außerordentlich hohen C H j-W e rte n kann man auf eine sehr starke Aus
g a sung schließen. Die Kurve des M attkohlenbohr- lochs steigt sehr steil bis auf praktisch 100o/0 CH^, die der Glanzkohle fällt dagegen ab. W ährend des Versuches traten trotz der A bsaugung aus dem M a tt
kohlenbohrloch noch beträchtliche Gasm engen aus, w ährend die M ethanentw icklung im G lanzkohlenbohr
loch nicht einmal den Betrag der Absaugung erreichte.
Nach diesen W erten besteht kein Zweifel, daß sich das Flöz in allerstärkster »Methangärung« befunden hat und daß hieran die Mattkohle überwiegend be
teiligt gewesen ist. Man wird zwar annehmen müssen, daß bei diesem Flöz auch die Glanzkohle schon
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Abb. 5. E rgebnis se der M essungen im Fettkohle nflö z E.
stärker ausgast als bei den weniger inkohlten Kohlen .der v o rhergehenden Beispiele, jedoch braucht die Zunahme nicht sehr gro ß zu sein, weil die hier außerordentlich stark ausgasenden M attkohlen
bestandteile, die auch an d e r Zusammensetzung der untersuchten G lanzkohlenlage beteiligt sind, die ver
hältnismäßig hohen M ethanw erte des Glanzkohlen
bohrlochs hervorgerufen haben können.
Abb. 5 veranschaulicht die besonders bemerkens
werten Ergebnisse bei dem etw as stärker inkohlten Fettkohlenflöz E. Die Bohrlöcher befinden sich w iederum im untern Vorgesetzten O rt eines Strebs. In den G ehalten an flüchtigen Bestandteilen kommt deutlich d e r Einfluß der Gefügebestandteile zum Ausdruck; die W erte der Glanzkohlenproben liegen ebenso wie beim v o rhergehenden Beispiel höher. H in
sichtlich d e r G efügezusam m ensetzung unterscheiden sich die Proben sehr weitgehend. Die M attkohlen
probe hat bei nur 10°/'o Vitrit 65 °/o Durit, die Glanz
kohle b dagegen 75 o/o Vitrit und nur 1 o/o Durit. Die M eth ankurven zeigen an, daß die A usgasung des Flözes recht lebhaft gewesen ist. F e rn e r besagen sie, daß im vorliegenden Fall in der Ausgasungsstärke von Glanz- und M attkohle kein U nterschied bestanden hat, was daraus hervorgeht, daß die Kurven praktisch in gleicher H öhe verlaufen u nd sich mehrere Male schneiden. G anz offensichtlich liegt hier d e r In
k o h lungsgrad vor, bei dem die Glanzkohle eine gleich starke A usgasung wie die M attkohle erreicht hat.
Diese Tatsache verdient, besonders festgehalten zu werden.
Ma/ffroh/e |
3 6 S 72 70 73 27 29 22 SO SS SO 39 92 90 93 07 09 07 60 63 56 69 72 3 6 9 72 70 73 27 29 27 SO 33 36 39 92 90 93-±21 Hübe
Abb. 6. Ergebnis se der M es su n g en im F ettkohlenflöz F.
Bei den durch Abb. 6 gekennzeichneten Versuchen in dem schon stärker inkohlten Fettkohlenflöz F w urde in etwas anderer Weise als bisher vorgegangen.
Man dichtete die Bohrlöcher mit Hilfe der hier bereits in ähnlicher Ausführung beschriebenen V orrichtung1 ab und leitete die mit einer Pumpe abgesaugten B ohr
lochgase durch das Interferometer. Wie aus der Übersicht auf S. 998 hervorgeht, unterscheiden sich die beiden Bohrmehlproben sowohl in petrographi- scher als auch in chemischer Hinsicht nur wenig.
.
o Wahrscheinlich ist das in der Glanzkohlenlage angesetzte Bohrloch in mattkohlenreichere Streifen hineingeraten und d a h e r der Verlauf der A usg asu n g skurven nicht sehr verschieden. Es muß jedoch au s
drücklich betont werden, daß bei diesem Flöz zum ersten Male die Mattkohlenkurve unterhalb d e r jenigen der Glanzkohle liegt. Der Unterschied ist, wie gesagt, nicht g roß, zweifellos hat aber die Matt-
1 E. H o f f m a n n und S c h a b e r g , G lückauf 71 (1935) S. 964.
kohle in diesem Inkohlung zustand ihren Höhepunkt überschritten; sie liefert jetzt w eniger Gas als die Glanzkohle. Auch die gesam te A usg asu n g ist wieder schwächer als bei den Beispielen 4 u nd 5. Diese Fest
stellung ergibt sich deutlich aus dem zweiten Teil der obern Kurve, die nach E n tfe rn u n g d e r Abdichtung ziemlich steil abfällt.
Die Bohrm ehlprobe des Flözes G ging verloren, und bei Flöz H w urde die P ro b en ah m e versäumt.
Dieses hatte jedoch so vorzüglich ausgeprägte Glanz- und M attkohlenlagen, daß auch im Mikrobild weit
gehende Unterschiede festgestellt w orden wären. Das gleiche gilt von den Proben des in Abb. 7 behandelten Flözes G. Damit sich der In k o hlungsgrad wenigstens u n gefähr aus dem G eh alt an flüchtigen Bestandteilen bestimmen ließ, w ürden nachträglich Schlitzproben der Flöze untersucht. Der Abbildung liegt ein schon recht m ageres F ettkohlenflöz zugrunde, das in der Schlitzprobe nicht sehr viel D urit enthält. Die ge
i
19. O ktober 1935 G l ü c k a u f
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s a m t e A u s g a s u n g i s t s t a r k z u r ü c k g e g a n g e n . F e r n e r z e i g t sich h i e r d e u t l i c h , w a s in A b b . 5 i m m e r h i n n o c h z w e i f e l h a f t s e i n k o n n t e : d i e m e r k l i c h s t ä r k e r e A u s g a s u n g d e r G l a n z k o h l e g e g e n ü b e r d e r M a t t k o h l e . D ie G l a n z k o h l e n k u r v e s t e i g t z u n ä c h s t s e h r s t e il , im w e i t e r n V e r l a u f s c h w a c h a n , w ä h r e n d d ie v o n v o r n h e r e i n s c h o n t i e f e r l i e g e n d e K u r v e d e r M a t t k o h l e z ie m li c h s t e t i g a b f ä l l t .
Abb. 7. E rg e b n is se der M es su n g en im F ettkohle nflö z G.
D a s d e r A b b . 8 z u g r u n d e l i e g e n d e F e t t k o h l e n flöz H i s t n a c h d e m G e h a l t a n f l ü c h t i g e n B e s t a n d te ile n n o c h e t w a s s t ä r k e r i n k o h l t a l s d a s F l ö z G . Die U n t e r s c h i e d e s i n d a b e r a u f j e d e n F a l l s e h r g e r i n g , w i e a u c h d i e M e t h a n w e r t e e r k e n n e n l a s s e n . D e r K u r v e n v e r l a u f i s t ä h n l i c h , j e d o c h n o c h a u s g e p r ä g t e r a l s bei d e m v o r h e r g e h e n d e n B e is p i e l. D a s z ie m lic h m ä c h t i g e F l ö z e r w i e s sic h f ü r d ie D u r c h f ü h r u n g d e r V e r s u c h e a ls b e s o n d e r s g e e i g n e t , w eil d a r i n e i n e a u s g e p r ä g t e M a t t k o h l e n b a n k z w i s c h e n z w e i s e h r g l a n z k o h l e n r e i c h e n B ä n k e n a u f t r i t t . D e r K u r v e n v e r l a u f i s t b e i d e n b e i d e n G l a n z k o h l e n b o h r l ö c h e r n p r a k t i s c h g l e i c h ; b e i d e S c h a u l i n i e n s t e i g e n d e u t l i c h a n . Im G e g e n s a t z h i e r z u f ä l l t d i e m e r k l i c h t i e f e r b e g i n n e n d e M a t t k o h l e n k u r v e a l l m ä h l i c h a b u n d e r r e i c h t so g e r i n g e W e r t e , d a ß k a u m n o c h v o n e i n e r A u s g a s u n g g e s p r o c h e n w e r d e n k a n n . H i e r b e i sei n o c h m a l s a u s d r ü c k l i c h a u f d i e b e i d e n G l a n z k o h l e n k u r v e n h i n g e w i e s e n , v o n d e n e n sich d i e e i n e (a ) a u f ein n a h e
a m H a n g e n d e n , d i e a n d e r e (b) a u f e i n in d e r N ä h e d e s L i e g e n d e n h e r g e s t e l l t e s B o h r l o c h b e z i e h t . D a d i e b e i d e n e r h a l t e n e n K u r v e n p r a k t i s c h g l e i c h v e r l a u f e n , d i e z w e i t e s o g a r n o c h h ö h e r l i e g t , d ü r f t e d a m i t a u c h n a c h g e w i e s e n s e i n , d a ß d ie b e o b a c h t e t e n U n t e r s c h i e d e n i c h t a u f G a s a n s a m m l u n g e n im H a n g e n d e n d e s F l ö z e s , s o n d e r n t a t s ä c h l i c h a u f p e t r o g r a p h i s c h e V e r s c h i e d e n h e i t e n z u r ü c k z u f ü h r e n s i n d .
A ls l e t z t e s B e i s p i e l d i e s e r a l l g e m e i n e n V e r s u c h s r e i h e v e r a n s c h a u l i c h t A b b . 9, d ie bei d e m s e h r m a g e r n , n u r n o c h s c h w a c h a u s g a s e n d e n F e t t k o h l e n f l ö z 1 d u r c h g e f ü h r t e n V e r s u c h e . W i e d e r u m i s t j e e in B o h r lo c h in e i n e r G l a n z - u n d e i n e r M a t t k o h l e n l a g e h e r g e s t e l l t w o r d e n . D ie g e w o n n e n e n B o h r m e h l p r o b e n w e i s e n b e i d e n K u r z a n a l y s e n k e i n e g r o ß e n U n t e r s c h i e d e a u f . R e c h t d e u t l i c h s i n d d a g e g e n d ie A b w e i c h u n g e n in d e r p e t r o g r a p h i s c h e n Z u s a m m e n s e t z u n g . D ie G l a n z k o h l e n p r o b e h a t 4 0 o/o m e h r V i tr it a ls d ie M a t t k o h l e n p r o b e , d e r e n D u r i t g e h a l t bei 4 0 o /0 li e g t. D i e b e i d e n B o h r l ö c h e r w u r d e n w i e d e r u m l ä n g e r e Z e i t u n t e r v e r s c h i e d e n e n B e d i n g u n g e n b e o b a c h t e t . H i e r b e i fiel d ie K u r v e d e s a m H a n g e n d e n b e f i n d l i c h e n M a t t k o h l e n b o h r l o c h e s in a l l e n F ä l l e n a b u n d e r r e i c h t e n a h e z u d e n W e r t Oo/0. D ie G l a n z k o h l e n b o h r l ö c h e r l i e f e r t e n z w a r e b e n f a l l s n u r n o c h w e n i g M e t h a n , j e d o c h s t e i g e n d i e K u r v e n n o c h a n , w a s a u f e i n e n e n n e n s w e r t s t ä r k e r e A u s g a s u n g a l s bei d e r M a t t k o h l e h i n d e u t e t .
A n d i e s e M e s s u n g e n s c h l o s s e n s i c h n o c h z w e i V e r s u c h e a n , d u r c h d i e e i n e r s e i t s d a s V e r h a l t e n d e r F a s e r k o h l e bei d e r A u s g a s u n g k l a r g e s t e l l t , a n d e r s e i t s d a s b i s h e r i g e E r g e b n i s n o c h s c h ä r f e r n a c h g e p r ü f t u n d b e l e g t w e r d e n s o l l t e .
D ie V e r s u c h e w u r d e n a u f d i e F a s e r k o h l e , w o z u m e h r o d e r w e n i g e r a u c h d i e Ü b e r g a n g s s t u f e n zu r e c h n e n s i n d , a u s g e d e h n t , w e i l zu v e r m u t e n w a r , d a ß d i e s e v e r m ö g e i h r e r Z e l l i g k e i t b e s o n d e r s viel G a s e i n g e s c h l o s s e n h ie l t. B e t r a c h t e t m a n u n t e r d i e s e m G e s i c h t s p u n k t e d ie b i s h e r e r ö r t e r t e n V e r s u c h e , s o l ä ß t sich h ö c h s t e n s v o n d e m h o h e m F u s i t g e h a l t d e r G l a n z k o h l e n p r o b e in A b b . 3 e in m e r k l i c h e r E i n f l u ß e r w a r t e n ; n i c h t s d e u t e t j e d o c h d a r a u f h in , d a ß h ie r -
Abb. 8. E r g e b n is se d e r M e s s u n g e n im F ettkohlenflöz H. F ettk o h len flö z 1.
1002
G l ü c k a u f Nr. 42 lung infolge der geringen Inkohlung ausgesprochenschwach ist. Ein Bohrloch wurde in einer m attkohlen
reichen, ziemlich fusitarmen Lage, ein anderes in einer gleichfalls mattkohlenreichen, jedoch von zahlreichen Fusitschmitzchen durchzogenen Bank angesetzt. Nach d er Übersicht auf S. 998 weisen beide Bohrloch-, proben ungefähr den gleichen Duritgehalt auf; erheb
lich unterscheiden sie sich aber im Fusitgehalt, der bei der einen Probe 3 o/o, bei der ändern 20 °/o beträgt.
Ferner ist der Anteil der Übergangsstufen bei der zweiten Probe um einige Hundertteile höher. Der höhere F usitgehalt hat hauptsächlich zur Folge, daß der G ehalt an flüchtigen Bestandteilen bei dieser Probe um 4 o/0 niedriger als bei der ändern liegt. Da die Kurven auf ziemlich gleicher Höhe verlaufen und sich m ehrere Male schneiden, kann man nicht schließen, daß Fusit und Übergangsstufen die M ethan
bildung verstärkt haben. F ür eine endgültige E n t
scheidung dürfte die Fusitanreicherung nicht hoch genug sein.
Die bei d e r U ntersuchung der Bohrmehlproben erhaltenen W erte gehen ebenfalls aus der Übersicht hervor. Danach ist der D u ritgehalt in der M attkohlen
probe mit 36.o/0 recht hoch, w ogegen in der G lanz
k ohlengruppe der Vitritanteil fa st 60 «o erreicht.
W äh re n d die Claritgehalte bei allen drei Bohrlöchern nicht weit auseinander liegen, ist der F usitgehalt der Probe aus dem mittlern Bohrloch mit 27 o/0 weit höher als in den beiden ändern Proben. Dieser hohe Fusit- anteil bewirkt ein Absinken des G ehaltes an flüchtigen Bestandteilen um 4 - 5 o/0 gegen ü b er Glanz- und M att
kohle, die sich um 1 o/o unterscheiden. Der Aschen
gehalt der F aserkohlenprobe ist auffallend niedrig, wodurch der mikroskopische Befund bestätigt wird, daß d e r Fusit im vorliegenden Fall nicht mit Mineralien im prägniert gewesen ist.
ln Abb. 11 ist die ausström ende Gasmenge in 1/h für die ganze Beobachtungszeit aufgetragen, und zwar jeweils als Tagesdurchschnitt. Den gleich
zeitig festgestellten Druck in mm W S läßt Abb. 12 erkennen. Die W erte des schon einige Tage früher g ebohrten Loches in der Faserkohle sind gleichfalls vermerkt. Die außerordentlich lehrreichen Ergebnisse bestätigen zunächst, daß die M attkohle bei dem vor
liegenden Inkohlungsgrad erheblich stärker ausgast als die Glanzkohle. So hat das Bohrloch in der M a tt
kohle w ährend der Beobachtungszeit etwa die 21/2 fache Gasm enge des Glanzkohlenbohrloches abgegeben.
Noch kennzeichnender sind die Ergebnisse bei dem F aserkohlenbohrloch, das hinsichtlich der Gasliefe
rung sehr stark abfällt. Vergleicht man die W erte der M essungen am ersten und achten T a g nach der H e r
stellung des Bohrlochs, so sind die entsprechenden W erte bei der Mattkohle 210 und 75 1/h, bei der Faserkohle 24 und 12 1/h, d .h . das Bohrloch in der M attkohle hat reichlich 6 mal mehr G as als das in der Faserkohle abgegeben.
Abb. 10. Beeinflussung der A u sg a su n g durc h Faserkohle (Flöz K).
Die durch die Abb. 11 und 12 gekennzeichneten Versuche sind in einem Flöz der obern Fettk o h len gruppe vorgenommen worden, wobei man zunächst ein Bohrloch etwa in der Mitte des Flözes an einer mattkohlenreichen, jedoch stark von Fusitlagen du rch setzten Stelle herstellte. Einige T age später wurde noch je ein Loch in einer duritischen Lage in der Nähe des Hangenden und in einer Glanzkohlenlage am Liegenden gebohrt. Der Kohlenstoß in einem weit Vorgesetzten untern O rt war völlig druckfrei. Bei der Feststellung der A usgasung fand die e r w ähnte Bohrlochabdichtung mit den zugehörigen H ilfsgeräten Anwendung. Da die Untersuchungen im Rahmen von G roßversuchen stattfanden, über die sp äter berichtet werden soll, w ar es nicht möglich, die Bohrlöcher dauernd zu beobachten. Diese wurden deshalb täglich m ehrere Male abgedichtet und eine Zeitlang die ausström enden G asm engen sowie der sich einstellende Druck ermittelt. Die Bestimmung des M eth an g eh altes mit dem Interferom eter ergab, daß w äh ren d der ganzen Beobachtungszeit praktisch nur reines CHj^ ausström te, was die G asanalysen be
stätigten.
Ju/f ■August
Abb. 11. A bhängigkeit der A u s g a s u n g vom Glanz-, Matt- und F a s e r k o h le n g e h a h der Kohle im Flöz L
( a u s s tr ö m e n d e G a s m e n g e in 1/h).
19. O ktober 1935 G l ü c k a u f 1003 B em erkensw ert sind die Z usam m enhänge zwi
schen G asm en g e u nd G asdruck. W ä h re n d sich bei Glanz- und M attkohle wenigstens in g ro ß e n Zügen eine Abhängigkeit beider voneinander feststellen läßt, ist dies bei d e r Faserk o h le nicht der Fall. Ihr teil
weise recht stark er G asdruck erklärt sich offenbar aus d e r A u sg asu n g der beteiligten Mattkohle, die bei längerer A b sp e rru n g doch einen hohen Gasdruck hervorzurufen vermag. Als wichtige E rgänzung zu den in den Abb. 1 —9 veranschaulichten Ergebnissen hat der v o rsteh en d beschriebene Versuch also in sehr klarer W eise gezeigt, daß der F u sit an der Ausgasung kaum beteiligt ist. W en n er ü b e rh a u p t verm öge seiner Zelligkeit G as enthält, so handelt es sich jedenfalls um eine so g eringe eingeschlossene Menge, daß sie keine Rolle spielt.
auf rein physikalischem W ege zum H angenden hin h ö h e r wird.
S c h l u ß f o l g e r u n g e n .
Bei der A usw ertung der Versuchsergebnisse muß man berücksichtigen, daß die Bohrlöcher nicht in reinen G efügebestandteilen hergestellt werden k o n n ten, sondern an der Zusammensetzung der u n te r suchten Mattkohlenbänke noch viel vitrisches G u t und um gekehrt bei den Glanzkohlenbänken noch viel M a tt
kohle beteiligt war. Besonders unsicher ist hierbei die Rolle des ClaritS, der je nach der Protobitum en- packung m ehr zum Vitrit o d e r Durit neigen kann, w orauf ich schon hingewiesen habe. Zweifellos wären die durch die petrographische Zusammensetzung hervorgerufenen A usgasungsunterschiede noch viel schärfer in Erscheinung getreten, wenn in reinen Be
standteilen hätte g e b o h rt w erden können.
W ird diesen Verhältnissen Rechnung getragen, so lassen sich die Ergebnisse in der Weise zusam m en
fassen, wie es Abb. 13 veranschaulicht. Bekanntlich ändert sich die mikroskopische und m akroskopische E rscheinungsform der G efügebestandteile der Streifenkohlen mit fortschreitender Inkohlung in ganz kennzeichnender Weise. Makroskopisch verlieren die M attkohlen allmählich ihr m attes Aussehen. Noch deutlicher sind die Unterschiede im Mikrobild.
W ä h re n d die P rotobitum ina der M attkohlen in der Gasflamm- und Gaskohlenstufe, wie aus Abb. 14 (Kohle A) hervorgeht, sehr dunkel sind und starkes Relief zeigen, g ehen diese Eigenschaften sp äter mehr und m ehr verloren. Die Änderung vollzieht sich auf der Grenze zwischen Gas- und Fettkohle und in be
sonders starkem M aße bei der obern Fettkohle. So zeigt Abb. 15 den schon sehr weitgehend u m g ew an d el
ten Durit der Kohle E. Zwischen den Kohlen A, besser noch B, und E liegt der sogenannte In k o h lu n g s
s p r u n g 1. Von diesem Zustande an unterliegt die M a tt
kohle zwar auch noch w e ite m sehr starken Ä nderun
gen, die aber weniger plötzlich erfolgen. Die u ntere Fettkohle (I in Abb. 16) ist dann so stark verändert, daß die Protobitum ina nur noch unter Zuhilfenahme von Ölimmersion, Ätzung u. dgl. sichtbar gem acht werden können. Bemerkt sei, daß die Aufnahmen und Abzüge unter gleichen Bedingungen hergestellt w orden sind.
Ju/i Ji/gusr
Abb. 12. A b h ä n g ig k e it der A u s g a s u n g vom Glanz-, Matt- u nd F a s e r k o h le n g e h a l t ( G a s d ru c k in mm WS).
’ L e h m a n n und S t a c h , G lückau f 66 (1930) S. 289; E . H o f f m a n n , Jb. pr. g e o l. L andesanst. 51 (1930) S. 270; v g l. B o d e , B raunkohle 34 (1935) S. 489.
D er Versuch zeigt ferner, wie eng be
grenzt der durch ein Bohrloch zur E n tg a sung gebrachte Bereich ist u nd wie stark die A usgasung d e r einzelnen Bänke von der pe- trographischen Z usam m ensetzung abhängt.
Das sieben T a g e vor den beiden ändern h e r
gestellte Bohrloch in der faserkohlenreichen Bank ist offen b ar lediglich aus dieser g e speist w orden und hat augenscheinlich die darunter und d a rü b e r liegenden Glanz- und M attkohlenbänke nicht im g erin g sten zu be
einflussen vermocht, o bw ohl bei einer G e samtm ächtigkeit des Flözes von n u r 1,10 m die einzelnen ziemlich in einer Linie a n g e o rdneten Bohrlöcher nicht m ehr als 0,50 m v oneinander en tfe rn t w aren. E ndgültig dürfte durch diesen Versuch auch die An
nahme w iderlegt sein, daß der M eth an g eh alt
Abb. 13. A b h ä n g ig k e it der A u s g a s u n g von der p e tr o g r a p h i s c h e n Z u s a m m e n s e t z u n g un d der In k ohlung.
1004 G l ü c k a u f Nr. 42 Diese an sich bekannten Feststellungen haben im
Rahmen d e r vorliegenden Betrachtungen besondere Bedeutung, denn sie erklären die chemischen U n te r
schiede d e r Gefügebestandteile, wie sie in den e n t
sprechenden Kurven der Abb. 13 veranschaulicht werden. Hervorzuheben ist der starke Abfall der an
fänglich oberhalb der Glanzkohle verlaufenden Kurve fü r die flüchtigen Bestandteile der M attkohle während des Inkohlungssprunges, und zwar zweifellos infolge der starken »Gärung« der Protobitumina. Diese geht so weit, daß die Mattkohlenkurve von der mittlern
Abb. 14. Durit der Kohle A. Ölimmersion, v = 220.
Abb. 15. Durit der Kohle E. Ö lim mer sion, v = 220.
Abb. 16. D u rit d e r Kohle I. Ölim mer sion, v = 220.
F ettkohle an unterhalb derjenigen der Glanzkohle liegt. Die durch den G eh a lt an flüchtigen Bestand
teilen gekennzeichnete Inkohlung der Glanzkohle ver
läuft dagegen ziemlich stetig.
Vergleicht man diese Kurven mit denen der Aus
gasung, so ergeben sich g anz klare Zusammenhänge.
Zunächst zeigt sich die allgemeine Abhängigkeit der A usgasung vom Inkohlungsgrad. Eine entsprechende Kurve ist, damit die Übersichtlichkeit gew ahrt bleibt, nicht eingezeichnet worden. Abb. 13 läßt jedoch auch so erkennen, daß die Flam m kohle praktisch kein Gas abgibt. In der o bern G asflam m kohlengruppe setzt eine zunehmende A usgasung ein, die ihren H öhepunkt im Bereich der Gas- u nd der obern Fettkohle erreicht, um dann zu den m agern Kohlen hin abzufallen. Diese allgemeine Abhängigkeit wird nach den vorliegenden Untersuchungen durch den G efügeaufbau der Kohle außerordentlich stark beeinflußt, ln der Flammkohlen- g ruppe liefern weder Glanz- noch M attkohle nennens
w erte M eth anm engen. Bei der G asflam m kohle ändert sich das Bild jedoch schon: die Kurve der Mattkohle beginnt anzusteigen und wird w eiterhin in der G as
kohle seh r steil, w ährend die Kurve der Glanzkohle in diesem Bereich noch ziemlich flach verläuft. Von der G askohle bis zur mittlern Fettkohle ist also die M att
kohle überwiegend fü r die M ethanentwicklung m aß
gebend. Nach dem Verlauf der Kurve fü r die flüch
tigen Bestandteile handelt es sich um die Zone der stärksten P rotobitum engärung. Im Bereich der mitt
lern F ettkohlengruppe, dicht hinter dem Schnitt
punkt der Kurven fü r die flüchtigen Bestandteile, kehrt sich auch die A usgasung u m : die Glanz
kohle g a s t jetzt stärker aus. Hierbei vermag man nicht genau zu sagen, wo die Spitzen d e r A usgasung liegen und wie sie sich zueinander verhalten. Diese F est
stellung w äre nur möglich, wenn sich sämtliche Flöze u n te r genau gleichen Lagerungs- u nd Abbauverhält
nissen untersuchen ließen. Zweifellos liegt aber die Spitze der Glanzkohle schon auf dem abfallenden Ast der Ausgasungskurve in Abhängigkeit von der In
kohlung, d. h. die Glanzkohle g a s t n u r in den Flözen stärker als die M attkohle aus, in denen die gesamte Ausgasung nicht m eh r überm äßig g ro ß ist. Die G as
entwicklung der Glanzkohle hält noch etw as länger an, bis sich im Bereich der H albfettkohlen beide Kurven der Nullinie nähern, wie auch die Kurven der flüchtigen Bestandteile wieder zusammenlaufen. Im Bereich der magern Kohlen sind also die durch die Gefügeunterschiede bewirkten Unterschiede praktisch ausgeglichen.
In diesem Zusam m enhang ist noch auf einige chemische M erkmale hinzuweisen. Die Mattkohlen der wenig inkohlten Flöze haben nicht n u r meist einen höhern G eh alt an flüchtigen Bestandteilen, sondern sie weisen auch einen höhern W asserstoffanteil auf1.
U m gekehrt haben die wenig inkohlten Glanzkohlen (Vitrite) einen um m ehrere Hundertteile höhern Sauerstoffanteil. Im Bereiche der M agerkohlen be
stehen diese Unterschiede nicht mehr. Demnach ist es verständlich, daß die M attkohlen bei der Aus
g asu n g erheblich mehr M ethan abgeben, während sich bei den Glanzkohlen wahrscheinlich mehr Kohlensäure bildet, was jedoch noch nicht festgestellt ist.
Die Ergebnisse der U ntersuchungen bieten auch wertvolle A nhaltspunkte für die Klärung der Frage,
1 V g l. z .B . H . H o f f m a n n und K ü h l w e i n , G lü ck a u f7 1 (1 9 3 5 )S . 632.
IQ. O ktober 1Q35 G l ü c k a u f 1005
in welcher Form die G ase in der Kohle vorhanden sind und in welcher W eise sie gebildet werden.
Hierauf sei nu r so weit eingegangen, wie es sich ein
wandfrei vertreten läßt.
W ä h re n d eine Abhängigkeit der A usgasung von der Inkohlung bei Ruhrkohle unbedingt besteht, ist dies hinsichtlich d e r Festigkeit nicht der Fall, jeden
falls nicht in dem Sinne, daß die w eniger feste Kohle mehr G as entw ickelt oder um gekehrt. Dies beweist schon der U m stand, daß die m agern Fett- und die Magerkohlen zweifellos w eniger fest als die Gas- und obern Fettkohlen sind. F ern er ist nicht einzusehen, weshalb die festen Mattkohlen der Gas- und der obern Fettk o h len g ru p p e auf der einen Seite mehr Gas abgeben als die zweifellos noch festem M a tt
kohlen d e r Flamm- und der G asflam m kohlengruppe, auf der ändern Seite aber auch m ehr als die weniger festen Glanzkohlen des gleichen Inkohlungsgrades.
Im Bereich der mittlern und untern Fettkohlengruppe sind die M attkohlen ebenfalls noch fester als die zugehörigen Glanzkohlen, geben nunm ehr jedoch weniger G a s ab als diese. Die verschiedene Festigkeit der Kohle kann also fü r die verschieden starke A u s
gasung nicht m aßgebend sein.
Recht aufschlußreich ist dem gegenüber die F e st
stellung, daß d e r Fusit trotz seiner Porigkeit offenbar wenig o d e r kein G as liefert. Dies besag t meines E r achtens mit aller Deutlichkeit, daß sich das Gas je d e n falls n i c h t in völlig ungebundenem Zustand in den Poren und H o h lräu m en der Kohle vorfindet. W enn dies fü r den ausgesprochen zellig ausgebildeten Fusit nicht zutrifft, so ist es von den übrigen G e fü g e bestandteilen noch viel weniger anzunehm en; fü r eine derartige Annahm e läß t sich auch aus dem Mikrobild selbst bei stärkster V erg rö ß eru n g keinerlei Anhalt
finden. Die Feststellung, daß d as G as nicht in H o h l
räumen der Kohle auftritt, gilt auch dann, wenn diese noch nicht durch starken Abbaudruck beeinflußt w orden ist, der erst Schlechten usw. öffnet, in denen sich dann natürlich in gewissem U m fange das aus der Kohle austretende Gas ansammeln kann. Der U m stand, daß d e r sich bei gewissen Vorgängen der W eiterverarbeitung inert verhaltende Fusit auch an der M ethanabgabe unbeteiligt ist, wogegen diese- offensichtlich von dem chemisch sehr re ak tio n sfreu digen Protobitum en beeinflußt wird, läßt Zusam m en
hänge bei der Bildung oder Bindung der Gase in der Kohle vermuten, deren Klärung die Aufgabe noch im G ange befindlicher U ntersuchungen ist.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Um fangreiche U n tersuchungen haben ergeben, daß die Ausgasung der R uhrkohle neben ihrer allgemeinen Abhängigkeit von der Inkohlung sehr weitgehend von de r petrographischen G efügezusam m ensetzung be
einflußt wird. Die M ethanentwicklung setzt im all
gemeinen in der G asflam m kohlengruppe ein, wobei die M attkohle bis zur mittlern F ettkohlengruppe e r heblich m ehr Gas als die Glanzkohle liefert. E rs t bei abnehm ender G esam tausgasung, von der mittlern Fettkohlengruppe bis zu den M agerkohlen tritt die Glanzkohle stärker hervor. Dieser Befund deckt sich mit den Ergebnissen der chemischen und p e tro g ra p h i
schen Untersuchung. Demnach ist es unverkennbar, daß die Protobitum ina der M attkohlen besonders viel Methan abgeben. W eiterhin wird festgestellt, daß der zellige Fusit, wozu teilweise auch die Übergangsstufen zu rechnen sind, kein o d e r wenig Gas liefert, und darau s gefolgert, daß das G as jedenfalls nicht in völlig ungebundenem Zustand in den Poren und H o h l
räumen der Kohle eingeschlossen ist.
D ie m a sc h in e n m ä ß ig e Z w isc h e n fö r d e r u n g in S te in k o h len g ru b e n .
Von Dr.-Ing. H. K. G l i n z , Berlin.
(Schluß.) Einfluß der B etriebsführung auf die W irtschaftlichkeit
der Zw ischenförderung.
E i n f l u ß v o n S t ö r u n g e n .
Sämtliche vorstehenden Berechnungen sind unter der V oraussetzung n o rm aler Verhältnisse, d .h . g ä n z lich stö rungsfreien Betriebes u nd norm aler Schichten
zahl im J a h r (in der Berechnuhg 250 Schichten), durchgeführt w orden.
Die Löhne w erden je verfahrene Schicht gezahlt, d. h. bei Feierschichten tre te n keine erhöhten Be
lastungen der T onne Kohle durch Lohnkosten auf.
Dies ist jedoch bei Störungen in der Schicht der Fall, denn w ä h re n d der Störungszeit w erden die F ö r d e r leute nicht a usgenutzt und belasten infolgedessen die g eringere g e fö rd e rte Kohlenmenge entsprechend höher. Den norm alen K osten au fw an d für Löhne je Schicht veranschaulicht Abb. 6, w äh ren d in der Zahlentafel 4 für den N orm alfall (50 m Förderteufe, 500 t Schichtleistung) die V erte u e ru n g bei verschiede
nen Förderausfällen errech n et ist.
Die K o ste n e rh ö h u n g bei Förderausfall g e h t für Gestell, S e ig e rfö rd e re r u nd G efäß im einzelnen aus den Abb. 8 - 1 0 hervor. F ür den Bandberg gelten bei-
Z a h l e n t a f e l 4. Lohnkosten bei verschiedenen Förderausfällen fü r die einzelnen F örderm ittel (50 m H öhenunterschied, 500 t Schichtleistung).
L ohnkosten in J i !t bei einem Förder-
F ö rd er m ittel ausfall von
0 t 50 t 100 t 200 t 400 t
Gestell . . . . 0,091 0,100 0,112 0,150 0,450
Gefä ß . . . . 0,052 0,058 0,065 0,087 0,260
S e i g e r f ö r d e r e r . 0,065 0,073 0,083 0,110 0,330 B a n d b e rg . . . 0,052 0,058 0,065 0,087 0,260 nahe genau die gleichen W erte wie für die G e fä ß fö rderung. So ergibt sich:
1. Das Gestell ist nicht nu r te urer, sondern auch viel empfindlicher gegen Förderausfälle als die ändern Fördermittel, d. h. bei gleichen Förderausfällen wachsen die Lohnkosten beim Gestell nicht nu r zahlen-, sondern auch verhältnism äßig weit stärker als bei den ändern Fördermitteln.
2. Bei allen Förderm itteln erfah ren die Lohnkosten d e r leistu n g sfäh ig em Anlagen bei gleichem anteil
mäßigem F ö rd e ra u sfa ll eine viel geringere Steigerung als die der kleinen Anlagen. Beispielsweise g e h t aus
1006 G l ü c k a u f Nr. 42 Abb. 8 hervor, daß bei 20°/oigem Förderausfall die
Lohnkosten der Gestellförderung bei der 250-t-Anlage von 0,156 auf 0,196, also um 0,040 M /1 steigen, w ä h re n d sie bei der 1000-t-Anlage von 0,072 auf 0,090, also nur um 0,018 M/i. zunehmen. Ebenso weist der Seigerförderer bei der 1000-t-Anlage und 20°/oigem Förderausfall eine E rhöhung der Kosten um 0,011 M ( t, bei der 250-t-Anlage dagegen um 0,030 M I t auf. Beim Bandberg wirkt sich der Förderausfall noch weniger aus. Auch hier steht der Seigerförderer anteilmäßig günstiger da.
Z a h l e n t a f e l 5. Lohnkosten.
S chicht
leistung t
Gestell J i / t
G efäß J i / t
S e ig e r
för d e re r J t l i
B andberg .MH
250 0,196 0,098 0,104 —
500 0,112 0,065 0,068 0,055
1000 0,090 0,040 0,045 0,034
250 500
förderee/sfe// je tScA/cA7 7501
Abb. 9.
fö r d e r e o s js //je ScA/cA/
Abb. 8. L ohnkosten der G estellfö rd eru n g bei ve rs chie denen Förd erausfälle n.
3. Der A usnutzungsgrad beeinflußt die Kosten der einzelnen Fördermittel in verschiedenem Maße. Ein Förderausfall braucht nicht in einer Störung des Fördermittels beg rü n d et zu sein, sondern e r kann auch auf dessen schwächerer Beschickung infolge v e r
ringerter Leistung im Abbau beruhen. Auch in diesem Falle tritt eine Kostenerhöhung ein. F ördert z. B. die G estellförderung statt 1000 nur 800 t, so ist sie um 0,014 M / t te urer als die 750-t-Anlage bei norm aler F örderung. Dieser Kostenunterschied ist schon g rö ß er als z. B. der Gesam tkostenunterschied zwischen G e stellförderung und Seigerförderer für eine N o rm a l
anlage bei normaler Ausnutzung.
Die E rfahrung hat weiter gelehrt, daß eine Blind
schachtförderung mit Gestell oder Gefäß wegen der zahlreichen maschinenmäßigen Einrichtungen weit eher Störungen ausgesetzt ist als ununterbrochen arbeitende Fördermittel. Man rechnet bei Gestell- und G e fäß fö rd eru n g mit einer Ausnutzung von e tw a 80 o/0, w ährend der Seigerförderer einen Ausnutzungsfaktor von etw a 95 o/o hat. Bei Zugrundelegung dieser Zahlen erhält man die in der Zahlentafel 5 wiedergegebenen Lohnkosten, welche die Vorteile der Fließförderm ittel
L ohnkosten des S e ig e r fö rd e r e rs bei verschiedenen Förd erausfälle n.
Abb. 10. L ohn k o sten der G e f ä ß f ö r d e r u n g bei verschiedenen F örderausfälle n.
19. O ktober 1935 G l ü c k a u f 1007 deutlich erkennen lassen. Man ersieht daraus, daß
sich die G estellfö rd eru n g hinsichtlich der Lohnkosten doppelt so te u e r stellt wie der Seig erförderer, ab gesehen von d e r ungleichm äßigen F ö rd e ru n g .’ Die B edeutung dieser Zahlen tritt aber g e g en ü b er dem U m stande zurück, daß oft ein ganzes Revier an einen Blindschacht angeschlossen ist u nd bei Störungen der Blindschachtförderung ebenfalls zum Stillstand kommt, d a sich f ü r die im Abbau anfallende Kohlen
menge bei nicht rechtzeitiger A bförderung nur eine sehr beschränkte Speichermöglichkeit auf der S treb rutsche oder dem Strebband bietet.
E i n f l u ß d e r v o r g e r i c h t e t e n F e l d e s g r ö ß e . Die Kapitaldienstkosten der Gesteinarbeiten hängen von dem je Blindschacht gelösten K ohlen
vorrat ab. In der Zahlentafel 3, die über die Be
lastung d e r T o n n e Kohle durch die Gesteinarbeiten
isorgerfcAfe/e MoA/enmenge
Abb. 11. K apitald ien s tk o sten der G este inarbeite n bei v e rs ch ied en g r o ß e r v o rg e r ic h t e te r Kohle nm enge.
beim Übergang von der 500-t-Anlage zur 1000-t-An- lage in den Kurven fü r S eigerförderer und Gestell ist durch H erstellungskosten fü r die Gesteinarbeiten an den Anschlägen hervorgerufen. Da sich die Kurven fü r Gestell und G efäß fast decken, ist nur die e r s t
genannte eingezeichnet worden.
Als Beispiel sei aus dem Kurvenbild entnommen, daß die Kapitaldienstkosten eines Gestellschachtes für die 500-t-Anlage bei einer 540000 t übersteigenden Lebensdauer geringer sind als die einer Seiger
fördereranlage von gleicher Leistung bei einer F ö r d e ru n g von nur 375000 t. U m gekehrt wird der K osten
unterschied bei guter A usnutzung des S eigerförderers und schlechter Ausnutzung des Gestellschachtes (ein Zustand, der dem praktischen Betriebe m ehr e n t spricht) stark vergrößert. W äh ren d die Kapitaldienst
kosten bei norm aler B eanspruchung (als Beispiel sei wieder die 500-t-Anlage gewählt) für das Gestell um 9 0 - 1 2 5 o/o ü b er denen des Seigerförderers liegen, kann in dem zuletzt erw ähnten Fall der Unterschied bis auf 0,046 M j t, d .h . auf etw a 4 0 0 o/0 ansteigen.
Die Kapitaldienstkosten der maschinenmäßigen Einrichtungen fallen bei Betrachtung der G e s a m t
kosten fü r die F ö rd eru n g w eniger ins Gewicht, wie Abb. 12 zeigt. Der G ru n d d afü r liegt darin, daß die Lebensdauer der Maschinen im Verhältnis zu der des Blindschachtes ziemlich g ro ß ist.
E i n f l u ß d e r V e r h i e b g e s c h w i n d i g k e i t . Die Instandhaltungskosten lassen sich nicht nu r auf die T onne gefö rd erte Kohle beziehen (wie es in . den Berechnungen der Betriebskosten geschehen ist), sondern man kann sie auch z e i t l i c h betrachten, d .h . jährlich verrechnen. Ein Blindschacht verlan g t In
standhaltung, auch wenn keine F ö rd e ru n g umgeht.
Die Anlage, die ihren Kohlenvorrat möglichst schnell fördert, w ird insgesam t geringere A ufw endungen b e nötigen als diejenige, deren F ö rd eru n g sich durch Stundung und Feierschichten auf eine längere Zeit erstreckt, ln den Berechnungen fü r die Norm alanlagen w aren 250 Arbeitsschichten im Jah r zugrunde gelegt.
Nim m t man 300 Arbeitsschichten an, so wird der Kohlen Vorrat in 882 statt 1095 Kalendertagen v e r
hauen. G eht man dazu auf zweischichtigen Betrieb über (was nicht immer möglich ist), so ergeben sich insgesam t 441 Tage. Berechnet man nun die G e s a m t
instandhaltungskosten je t aus den In stan d h altu n g s
kosten je T a g und der Lebensdauer, so erhält man bei schnellem Verhieb viel g ünstigere W erte als bei unterrichtet, sind einheitlich 750
Schichtförderungen als Lebensdauer angenommen, die aber in Wirklichkeit unterschiedliche W e rte aufweisen wird.
Um d a h e r die E rsp a rn isse bei F eld e sv e rg rö ß e ru n g zu v e ran sch au lichen, habe ich die K apitaldienst
kosten in Abhängigkeit von der Lebensdauer in t für verschiedene Zwischenwerte berechnet und k u rv en mäßig (Abb. 11) d argestellt. Durch senkrechte Striche sind die Lebens
lauerbereiche gekennzeichnet, wie sie sich aus d e r statistischen U n te r
suchung einer g r o ß e m Zahl von An- agen ergeben haben. Der Sprung
ijes/e//förderong
¡SenMen
iSe/jerfo'rderer
Senden (¿efajsförderi/ng Heben
m
ßandberg Heben
250 500 7000 250 500 7000 250 500 7000 250 500 7000t
/
nbn/fn.tfen V/A Hap/fa/d/ensf Sesfe/narbe/'/en Hap//a/H/ens/ HascA/nen
111II l
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V//AHra/7
Abb. 12. Anteil der verschiedenen Koste nste llen an den G e s a m t b e t r i e b s k o s t e n bei einer F ö rd e r te u fe von 50 m.
