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GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenm ännische Zeitschrift
Nr. 17 27. April 1940 76. Jahrg.
Beitrag zum Schießen mit um mantelten W ettersprengstoffen im R uhrbergbau unter b e so n d ere r Berücksichtigung der Bohrarbeit.
Von B ergassessor L. N i c o l a s , Qleiwitz (O .-S.).
In einer v o r kurzem im »B ergbau« erschienenen A b
h a n d l u n g 1 h a b e ich die E rfa h r u n g e n besprochen, die anläßlich einer S chulung der S chie ßsteiger nach Ein
f ü h r u n g u m m a n te lte r W e t t e r s p r e n g s t o f f e im R u h rb e rg b a u ge sa m m e lt w e rd e n k o n n te n . W ä h r e n d im g en a n n te n A uf
satz b e so n d e rs au f die H a n d h a b u n g d e r S p re n g s to ff e u nd Z ü n d m ittel ein g eg an g en w o rd e n ist, solle n n a chstehend einige allg em ein e H inw eise ü b e r das richtige Ansetzen d e r Bohrlöcher beim Schießen m it um m an te lte n W e t t e r s p r e n g stoffen un d S chnellzeitzündern g e b ra c h t w erden.
Die letzte E n tw ic k lu n g auf dem G ebiete d e r Schieß
a rb e it z w ingt dazu, d e r H e r s t e ll u n g d e r B ohrlöc her k ü n ftig g r ö ß e r e B eachtung als b is la n g zu schenken. M it d e r E in f ü h r u n g u m m a n te lte r W e t t e r s p r e n g s t o f f e e rf o lg t e im R u h r bezirk gle ichzeitig eine w eitg e h e n d e A u flo c k e r u n g d e r im
§ 208 d e r B e rg p o liz e iv e ro rd n u n g vom 1. Mai 1935 e n t
haltenen E in sc h rä n k u n g e n des Schießens m it Schnellzeit
zündern. Es ist a b e r hinlänglich d arau f hingew iesen w o rd e n , daß g e g e n das Schie ßen mit um m an te lte n W e t t e r s p r e n g s to f f e n u n d S chnellzeitzündern in Betrieben, in denen m it S ch la g w e tte ra n s a m m lu n g e n g erech n et w e rd e n m uß, n u r d ann keine Bedenken bestehen, w enn, bei o rd n u n g s g e m ä ß a u s g e f ü h r te r Schie ßarbeit, vor allem d a r a u f g eachtet w ird, d aß nicht S p r e n g s to f f p a tr o n e n f r e ilie g e n d o d e r beschädigt z ur E n tz ü n d u n g komm en. Im Betriebe ist d ie s e r g efährliche Z u s ta n d h ä u f i g d a n n gegeben, w enn d u rc h einen Schuß dem Schuß einer s p ä te re n Z eitstu fe die V orgabe w e g g e risse n w ird . A uf G r u n d zahlreicher B efah ru n g en von Schießpunkten m u ß fe s tg e s t e ll t w e rd e n , d aß in d en Be
trieb en diese u n g ü n s t ig e n V o rau ssetzu n g en recht o ft v o r
liegen u n d in ih r e r T r a g w e it e nicht im m er e rk a n n t w erden.
D a s S c h i e ß e n i m N e b e n g e s t e i n v o n F l ö z s t r e c k e n .
Z um A u s g a n g d e r B etrach tu n g en seien zunächst die Strecken im F lö z gen o m m en , d e re n N e b e n g e s t e i n zur E rre i c h u n g des b e n ö tig te n Q u ersch n ittes nachgerissen w e rd e n m uß. Bei solchen B etrie ben ist es üblich, d a ß die Schießarbeit von einem nic ht im G e d in g e m itbeschäftigten Schießm eister u n d die B o h ra rb e it von d e r O rts b e le g sc h a f t a u s g e f ü h r t w ird . G e g e n ü b e r d e m Schießen m it M o m e n t
z ü n d e rn s te llt die V e r w e n d u n g von Z eitzü n d ern g r ö ß e r e A n f o r d e r u n g e n an das b e r g
männische Können des O r t s älte sten. Beim Schießen m it Z e it
z ü n d e rn kann er sich nic ht m e h r überzeugen, wie w eit die ersten Schüsse g e w irk t haben, u n d d em en tsp rech en d die V orgabe d e r fo lg e n d e n Schüsse b e messen. Von v o rn h e re in m u ß er sich ü b e r den A n satzpunkt je d es einzeln en Bohrloches kla r sein, w a s b e rg m än n is ch es G efühl u n d
g r o ß e E r f a h r u n g e rf o rd e rt . Abb. 1. N o rm a le In fo lg e d e r Vervollkom m - V e rte ilu n g d e r Zeitstufen, n u n g d e r maschinellen Bohr-
1 N i c o l a s : Lehren d e r Schie ßsteig er-Schulu ng im R u h rb e rg b a u nach Ein fü h ru n g d e r um mantelten W ettersprengstoffe, B erg b au 53 (1940) S. 51.
arbeit w ir d heute dem Ansetzen d e r Bohrlöcher nicht die gleiche S o rg f a lt ge w id m e t wie fr ü h e r, als d e r H a u e r f ü r die H e rs t e ll u n g d e r gleichen B ohrlo chlä nge die vielfache Zeit aufw enden m ußte. W e r den A bschlag a b bohrt, muß die G e birgsverhältnisse ein w an d frei zu b eurteilen v e r
m ö g e n ; gleicherm aßen m uß er aber auch m it den neuen E rkenntnissen bezüglich d e r A u sb ild u n g d e r S p re n g s to ff e u n d Z ündm ittel v e r t r a u t sein u n d wissen, welche V er
a n t w o rt u n g er m it dem H erstellen d e r Bohrlöcher tr ä g t.
D er Schießmeister, d e r dank d e r h ä u fig e n U n te rr ic h tu n g durch den Schie ßsteiger u n d d urch seine a n d erw eitig en Erfah ru n g en in der Regel besser ü b e r die S p ren g m ittel Bescheid weiß, muß sein W issen dem H a u e r üb e rm itte ln können. Leider liegt es nicht je d em Schie ßm eiste r gleich g ut, sich dem O rts ä lte ste n g e g e n ü b e r durchzusetz en. Durch anhalte nde B elehrung u n d H inw eise w ir d er a b e r in d e r Regel seine K am eraden davon ü b erzeu g en können, daß sich die F o r d e r u n g e n d e r Sicherheit m it dem Bestreben, eine hohe Leistung zu erzielen, g u t in E in k la n g b rin g en lassen.
Diese allgem einen A u sfü h ru n g e n mögen einige praktische Beispiele ergänzen.
Durch richtige V erteilung d e r Z eitstufen kann zuweilen das W eg reiß en d e r V orgabe eines sp ä te re n Schusses v e r
h in d e rt w erden. G rundsätzlich w ir d man w o h l die A b
deckerschüsse u n d von die sen w ie d e r die so g en an n ten Brecherschüsse v o re r s t zünden m üssen (Abb. 1). Abb. 2 zeigt aber, d aß u n te r gew issen U m s tä n d e n u n b e d in g t ein Schuß m it w e n ig e r fr e ie r V orgabe (E ckschuß) v o r einem Brecher zu nehm en ist, w enn zu befürchten steht, d aß durch die A u sbildung d e r G ebirgsschichten d e r Eckschuß beim V orw egnehm en des Brechers in M itleidensc haft gezogen w ürde. Besteht u m g e k e h rt die M öglichkeit, daß d e r E c k schuß auf den Brecherschuß einwirkt, so w ir d n u r die A n o rd n u n g u n te r V erw e n d u n g von zwei O-Zündern nach Abb. 3 die richtige Lösung sein.
Die Abb. 4 —8 veranschaulichen verschiedene M ö g lic h keiten, die Z eitstufen beim N achreißen d e s L iegenden in d e r Abbaustrecke eines mit etw a 60° e in fallen d en Flö zes zu verteilen. Bei d e r A n o r d n u n g nach Abb. 4 w i r d ohne Z w eifel d e r erste Schuß infolge d e r g u t a u s g e p r ä g te n Lösungsfläche dem Schuß N r. 2 die V o rg ab e gan z o d e r teilweise w egreißen. Bei gleicher B ohrw eise m uß d e sw e g e n die V erteilung d e r Z eitstufen nach Abb. 5 o d e r u n te r Vor-
Abb. 2. V e rte ilu n g d e r Z eitstufen bei m ögliche r
B eeinflussung eines Schusses.
Abb. 3. V e rte ilu n g d e r Z eitstu fen bei m ö gliche r
g e g e n s e itig e r B eein flu ss u n g d e r
A bdeckerschüsse.
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23 4 G l ü c k a u f in r. i /
Schaltung von zwei O-Zündern gem äß Abb. 6 bzw. von drei O-Zündern gem äß Abb. 7 v o rgenom m en w erd en . Besser ist es w ohl, die A n o r d n u n g d e r Bohrlö cher etw as zu ä n d e rn (Abb. 8), u n d zw ar die V orgabe des m ittleren A bdecker
schusses etwas g e ri n g e r u n d die des F irstenschusses etwas g r ö ß e r zu w ählen, so daß das Lösen dem F ir stenschuß nicht gefährlich w e rd e n kann. Die V orgabe des Schusses 2 lä ßt sich auch ohne Bedenken v e rg r ö ß e rn , da d e r B recher
schuß 1 den Firstenschuß entlasten wird.
Abb. 4. Falsch. Abb. 5. Besser. Abb. 6. Besser.
Abb. 7. Besser.
o alte Schußanordnung
Abb. 8. Richtig.
Nach den B estim m u n g e n 1 d ü rf e n im N ebengestein der Abbaustrecken in einem Z ü n d g a n g bis zu 12 Schüsse u n te r V erw e n d u n g von Schnellzeitzündern d e r Stu fen 0 —10 gle ichzeitig gezündet w erden. Liegen zwei benachbarte Schüsse so dic ht beieinander o d e r v erlaufen L ösungsflä chen zwischen diesen Schüssen so un g ü n stig , daß je d e r Schuß, einzeln gezündet, den a n d eren beeinflussen w ü rd e , so kann man durch V erw e n d u n g von zwei o d e r u n te r U m ständen drei O-Zündern, die wie die no rm alen M o m e n tz ü n d e r auf
g ebaut sind, diesen O e fa h re n p u n k t verm eiden u n d beide Schüsse gleichzeitig abtun (vgl. Abb. 3, 6 u n d 7). N u r bei den sogenannten A bdeckerschüss en lä ßt sich beim Schießen des Abschlages in einem Z tin d g an g d e r a r t i g v erfahren.
S päte r komm ende, sich g egenseitig beeinflussende Schüsse d ü rfe n nicht mit 2 gleichen Z eitstufen vers ehen w erden, weil die V erzögerungssätze d e r Z eitzü n d er sich nicht so gle ichm äßig herstellen lassen, daß sie die Sollbrennzeit genau einhalten, so n d ern meist w enn auch n u r g eringe Abw eichungen aufw eisen. E in er von diesen Schüssen muß in dieser Lage f o r tfa lle n u n d an einer g ü n stig e r e n Stelle' an gesetzt w erden.
Abb. 9. A n w en d u n g von M o m en tzü n d ern in
drei Z ü n dgängen.
Abb. 10. A n w en d u n g von Z eitzündern.
1 Best. des OB A. in Dortmund über das Schießen mit ummantelten W ettersprengsto ffen vom 15. Febr. 1939 in d er Fassung d er Verfg. vom 30. Dez. 1939.
Das rechtzeitige Beachten d e r O e birgsverhältnisse vor dem A bbohren im H inblick au f solche Möglichkeiten darf nicht unte rbleiben. W ie schon in Abb. 8 gezeigt w orden ist, muß beim Schießen mit Z e itz ü n d e rn das Ansetzen m e h re re r Schüsse in einem Lösen v erm ieden w erden. Abb. 9 g ib t die A n o rd n u n g von 9 Schüssen in einem stark g e schichteten G e b irg e bei V e rw e n d u n g von M om entzündern, Abb. 10 den gleichen Schießpunkt u n te r Benutzung von Z eitzü n d ern w ieder.
M it M o m e n tz ü n d e rn muß min
destens in drei Z ü n d g än g en zu je d rei Schuß geschossen werden. Die stark e K ennzeichnung d e r in Höhe d e r Schüsse v erlau fen d en Lösen soll veranschaulichen, daß trotz d ie se r unzw eckm äßigen Bohrvveise m it M o m e n tz ü n d e r n noch ge
schossen w e rd e n könnte. Der S chnellzeitzünder e r f o r d e r t und er
m öglicht die Schüsse Nr. 2 und 3 h ö h e r anzusetzen, da sie nach Abtun des Schusses Nr. 1 a u f eine große fr eie Fläche w irken können. D e r höhere Ansatzpunkt schließt aber gle ichzeitig eine E i n w ir k u n g durch den ersten Schuß aus. Zu bem erk en ist noch bei dem Schußbild, daß man die Schüsse 7, 8, 9 bedenkenlos in einer H ö h e ansetzen darf, da e rf a h ru n g s g e m ä ß d urch das A btu n eines mittleren Firste nschusses die Eckschüsse an d e r F ir ste nicht in Mit
le id enschaft gezogen w erd en . Ein g u t e r H a u e r wird sich durch die erleichterte A nsatzm öglichkeit f ü r den Bohrer nicht verleiten lassen, das Bohrloch in einer Ablösungs
fläche des G e b irg e s herzustellen, d a er sich dort leicht fe s tb o h rt o d er aus der R ichtung k o m m t. Ein Ansatzpunkt f ü r den B ohrer lä ßt sich auch am festen Stein mit der Hacke herstellen. G e r a d e im festen G estein kann sich der Schuß richtig ausw irken, weil d o r t die Spren g w irk u n g das Gestein z e rt rü m m e rt u n d nicht n u r abtreib t.
Allzu g ro b stückiges H a u f w e r k e rs c h w e rt die Wegräum- arbeit un d ist d esw eg en nicht g e rn gesehen. Nach Ein
f ü h r u n g d e r um m an te lte n W e t t e r s p r e n g s t o f f e w ird diesen allgemein die Schuld zugeschoben, w enn unhandliches H aufw erk anfällt. A llgemein lä ß t sich beobachten, daß die H auer aus diesem G ru n d e b e s tre b t sind, die Bohrlöcher dic hter als f r ü h e r anzusetzen. Im b eso n d eren bei steiler o d er h albsteiler L a g e ru n g kann man in den nicht den Ab
baubetrieben Vorgesetzten Strecken eine überm äßig e Bohr
lochzahl f e s ts t e ll e n ,' w o d u rc h d a s H a u f w e r k klein ge
schlagen u n d in • den o ffe n e n S tr e b ra u m geschleudert w erden soll.
Es m a g z u tre ffe n , daß in einigen Betrieben, die früher nicht u m m an te lte W e t t e r s p r e n g s t o f f e mit stark zertrüm
m e rn d e r W i rk u n g be n u tz t haben, m it dem eine mehr schiebende W irk u n g ausü b en d en um m ante lte n Wetter
s p r e n g s to f f w e n ig e r g u te E r f a h r u n g e n gem acht worden sind. Eine E rh ö h u n g d e r Bohrlo chzahl vor Ausnutzung der f ü r das einzelne Bohrloch zulässigen H öchstladem enge wird aber n u r in w enigen F ällen d e r g eeig n ete W e g sein. Zahl
reiche B efahrungen solcher B e triebspunkte zeigten, daß die ins Auge fallen d en g ro b s tü c k ig e n Berge hauptsächlich der Vorgabe d e r Abdecker en tsta m m te n , w ä h r e n d die Vorgabe der übrigen Schüsse z u f r ie d e n s te lle n d zerklein ert war.
Diesen g ro ß e n Schalen, die sich nach dem Auskohlen in
folge des G eb irg s d ru c k e s b ereits lockern u nd etwas ab
setzen, k ann man d urch S c h ie ß arb eit w e n ig beikommen.
Auch die W ahl einer s t ä rk e re n L a d u n g hat hierbei nur den E rfo lg , daß die Schalen w e it e r g eschleudert, aber nicht stä rk e r z e r t r ü m m e r t w erd e n . Dem bei flüchtiger Be
obachtung als beträchtlich e rach teten Ü belstand d a r f aber keine zu g ro ß e B ed eu tu n g beigem essen w erden, weil sich diese Berge in den m e isten F ällen mit H ilfe von Fäustel o d er A b b au h am m er leicht z erkleinern lassen.
Z u sa m m e n fa s se n d lä ßt sich bezüglich d e r Bohrvveise im N ebengeste in d e r Flö zstre cken sagen, daß d e r Hauer bei s o r g f ä lt ig e r Ü b e rle g u n g v o r Beginn d e r Bohrarbeit oft
27. A pr il 1940 G l ü c k a u f 235
noch Bohrlöcher ein sp aren kann, ohne daß eine V erm in
d e r u n g d e r S p r e n g w ir k u n g eintritt. Ehe er die B ohrlöc her dic hter ansetzt, ist die volle A u s n u tz u n g d e r erlau b ten H ö c h stla d e m e n g e geboten. Die B e fürchtung, d a ß das H a u f w e rk zu g ro b s tü c k ig anfällt, d a r f nicht A nla ß zu einer sicherheitlich nicht zu rech tfe rtig e n d e n Schie ßweise sein.
Die Anzahl d e r an einem B etriebspunkt beim Schießen mit M o m e n tz ü n d e r n h e rg e s te llte n B ohrlöcher d a r f bei Be
n u tz u n g von Schnellz eitz ündern nicht kritiklo s ü b ern o m m en w erd e n . U m mit m öglichst w enigen Z ü n d g ä n g e n a u s
zukom men, h a t man m it M o m e n tz ü n d e r n sicherlich zu
w eilen m ehr Schüsse a bgetan, als schießtechnisch richtig in einem Z ü n d g a n g h ätten abgeschossen w e rd e n sollen.
Dieses Schießen e r f o r d e r t e einen g ro ß e n A u fw a n d an S p re n g s to ff , d e r bei E in h a ltu n g d e r H ö c hstladem enge n u r in dic hter a n g e o rd n e te n Bohrlö chern u n te rg e b ra c h t w erd en konnte . Abb. 12 s te llt den m it 3 Z eitzü n d ern hereinzu
g e w in n e n d e n A usbruch dem in Abb. 11 w ie d erg eg eb en e n kleineren A usbruch von 3 M o m e n tz ü n d e r n gegenüber.
Abb. 11. A usbruch Abb. 12. Ausbruch bei M o m en tzü n d ern . bei Z eitzündern.
D u r c h ö r t e r u n g
v o n F l ö z e n , B e r g e m i t t e l n u n d S t ö r u n g e n i n d e n A u s - u n d V o r r i c h t u n g « b e t r i e b e n .
F ü r die Aus- u n d V o rrich tu n g sb etrieb e, d. h. G esteins
betrie be, wie Q u erschläge, Richtstrecken, A ufbrüche, G e
senke usw., kom m en u m m an te lte W e t te r s p r e n g s t o f f e n u r in so w eit in F ra g e , als die g en a n n te n Betriebe ein Flöz, B ergem ittel o d e r eine F lö z s tö ru n g d u rch fah ren . In diesem Falle m u ß beim A n b o h re n d e r G efah ren q u ellen der G e s t e in sp re n g sto ff o d e r nic ht um m a n te lte W e tte rs p re n g sto ff durch u m m an te lte n W e t te r s p r e n g s t o f f ersetzt w erden.
W ä h r e n d beim N achreißen des N eb en g estein s in F lö z
strecken eine fr e ie V o rg ab e b ereits in f o lg e des ausgekohlten H o h lra u m e s v o rh a n d e n ist, m u ß diese bei den G e s te in s b etrieb en f ü r die A ußen- o d e r Kranzschüsse e rs t durch den E inbruch gesch affen w erd en . G ü n s tig ist es noch im H in blick au f die E ig e n s c h a fte n des u m m a n te lte n W e t t e r s p r e n g s to ffes , w enn d e r E in b r u c h au f Lösen g e b o h r t w e rd e n kann, d .h . w enn sich das G estein a u f den n a türlichen L ö sungs
flächen du rch f ä c h e r f ö r m ig angesetzte Schüsse abdriicken läßt. Die N o tw e n d ig k e it, beim Bohren au f Lösen g e n a u das Lösen zu erreic hen, d. h. nicht zu kurz o d e r zu la n g zu bohren, w u r d e f r ü h e r bereits b e t o n t 1. Beim k e ilfö rm ig h e rg e s te llte n E in b ru ch k o m m t es d a g e g e n d a r a u f an, auf kleinem R aum g r ö ß tm ö g lic h e S p r e n g w ir k u n g zu erzielen, da d e r Z u s a m m e n h a n g des G e b irg e s nach drei Seiten ü b e r w u n d en w e rd e n m uß. Diesen A n f o r d e r u n g e n g e n ü g t der um m a n te lte W e t te rs p re n g s t o ff n u r u nvollkom m en. Zu seiner g e g e n ü b e r nicht u m m a n te lte n W e t te r s p r e n g s t o f f e n w e n ig e r g ro ß e n S p r e n g k r a f t k o m m t die Tatsache, d a ß die P a tr o n e n nicht wie beim g e w öhnlichen W e t te r- o d e r G e s t e in s p r e n g s t o f f fes t im B o h rloc htie fsten z u sam m en g e d rü c k t, s o n d e r n nur leicht a n e in a n d e rg e s c h o b e n w e rd e n d ü rf e n , so daß die praktische Ladedic hte erheblich sinkt.
D a s S c h i e ß e n d e r K o h l e i n S t r e c k e n . Als w eite re E rle ic h t e ru n g w e r d e n nach d e r E in f ü h r u n g u m m a n te lte r W e t t e r s p r e n g s t o f f e von Seiten d e r Behörd e auch A u sn a h m e n von d e r B estim m u n g des § 209 d e r BPV.
vom 1. Mai 1935 g e w ä h r t, d e r in d e r F e tt k o h le n g r u p p e
' N i c o l a s , a . a . O . S. 52.
in den Aus- u n d V o rrich tu n g sb etrieb en u n d in den Vor
gesetzten Abbaustrecken das Schießen in d e r Kohle u nd in den B ergem itteln verbietet. Von die ser Schie ßerlaubnis w i r d n u r in ganz w enig en F ällen G ebrauch gem acht. All
gemein, auch bei den im § 209 d e r BPV. nicht e rf a ß te n F lö z g r u p p e n , deren S ch la g w etteren tw ick lu n g von u n t e r g e o r d n e t e r B edeutung ist, w ir d die Schie ßarbeit f ü r die H erein g ew in n u n g d e r Kohle in V o rrich tu n g sb etrieb en un d in Vorgesetzten Strecken als nicht a n w e n d b a r o d e r zu
m indest u nw irtschaftlich angesehen u n d d e r A b b a u h a m m e r
arb e it d e r V orzu g gegeben. Dabei e n t fä ll t m eist au f d a s A uskohlen ein g r o ß e r Teil d e r A rb e itsk ra f t d e s H auers, und es sind keine vereinzelten B etriebspunkte, bei denen zwei un d m e h r Schichten f ü r die G e w in n u n g d e r an steh en den Kohle b e n ö tig t w erden. V erm ag man n un durch einige g eschickt an g e o rd n e te Schüsse die Kohle, beso n d ers die hinters ten festen Lagen, sow eit aufzulockern, d aß dem H a u e r ohne sonderliche K r a f t a n s tr e n g u n g in k u rzer Zeit die K ohlengew innung m it dem A b b au h am m er erm öglicht w ird , so müssen, falls nicht sonstig e G rü n d e d e r Sicher
heit im W ege stehen, die gegen die Schie ßarbeit erh obenen Bedenken zurückgestellt w erden.
W o die A n w e n d u n g von Schnellzeitzündern zugelassen ist, sind f ü r das Ansetzen d e r Schüsse ähnliche G esichts
p u n k te m a ß g eb en d , wie sie sp äter bei B esprechung des Schießens d e r Kohle im Streb a n g e f ü h r t w erd en . W egen d e r G e fa h r des A uftretens von S chla gw ettern w ir d f ü r die Vorgesetzten Flözstrecken d e r F e ttk o h le n g r u p p e n u r in ganz seltenen F ällen die V erw e n d u n g von Schnellzeit
zündern gestattet. Nach den g eltenden Bestimm ungen d ü rfe n an solchen B etriebspunkten nic ht m e h r als 3 Schüsse in einem Z ü n d g a n g mit M o m en tzü n d ern in d e r Kohle ab
g etan w erden.
Selbst w enn n u r eine A u f
lockerung des Kohlenstoßes b eabsichtigt ist u n d eine voll
ständige H e r e in g e w in n u n g d e r Kohle durch die Schie ßarbeit nicht e r w a r t e t w ird , ist die S ch u ß w irk u n g von 3 M o m e n t
zünder-Schüssen f ü r d i e meisten F lözve rhältnisse nicht aus
reichend. M e h r als 3 M o m e n t
zünder-Schüsse in einem Z ü n d g a n g abzutun, w ä re a b er u n zw eckmäßig. Die K räfte des einzelnen Schusses w irken sich nach allen Seiten gle ichm äßig aus. Die in d e r u n te ren D a r ste llu n g von Abb. 13 g estrichelt gezeichneten Schüsse 4, 5 un d 6 m üßten, w en n man alle 6 Schüsse in einem Z ü n d g a n g abtäte, nic ht n u r die g r o ß e Vorgabe, s o n d e r n auch die g e g e n sie w irk en d en K räfte der ersten 3 Schüsse ü berw inden. Sie m ü ß te n also ä u ß e r s t reichlich g e la d e n w e r d e n u n d kö n n te n in fo lg ed es sen zu Beschädigungen des A usbaues f ü h r e n o d e r seitlich gegen die Stöße w irken, w as bei schlechtem G e b irg e Anlaß zu Brüchen g äb e. W e r d e n die 6 Schüsse in d e r d a rgestellten W eise in zwei Z ü n d g ä n g e unte rte ilt, so w ird sich auch mit M o m e n tz ü n d e r n eine ein w an d freie S c h u ß w irk u n g erzielen lassen.
D a s S c h i e ß e n d e r K o h l e i m S t r e b r a u m . W ä h r e n d sich d e r H a u e r f r ü h e r zur E rle ic h t e ru n g d e r K o h le n g e w in n u n g in g rö ß e r e m U m fa n g e d e r Schie ßarbeit b ediente, g in g nach dem K riege d e r Anteil d e r m it Schieß
a rb e it g ew o n n e n e n Kohle s tä n d ig zurück u n d b e t r u g bei
spielsw eise im J a h r e 1937 n u r 3,5 o/o. V e ra n la ß t w u rd e die se E n tw ic k lu n g vor allem d u rc h die rasche E in f ü h r u n g des A b b a u h a m m e rs, d urch die im Laufe d e r Zeit e rf o lg t e Z u s a m m e n fa s s u n g d e r zahlreichen kleinen A b b au p u n k te zu le istu n g sfä h ig e n G r o ß b e tr ie b e n , in denen das Schießen als etw as S tö re n d e s e m p fu n d e n w u rd e , un d nicht zuletzt durch die V e rs c h ä rf u n g d e r bergpolizeilichen B estim m ungen.
6 S « 3 7 2
Abb. 13. Schießen d e r Kohle in Strecken in
zwei Z ü n d g än g en .
236 G l ü c k a u f Nr. 17
In n euester Zeit ist vielfach au f die B ed eu tu n g eines pla nm äßigen Schießens f ü r die K ohlen g ew in n u n g hin
gewiesen w o r d e n 1. W ä h re n d einige Schachtanlagen in
zwischen dazu ü b e rg e g a n g e n sind, die Kohle in g ro ß e m U m fa n g e durch planm äßiges Schießen zu gew in nen, liegen au f den meisten Zechen noch recht w en ig E r f a h r u n g e n vor. Infolgedessen bleiben bei u n te rnom m enen Versuchen Fehlschläge nicht aus, die dann Anlaß geben, das Schießen b ald w ie d e r einzustellen. Die Möglichkeit d e r V e rw e n d u n g von um m antelten W e t te rs p re n g s t o ffe n u n d Schnellzeit
zündern muß u n d w ir d aber u n zw eifelhaft dem Schießen d e r Kohle im Streb noch einen w eit g rö ß e r e n Pla tz ein
räum en.
Soll die E n tw ick lu n g erfolgreich verlaufen, so ist in e r s te r Linie dem A bbohren d e r Schüsse m e h r B eachtu ng zu schenken. Es kom m t beim Schießen in d e r Kohle nicht so se h r au f das W e rf e n d e r V orgabe als auf eine g u te A u f
lockerung des Stoßes an, dem die H e re in g e w in n u n g mit dem A bbauham m er noch zu fo lgen hat. G e h t d e r H au er g rundsätzlich zu die sem V erfahren über, so sind Rück
schläge bei d e r Schie ßarbeit infolge B eschädigung der S tr e b fö rd e r m itte l u nd des A usbaues kaum zu e r w a r t e n ; die g eringe M eh r a rb e it am aufgelockerten Stoß m acht sich bezahlt, da die noch anstehende Kohle dem Setzen des H a n g e n d e n W id e rsta n d leistet u nd so die Sicherheit erhöht.
Das Ansetzen der Bohrlöcher ist ab h ä n g ig von d e r Beschaffenheit des Flözes u n d des N ebengesteins sowie von d e r Abbau- un d Verhiebart. D er V erlauf d e r Bohr
löcher m uß auf die A usbildung der Schlechten Rücksicht nehmen. Das schw ebende Bohren ist dem fallen d en v o r zuziehen, weil bei etw aigem W e rf e n d e r V orgabe so n st d e r Ausbau durch die h e ra usgeschleuderten Stücke g e fä h r d e t w ird. Nach oben zeigende Bohrlö cher w e rd e n au ß erd em w ä h re n d des Bohrens zum g ro ß e n Teil vom Bohrmehl befreit. N achteilig ist n u r die E rs c h w e ru n g des Lade
vorganges.
Ist die richtige Bohrw eise festgestellt, so w ir d an dem Schema festzuhalten sein, w as man am besten d a durch erreicht, daß die B ohrarbeit einem beso n d ers d a f ü r zur V erfü g u n g stehenden Bohrm eister ü b e rt ra g e n bleibt, de r durch die d a u e rn d e W i e d e rh o lu n g d e r T ä tig k e it die n o tw en d ig e Übung un d E r f a h r u n g erlangt. Als B ohr
v erfah ren kommen n u r Einbruch- o d e r n u r A uflockerungs
schüsse in Betracht. Beide A rten von Schüssen lassen sich verbinden. In d e r Kohle kann man f e r n e r w irk sam in V er
b in d u n g m it Kerb- o d e r Schräm arbeit schießen.
E in b ru c h sch ü sse.
M it Vorliebe ü b e r t r ä g t d e r H auer, dem das Schießen im Streb f r e m d ist, seine in G esteinsbetrieben gesam m elten E rf a h r u n g e n auf das Ansetzen d e r E inbruchschüsse in d e r Kohle. Um das H erau ssch leu d ern d e r Kohle in den S treb raum auf ein g eringes M aß zu beschränken, hat sich im G egensatz zum Keileinbruch im G estein bei d e r Kohle das fä c h e r a rtig e Ansetzen d e r Schüsse bew ährt. W ie aus
Abb. 14. P lan m äß ig e s E inbruchschießen in d e r Kohle.
1 S c l i a e f e r : Beeinflussung des Sortenfalls durc h planmäßige Schieß
arbeit im Steinkohle nberg bau, Glückauf 71 (1935) S. 197. W a s k ö n i g und F r e n z e l : Planmäßig e Schießarbeit auf d er Schachtanlage Victor 3/4 d e r Klöckner-Werke, Glückauf 72 (1936) S. 1302. H a t z f e l d : Die plan
m äßige Schießarbeit im R uhrb erg b au , Glückauf 73 (1937) S. 525. B e r g : Planmäßig e Schießarbeit bei d e r Kohlengewinnung im Ruhrgebie t, Berg
bau 50 (1937) S. 217. G a ß m a n n : Die Bedingungen für die V erw endung de r einzelnen Sprengstoffarten und Zündmittel bei d e r Ausführung der Schießarbeit unte rtage, Bergbau 52 (1939) S. 55; Praktische H an d h ab u n g d e r Schießarbeit un te rtage, Glückauf 75 (1939) S. 589.
Abb. 14 zu ers ehen ist, w ir d die ser Ein bruch mit zwei bis drei Schüssen in d e r Weise herg es tellt, daß die Bohrlöcher in einem W inkel von 4 0 —90° zum K ohlenstoß l i e g e n 1.
Somit w ir d d e r o ffe n e S tr e b ra u m g ew isserm aßen als freie V orgabe benutzt.
A u flo c k e ru n g ss c h ü sse .
Beim A u flockerungsschießen w ir d d e r Streb in ganzer Länge m it m e h reren S chußreihen versehen. Man beginnt an d e r K o h len ab fu h rstreck e, b e n u tz t diese als freie Vor
gabe u n d endet an d e r K opfstrecke. N u r bei Flözen mit mehr als 45° E in fa lle n ist es ratsam , die Schüsse in der Reih enfolg e von oben nach un te n abzutun, da sonst die Kohle u n d das B e rg em ittel hera u s sc h la g e n würden. Bei dem A u flockerungsschießen lä ß t sich d e r Ausbau gut schonen, w enn man die Schüsse m itten zw ischen zwei Aus
baustem peln ansetzt. E r f a h r u n g s g e m ä ß w e rd e n die Schüsse streichend o d er rech tw in k lig au f etw a vorhandene Lösen gebohrt. D am it sie sich nicht g e g e n s e i ti g beeinflussen, kom m t in d e r Regel eine A n o r d n u n g ü b e re in a n d e r nicht in Frage. Die V orgabe d e r Schüsse lä ß t sich n u r durch E r
fa h r u n g bestim men. Eine F a u s t r e g e l besagt, daß bei n o rm a le r F estig k eit d e r Kohle d e r A b stan d der neben
einander g e b o h rte n Schüsse nicht g r ö ß e r als die Mächtig
keit des Flözes sein soll. Es hat sich a b e r gezeigt, daß die ser Regel keine g r o ß e B e d e u tu n g zu k o m m t und daß es zuweilen g u t v e r t r e t b a r ist, den A b stan d zu überschreiten.
Beim A u flockerungsschießen w ir d das H a n g e n d e mehr ge
schont als beim Ein bruchschießen. Die von H a tz fe ld 2 ge
brachten Beispiele p la n m ä ß i g e r S chießarbeit sollen im fo lg e n d e n durch einige S o n d e rf ä lle e r g ä n z t w erden. Häufig kom m t es vor, daß innerhalb des Flö zes O berbank und U n terb an k sch arf g e t r e n n t sin d u n d d e r Schuß daher nur auf die Bank w irkt, in w elcher er steht. Setzt man die Bohrlöcher w echselseitig in O b e rb a n k u nd U nterbank an, wie Abb. 15 zeigt, so w ird m eistens d e r E r f o l g nicht aus- bleiben.
• •
ü *
• •Abb. 15. A u flockerungsschüsse in O ber- u n d Unterbank eines Flözes.
Bei Flözen mit B ergem itteln (Abb. 16) ist darauf zu achten, daß dieses g u t a b g e k le m m t w ird , d am it die ge
w onnenen Kohlen nicht v e ru n re in ig t w erd en . Man kann eb en so g u t E inbrüche schießen wie den g esam ten Streb auflockern. Sollte das B ergem ittel zum A uslaufen neigen, so ä n d e rt man die Schießweise in s o fe rn , als man die ein
zelnen Schüsse nicht nach unten a b d rü ck en läßt, sondern oben die fr eie V o rg ab e w ählt. Beim Auflockerungsschießen em pfie hlt es sich allgem ein, von Zeit zu Zeit einem Schuß eine g r ö ß e r e L adem enge zu geben, d a m it die verstärkte S chußw irkung den f o lg e n d e n Schüssen den notwendigen Platz zum ein w a n d fre ie n A bsetzen d e r Kohle verschafft.
Abb. 1(>. A uf lo ck er un gs sc hüs s e in einem Flöz mit starkem Bergem ittel.
1 Vgl. N i c o l a s , a . a . O . S. 53, und G a II m a ii n , Glückauf 76(1940) S.131.
- H a t z f e l d , a. a. O. S. 528.
27. A p r il 1940 G l ü c k a u f 2 37
Bei g u t au sg eb ild eten Schlechten o d e r Lösen kann man das A uflockern des K ohlenstoßes in d e r Regel v o rte ilh a ft ohne H e r s t e ll u n g von E inbrüchen d u rc h f ü h re n . Die A n
o r d n u n g d e r Bohrlöcher geschieht so, daß das B ohrloch
tiefste a u f dem Lösen steht u n d som it die V org ab e g u t abschiebt (Abb. 17).
Abb. 17. A n o r d n u n g u n d V e rla u f d e r Bohrlöcher beim A u flockerungsschießen in einem Flöz m it stark
ausgebildeten Schlechten.
Bei m ächtigen Flözen kann es v o rte ilh a ft sein, zwei Schüsse a u f die V orgabe anzusetzen u n d gle ichzeitig ab
zutun. Besonders g u t w ir k t sich die in Abb. 18 w ie d e r
g e g eb en e A n o r d n u n g d e r Schüsse aus, w obei d e r obere Schuß etw a in d e r M itte des Flözes u n d d e r u n te re am Liegenden an g esetzt w ird. Beide Schüsse b o h r t man w aagerecht, so daß d e r obere im B ohrlo chtiefsten a n n ä h e rn d das H a n g e n d e erreicht, w ä h r e n d d e r u n te re m it seinem Bohrlo chtiefsten in d e r F lözm itte steht. Die Bohrlöcher können bis 3 m Länge erhalten. H e r v o r r a g e n d e W irk u n g w ird bei die sem Schießen u n te r E in f ü g u n g von H o h lrau m erzielt.
Abb. 18. A u flockerungsschüsse in einem m ächtigen Flöz.
U m in F löze n m it fe s te r K ohle o d e r schlecht a u s
gebildeten Lösen die H e r s t e ll u n g d e r E in b rü ch e zu v e r meiden, setzt man den S treb au f zwei o d e r m e h re re Knappe
und schießt je w eils von einem Knapp als freie V orgabe aus (Abb. 19). Die Schüsse w e rd e n in d e r Regel in d e r Streichrichtung g e b o h r t ; je doch kann auch d e r V erlauf d e r Bohrlöcher in d ia g o n a le r R ichtung E r f o l g bringen.
E i n b r u c h - u n d A u f l o c k e r u n g s s c h i e ß e n lassen sich in d e r F o r m verbinden, daß zu einer o d e r beiden Seiten des Ein bruchs noch einige A uflockerungsschüsse an g eb rach t w erden. M an w ir d in d ieser Weise dann schießen, w enn man in sehr f e s te r Kohle m it A u flo c k e ru n g s
schüssen allein keine ausreichende W i rk u n g erhält, das H an g en d e aber gle ichzeitig g eb räch u nd schnittig ist.
Abb. 20 zeigt die zw eckmäßige A u sn u tzu n g eines Z eit
stufenbündels u n te r V o rschaltung von zwei O-Zündern beim Schießen von zwei E inbrüchen u n d A u flo c k e ru n g s
schüssen.
Abb. 20. Planm äßiges Ein bruchschießen mit A uflo ckerungsschüssen.
A ußerordentlich g ü n stig w irk t sich die Schie ßarbeit in V erbindung mit d e r S c h r ä m a r b e i t aus (Abb. 21).
ln A bständen von 2 —3 m w erd en f ü r die O b erb an k D ruck
schüsse u n d f ü r die U n terb an k H ebeschüsse angesetzt, welche sehr gute W irkungen erzielen. Die Länge d e r Bohr
löcher ist gleich d e r Schramtiefe.
Schram
Abb. 21. Schießen in V erb in d u n g mit Schräm arb eit.
Ebenso wie mit d e r S chräm arbeit zeitigt auch in V er
b in d u n g mit d e r S c h l i t z a r b e i t das Schießen in d e r Kohle gute E rfo l g e (Abb. 22). G le ichlaufend mit dem Schlitz w erd en die Bohrlöcher h e rg e s te llt, die ihre V org ab e au f den Schlitz abzudrücken haben. Auch in diesem F alle w ir d die Länge u n d die R ichtung d e r Bohrlöcher d urch den Schlitz bestimmt.
Abb. 19. A uflockerungsschießen m it abgesetzten Knappen.
S c h fitz
Abb. 22. Schießen in V erb in d u n g mit Schlitzarbeit.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Nach e in g eh en d er D arle g u n g , welche B e d e u tu n g dem richtigen Ansetzen d e r Bohrlöcher beim Schießen m it u m m ante lte n W e t te r s p r e n g s t o f f e n zukom mt, w e rd e n einige Beispiele f ü r das Schießen d e r Kohle im S treb gegeben.
Die Luftelektrizität, eine vernachlässigte G r ö ß e in den G ru benw ettern.
(M itteilu n g en aus dem W e t te r l a b o r a t o r iu m d e r B ergakadem ie C la u sth a l) . Von D r.-Ing. L. F u n d e r , Berlin.
V o r b e m e r k u n g e n . w o rd e n w äre. Es lieg t im G e g e n te il ein recht u m f a n g re ic h e s M an kann nicht sagen, d aß das G e b ie t d e r G r u b e n - Schrifttum h ie r ü b e r vor. D e r a e ro d y n am is ch e u n d technische b e w e t t e r u n g etw a seitens d e r F o r s c h u n g v e r n a c h lä s s ig t Teil dieses T h em as (D ep ress io n , W e tte rg e s c h w in d ig k e it,
2 38
G l ü c k a u f
I IW e tte rs tro m stä rk e , natürliche un d künstliche Bew etterung, V entilatoren) kann f a s t als e rschöpfend b eh an d elt an
gesehen w e r d e n ; die th erm ischen P ro b lem e (K ühlung tiefer G ru b e n ) sind reichlich bearbeitet, w enn auch von einer Ideallö s u n g noch w eit e n tfe rn t; schließlich h a t auch die klimatologische Betrachtu ngsw eise (T e m p e ra tu r , F eu ch tig keit) starke Beachtung g e fu n d e n u n d hie r zuletzt m it dem B eg riff d e r K ühlstärke o d e r des K a tag rad es versucht, die physiolo gische W irkung d e r W e t te r au f den Menschen im B ergw erk m e n g e n m ä ß ig zu erfassen. An die sem P unkte aber t r a t ein gew isser S tillstand ein. M an gla u b te wohl, alle in Betracht kom m enden F a k to re n e r f a ß t zu haben, und beschränkte sich nu n m e h r au f die A u sw eitu n g u n d V er
tie fu n g d e r gew onnenen Erkenntnisse.
D enkt man a b er die A u ffa s s u n g d e r G ru b e n w e tte r als
»A tm osphäre des Berg m anns« fo lg erich tig zu E nde, so kann man die elektrische K om ponente, die L uftele ktriz itä t, in den W e tte rn nicht von vornherein unbeachtet lassen, im b esondern nachdem ih r physiologischer E in f lu ß a u f G r u n d verschiedener U nters u ch u n g en in d e r freien A tm osphäre als ziemlich fes tsteh en d angesehen w i r d 1. M öglicherweise ist z w a r die W i rk u n g in den B ergw erken g e r i n g o d e r ganz ohne B e deutung; w ohl in keinem F all ist sie b isher a u g e n scheinlich g ew o rd en , w o ra u s sich zum Teil die bisherige V ern achlässigung erklären d ü rf te . H in zu kom m t allerdings die Tatsache, daß die entsprechenden U n te rs u c h u n g e n recht erhebliche technische Schwierigkeiten bereiten. A ber diese G rü n d e d ü rf e n natürlich die K lä ru n g eines Z u sta ndes nicht v erhindern, der, wie unte n a u sg efü h rt, neben d e r noch problematischen biologischen W irksam keit in m e h r als einer H insicht die A ufm erksam keit des Bergm annes e rf o rd e rt.
So kann die F e stste llu n g kennzeichnender Io nisations
w irkungen b e stim m ter Gesteine, Erze, M ineralien, te k to nischer S törungen u n d geologischer F o rm atio n en f ü r Be- stim m ungs- u n d Schiirfzwecke B edeutung h a b e n 2. Wie g ezeigt w ird, bestehen f e r n e r m ittelbare Beziehungen des lo ne ngehaltes d e r W e t te r w ahrscheinlich zu S c h la g w e tte r
explosionen 3 u n d vielleicht zu S ta u b l u n g e n e r k r a n k u n g e n 4.
Nach gem ein sam mit R ö s s i g e r d u r c h g e f ü h rte n V or
vers uchen, die in die ser Z e its c h rift5 v erö ffen tlich t w u rd en , stellt die vorliegende U n te rs u c h u n g einen ersten g rö ß e re n Schritt zur K lä ru n g die ser F r a g e n dar. Es konnte jedoch nicht A ufgabe die ser A rb eit sein, ihnen allen bis ins ein
zelne nachzugehen. Jed e f ü r sich e r f o r d e r t ein gehende Sonderv ersuche. D e r E n tw ick lu n g d e r E inrichtungen fü r die G ru b en m es su n g en f o lg te die m e ngenm äßige E rm ittlu n g des Io nengehalte s d e r W e t te r u n te r den geologisch, tek
tonisch, la gerstättlich un d betrieblich w echseln den Be
d ingunge n in verschiedenen B ergw erken.
M eß v er fa h re n und M eß ge r äte.
D ie ser rein physikalische Teil d e r Arbeit, d e r an a n d e re r S te l le 6 ausführlich b eh an d elt ist, kann hie r nur so w eit g e s tre ift w erden, wie dies zum V erständnis der M essungen u n b e d in g t e rfo rd erlich erscheint.
Die Ionenzählung e rf o lg te m it einem f ü r die u n te r irdischen M essungen besonders entwickelten vereinigten Klein- u n d G roßionenzähler. Abb. 1 u nd 2 lassen das Prinzip erkennen: Die G r u b e n lu f t w ir d d u rc h einen
1 I s r a e l : Luftelektrische Messungen im H ochgebirge und ihre mögliche bioklimatische Bedeutung, Gerl. Beitr. Geophys. 34 (1931) S . 164. K a h l e r : Das Klima im Zimmer, Naturwiss. 22 (1934) S. 461. K o l l e r : lonization of the atm osphere and its biological effects, J. Franklin Inst. 214 (1932) S. 543.
2 A m b r o n n : Die V erw ertu ng radioaktiver und luftelektrischer Mes
sungen für geophysikalische Aufschlußarbeiten, Wiss. Forsch.-Ber. 15:
Methoden der angew andte n Geophysik, 1926, S . 85. I s r a e l - K ö h l e r und B e c k e r : Em anationsgehalt d er Bodenluft und U nterg rundste kto nik , N atu r
wiss. 23 (1935) S. 818.
3 B e y l i n g : Bericht über elektrostatische Aufladungen beim Ausblasen von Preßluft und ü ber die Zündgefährlichkeit d er Entladungsfunken, Rdschrb. Nr. 9 d. Westf. B erggewerkschaftskasse, Bochum, 1933. K a l I m a n n und S c h r ä n k l e r : Ü ber die Zündung von Sprengstoffen durc h Io n en -u n d Elektronenstoß, Naturwiss. 21 (1933) S. 379.
4 B e r g e r h o f f : Unte rsuchungen ü b e r Sandstrahlersilicosen, Arch. für G ewerbepath olo gie und G ewerbehygie ne 7 (1936) H. 2.
5 R ö s s i g e r und F u n d e r : Messungen des Ionengehaltes von G ru b e n wettern, Glückauf 37 (1934) S. 850.
6 F u n d e r , Gerl. Beitr. Geophys. 54 (1939) S. 370.
Z y lin d e rk o n d e n sa to r g esau g t. Das durch Anlegen einer G leichspannung erzeugte elektrische F e ld treib t dabei die Ionen eines Vorzeichens au f die Innenelektrode, deren Auf
la dungsgeschw indigkeit am E le k t ro m e te r v e rf o lg t wird.
Der G ro ß io n e n z ä h le r unte rsc h e id e t sich vom Kleinionen-
a In n en elektro d e, b S p e rr u n g szy lin d e r, c Schutzzylinder, d A n s a u g c ö ffn u n g , e B echerartige V erlä n g eru n g der Innen
elektrode, f E ichtaster, g E r d u n g ssc h lü sse l, h Einfaden- E le k tro m e te r, i V entilator, k D rosselscheibe.
Abb. 1. Schematische D a rs t e ll u n g des Kleinionenzählers.
Abb. 2. G roß ionenzähler.
27. A p r i l 1 9 4 0 G l ü c k a u f 2 3 9
zähler hau ptsächlich in d e r A b m e s s u n g u n d d u rc h das Anleg en einer viel h ö h e re n Sp an n u n g . E r e n tste h t durc h Anschluß des g r o ß e n Z y lin d e rs an den K le inionenzähler.
Aus d e r E le k tro m e te ra n z e ig e , d e r D u rc h fl u ß g e s c h w i n dig ke it d e r L u ft u n d einigen K onsta nten lä ß t sich je w eils die Dichte d e r Ionen eines Vorzeichens, d. i. ih re Anzahl je cm3, errechnen. Es sind n + , n—, N + , N — die Dichten d e r positiven o d e r negativen kleinen o d e r g r o ß e n Ionen, n, N ih re Sum men.
Kleine o d e r im elek trischen F e ld leichtbew egliche Ionen sin d elektrisch g e la d e n e Luftteilchen, die du rch M o le k ü lsp a ltu n g in folg e R a d io a k t iv s t ra h l u n g u. a. ent
stehen; g ro ß e o d e r sc hw erbew egliche Ionen bilden sich d urch A n la g e ru n g d e r Kleinionen an n e u tra le M o le k ü l
komplexe o d e r fe inste Staubteilchen.
Meßergebnisse.
In s g e sa m t sind in 6 B e rgw erken an etw a 50 A u f
stell u n g s p u n k te n rd. 3000 Ein zelm essungen a u s g e f ü h r t w o rd e n , hie r w e rd e n jedoch n u r kennzeichnende D u rc h sc h n ittsw e rte au sz ugsweise a n g e f ü h r t u n d die d a ra u s sich e rg e b e n d e n praktisch en F o lg e r u n g e n e rö r te rt.
M es su n g en ü b e rt a g e an den Einziehschächten w aren n otw endig, um den elektrischen Z u sta n d d e r e in strö m en d en L u ft zu berücksichtigen. Die T a g e sm e ssu n g e n e rg ab en je doch d u r c h w e g no rm ale Dichten d e r atm osphärischen I o n e n :
n = 1200 - 1600; N = 8000 - 3 0 0 0 0 cm “ 3.
Daß auch d e r G r o ß io n e n g e h a l t nicht h ö h e r steigt, b ew eist einen f ü r die u n m ittelb are N äh e d e r Z echenschorn
steine n u r g e rin g e n R auchgehalt d e r Luft, eine F o lg e e rs cheinung neuzeitlicher F e u e ru n g e n u n d d e r hohen Schornsteine.
D i e l u f t e l e k t r i s c h e n Z u s t a n d s v e r ä n d e r u n g e n i m V e r l a u f d e s W e t t e r w e g e s .
Im G eg en satz z u r fr eien A tm o s p h ä re m it einem p r a k tisch unendlic h a u sg ed eh n ten L u ftra u m w i r d in d e r G ru b e ein allseitig eingeschlo ssener, r e g e l m ä ß i g e r W e t te r s tr o m ionisiert, d e r in v e rs tärk tem M aß e w echseln den lu f te l e k tr i
schen Ein flü sse n u n te r w o r f e n is t: Verschied en e Radio akti
vität d e r G este ine u n d L ag erstätten , te ilw eise A bschir m ung d erselben d u rc h G ru b e n a u s b a u , A n s a m m lu n g von aktiven u n d inaktiven G asen, Staub, Rauch, W a s s e rd a m p f . W ä h r e n d Ein- u n d Auszie hstrecken in d e r Reg el ä l te re G ru b e n baue dars te lle n , w e rd e n in d en A bbauen s t ä n d ig G ebirgs- teile h ere in g e w o n n e n u n d z e rk lein er t u nd fr ische G estein s
flächen fre ig e le g t.
n 2500 .
Einziehstrom \bae\ Ausziehstrom
n <--- *--- er'Nl/---A---v-f--- 1--- 1---*-T--- 1--- '----
0 ' 1000 2000 ' 3000 oobom IVelterneg
M eB ortl 2 3 5 5 H ib e rn ia
Abb. 3. K le inionendichte in A b h ä n g ig k e it vom W e t te rw e g . D u r c h A n r e i c h e r u n g d e r W e t t e r m i t l ä n g e r - l e b i g e n r a d i o a k t i v e n S t o f f e n n i m m t d i e I o n i s a t i o n m i t d e r L ä n g e d e s W e t t e r w e g e s zu. Die Kleinio nen
dichte s te ig t meist, nach einem A bfall im Ein zi eh schacht, im ers ten Teil des G r u b e n g e b ä u d e s erheblic h, in d e r F olge w e n ig e r, schnellt in den A b b au b etrieb en steil e m p o r und z eigt dann w eiterhin einen la n g sam en A nsti eg im A uszie h
strom . Abb. 3 z eig t ein Beispiel. Die Dichte d e r K lein
ionen liegt im E in ziehstrom u n te r den T a g e sw e rte n , ü b e r steig t diese jedoch in den A bbaubetrieben un d im Auszieh
s tro m um etw a das Doppelte.
A bhtingungsdauer
Abb. 4. Beobachtete u n d theoretische A bklingungskurv e.
D urch A ufnahm e von A bklingungskurven (Abb. 4) w u rd e n als I o n i s a t o r e n R a A , Ra B u n d R a C a l s F o l g e s t o f f e v o n Ra Em u n d in g e ri n g e re m M aß e Thorium - Z e rfa lls to ff e fe s tg estellt. Die Ra E m v e rm a g sich bei einer H alb w erts zeit von 3,85 T a g e n fa s t u n v e rm in d e r t im W e t t e r s tro m an zusa m meln u n d eine gle ic hm äßig e V olu m ioni
sation zu bewirken. Daneben ist die u n m itte lb a r e G e s te in ss tra h lu n g w irksam . Die H ö h e n s tr a h lu n g w ir d d a g e g e n durc h die mächtigen G e steinsüberdeckungen abgeschirmt.
Örtliche ioni siere nde u n d entio nis ie rende V o rg ä n g e unte rbrechen u n d verdecken h ä u fi g die Ste tig keit des durc h die E m anation veru rsach ten K urv enanstie ges. In aus
g e m a u e rte n Einziehschächten p f l e g t die Kleinionendichte zunächst abzusinken; die Ionisa tio n ist in fo lg e d e r Aus
m a u e r u n g sch w ächer als ü b e rta g e . Dazu k om m t die A d
s o r p tio n d e r Ionen d urch die Aus- u n d E inbauten sowie den S chw e b sto f fg e h a lt d e r W e t te r , ein V o rg a n g , d e r durch die in den G r u b e n r ä u m e n stets v o rh an d en e W i r b e ls tr ö m u n g g e f ö r d e r t w ird . Die Zahl d e r G r o ß io n e n v e r ä n d e r t sich w en ig er.
In d e r S te in k o h le n g r u b e H i b e r n i a in G elsenkirchen w u r d e n am F ü l l o r t erm it te l t:
n+ = 390, n _ = 260; N ^ = 9060, N _ = 5 1 5 0 c m - 3.
Die e n tsp rech en d en W e r t e a u f d e r Zeche P r ä s i d e n t in Bochum sin d :
n _ = 510, n _ = 440; N _ = 7270, N _ = 6670 c m - 3.
G e g e n ü b e r dem anschlie ßenden A nsti eg d e r Kleinionen ist das V erh alten d e r g r o ß e n Ionen d u rc h w e g se h r u n r e g e l m ä ß ig , so w o h l m e n g e n m ä ß i g als auch im V erh ältnis d e r positiven zu den neg ativ en L a d u n g s t r ä g e r n . Aus den zahl
reichen Beobachtu ngen l ä ß t sich schließen, d aß d a s V e r
e in ig u n g sb e s tre b e n zw ischen den sc hw ebenden S ta u b teilchen u n d den positiven u nd negativ en Kleinionen v e r schieden u n d von d e r N a t u r d e r Teilchen (Stoff, G rö ß e , F o rm , E i g e n l a d u n g ) a b h ä n g i g ist, so d a ß sich d u rc h eine sozusagen »selektive A dsorption« s e h r verschie dene G le ich
gew ich tszu stän d e h e ra u s b ild e n können. In d en einzieh en den W e t te r s tr ö m e n schw ankte n die G ro ß io n e n d i c h te n zwischen
N _ = 3 7 0 0 - 1 2 5 0 0 , N _ = 3 6 6 0 - 1 6 0 0 0 c m - s.
24 0 G l ü c k a u f i ’ii . II
Über den A nstieg d e r Kleinionendichte in den K ohlen
gew in n u n g sb etrieb en w ir d im fo lgenden A bschnitt be
richtet.
Die ausziehenden W e t te r haben einen W e g von einigen ta u s e n d M etern zurückgelegt. Ihr el ektrisc her Z u s ta n d stellt die Summ e al le r natürlichen u n d betrieblichen Ein flü sse dar. Nicht im m er b raucht diese ein H ö c h s tw e rt zu sein, d a sie sich zum Teil aus negativen W erten zusam m ensetz t;
N e u tra l is ie ru n g u n d A dsorption d e r Ionen, S ä tt ig u n g s feuchtig keit u n d Sedim en ta tion en tlad en er S ta ube wirken d e r A nreic herung entgegen u n d können u n te r U m ständen, so a u f d e r Kaligru be H a n s a - S i l b e r b e r g bei H an n o v er u n d d e r G ru b e H i l f e G o t t e s in Bad G ru n d , die W i rk u n g d e r E m an atio n s an reich eru n g überw ie gen.
D e r E i n f l u ß v o n f r i s c h e n K o h l e n - u n d S a l z s t a u b e n , S p r e n g s c h w a d e n u n d F e u c h t i g k e i t in d e n W e t t e r n .
S taub und Rauch setzen in der freien A tm o s p h ä re den K le inionengehalt herab. V orliegende M essungen in den K o h l e n s t a u b e n der A b b a u b e trie b e zeigen d e m g e g e n ü b e r eine erhebliche Z u n a h m e d e r K l e i n i o n e n .
Zeche H i b e r n i a , Flö z H u g o :
n + = 1170, n _ = 710; N + = 8540, N _ = 8000 c m - 8.
Zeche P r ä s i d e n t , Flöz Dickebank:
n + = 2360, n _ = 990; N + = 10600, N _ = 6 1 7 0 c m - 8.
Eb en so ü b errasch en d wie zu nächst die Z u n a h m e der Kleinionen ist die verhältnism äßig ge rin g e Dichte der G r o ß io n e n im Kohlenstaub. D er me iste bei den üblichen K ohle ngew in nungsverfahren e ntstehende Staub scheint nicht fein g e n u g zu sein, um zur Bildung von G roßio nen G elegenheit zu geben, d. h. d i e M e n g e d e r f e i n s t e n S t a u b e v o n d e r G r ö ß e n o r d n u n g 10—6 cm u n d d a r u n t e r i s t g e r i n g . W ie w e it g rö b e r e , mit dem G ro ß io n e n zähler nicht m e h r e rfaß b are S ta ube elektrisch aufgel aden sind, muß dahingeste llt bleiben.
Z u erklären bleibt die e rh ö h te Ionisation, die in der sta rk e n Z u n a h m e der Kleinionen zum A u sdruck kom m t.
Das lo nisatio nsverm ögen der K ohle nstoße allein g e n ü g t hierzu nicht. Die Aktivität der Kohle ist danach w en ig er auf Einschlüsse ra d io ak tiv er Feststoffe in d e r Kohle z u rü c k z ufü hren als auf ad so rb ierte E m a n a t i o n 1 und ihre A b
köm m linge, die in d e r a nstehenden Kohle zurückgehalten w erden. Beim A b b au der Fettkohle nflö ze w ird jedoch das st etig in v e rs tä rk te m M aße h e rv o r d rä n g e n d e M ethan der E m anatio n den A ustritt erleichtern. W e n n fe rn er die Kohle im festen G eb irg s v e rb a n d e ü b e rh a u p t ra dioakti ve W i r k u n g e n zeitigt, müssen diese bei s t a r k zerklein erte m Z usta nde u nd der dam it v e r b u n d e n e n Bildung a u ß e r ordentlich g r o ß e r w ir k s a m e r O berflächen u nd ihrer V er
te ilung ü b er den ganzen Streck en rau m b esonders g ro ß sein.
Die A dso rp tio n der Kleinionen durc h die S taube w ird d a du rch m e h r als ausgeglichen.
V erhältnis m äßig ungew öhnlich niedrig ist die Dichte der negat iv en Ionen im Vergleich zu den positiven.
F olg ende E rk lä ru n g e n sind möglic h: 1. D er m itg em essene feinste S chw ebstaub ist urs prünglich unip olar positiv g e laden. 2. Die neutrale n S ta ube nei gen in b esonders hohem M aß e zur Bindung n egativ er Ionen, o hne d aß ihre Feinheit g r o ß g e n u g w äre , um mit dem G ro ß io n e n z ä h l e r e rfaß b are L a d u n g s trä g e r zu bilden, so daß g r ö ß e r e neg ativ e La
dungen der M essung entzo g en w erd en.
D aß die V e rs tä rk u n g d e r Ionisation ta tsächlich eine spezifische W i r k u n g der frisch durc h G e s te i n s z e r t r ü m m e ru n g e ntstehenden Staube an sich u nd nicht etw a auf sonstig e A b b au v o rg ä n g e z u rü ck zu fü h ren ist, bew eisen die Erg ebnisse, die man in den S a l z s t a u b e n der Kaligrube H a n s a - S i l b e r b e r g erhalte n hat , w o infolge einer Stürz- und M ahlanla ge dichte S ta ube bereits im Ein ziehstro m auftre ten. Die g r o ß e n U nterschiede der gem e sse n e n Ein zel
w e rte stehen in u n v e rk e n n b a r e m Z u s a m m e n h a n g mit der
1 H e v e s y : Die Eigenschaften d er Emanationen, Jb. Radioakt. Elektr. 10 (1913) S. 198.
Staubdichte. Zum Vergleich seien die in staubfreien und in den staubhaltigsten W e t t e r n erh alte nen Ionendichten gegenübergeste llt.
Staubfreie W e t te r :
n+ = 820, n _ = 700; N ,_ = 2230, N _ = 2190 c m - 8.
S ta ubhaltigste W e t te r :
n = 2150, n _ = 2060; N+ = 22400, N _ = 20800 c m - 8.
G e g e n ü b e r dem S t e i n k o h le n b e rg b a u besteht noch ein m e n g e n m ä ß ig e r U n te rs c h ie d insofern, als in S a l z s t a u b e n d i e G r o ß i o n e n d i c h t e v i e l s t ä r k e r z u n i m m t a l s im K o h l e n s t a u b . Diese T a ts a c h e lä ßt drei Erkl ärungen zu:
1. D er Salzstaub en th ält viel m e h r am ik ro skopisch feine, s chw ebefähige Teilchen als d e r K ohle nstaub. 2. Salzstaub adsorbiert kleine Ionen leichter als Kohlenstaub. 3. Die Aufladung der Salz staubteilchen ist eine unmittelbare Folge der Z e r t r ü m m e r u n g s v o r g ä n g e .
N e b e n d e r d e n K l e i n i o n e n b e s t a n d v e r m i n d e r n d e n E i g e n s c h a f t d e s S a l z s t a u b e s i s t s e i n e i o n i s i e r e n d e W i r k u n g u n v e r k e n n b a r u n d ü b e r w i e g e n d , da die urs p rü n g lich e D ic hte der kleinen Ionen erh ö h t wird. D er G ru n d hie rfür ist w o h l ebenfalls in einer Beschleunigung der E m a n a t io n s a b g a b e zu sehen, jedoch scheint bei der g r o ß e n G e s a m t o b e rfl ä c h e der Staube auch die an sich g erin g e ß-A ktivität des K a li u m s 1 zu erkenn
barer A u s w irk u n g zu k o m m e n .
Im G eg en satz zum K ohle nstaub st eigt im Rauch, d.h.
u n te rtag e in den S c h w a d e n v o n S p r e n g s c h ü s s e n , die Dichte der G ro ß io n e n a u ß e ro r d e n tlic h s t a r k an. Obwohl dam it ein e n t sp rech en d er V erb rau ch an Kleinionen verbun
den ist, hat auch d eren D ichte z u g en o m m en . Aus den mit der Schw adendic hte schnell w ec h se ln d e n Ionenzahlen w u rd en auf H ib ern ia fo lg en d e M i ttelw erte erhalten:
n^ = 1200, n _ = 1640; N + = 68200, N _ = 63100 c m - 8.
Das norm ale Io n e n s p e k tru m sah an dieser Meßstelle wie folgt aus:
n+ = 1170, n _ = 720; N_,_ = 8540, N__ = 7990 cm—8.
S c h i e ß s c h w a d e n , w i e ü b e r h a u p t R a u c h e , e n t h a l t e n f ü r d i e G r o ß i o n e n b i l d u n g b e s o n d e r s g e e i g n e t e k l e i n s t e T e i l c h e n in g r o ß e r M e n g e . Der u m g e k e h rte G a n g d e r D ic hten d e r klein en und großen Ionen, wie er in d e r freie n A tm o s p h ä re beobachtet w ird 2, liegt hier ab er, wie ersichtlich, nicht vor. D er Gang ist im Mittel gle ic hgerichte t; w ä h r e n d rd. A n = 1000, das sind 50 “/o Kleinionen m e hr ge z ä h lt w e rd e n , s te ig t die Zahl der G roßio nen um A N = 115000, d . h . auf das Achtfache, in dichtesten Schw aden, w o alle rd ings eine vorübergehende A bnahm e der norm ale n Kleinio nendichte stattfinde t, sogar auf das Zw anzigfache des u r s p rü n g lic h e n Wertes. Die gleichzeitige Z u n a h m e d e r Klein- u n d G ro ß io n e n zeigt ein
deutig, d aß a u c h d u r c h d i e K o h l e s p r e n g u n g e n z u s ä t z l i c h e I o n i s a t o r e n a u sg elö st w e rd e n . Zweifellos w irk t die Schußflam m e ionisierend, u n d die tiefgreifende mechanische S to f f z e r t r ü m m e r u n g s o w ie die Staubaufwir
b e l u n g 3 beim S p re n g v o r g a n g w e r d e n zur E ntstehung elek
trischer Aufladungen b eitragen. W ahrscheinlich enthalten aber auch die Sch ie ß sch w ad en viele frische Staubteilchen, die ad so rb ierte E m an atio n mit sich f ü h r e n 4. Sicherlich wird durch d e n S p r e n g s c h u ß in Po re n un d K lüften eingeschlossene E m anatio n sch lag artig freig esetzt. D a d u rc h kommen auch Th Em u nd Th A tr o tz ih r e r k urzen H alb wertszeiten von 54,5 bzw. 0,14 s z u r u n m i tt e lb a r e n Volumionisation des W etterstrom es.
1 H e v e s y : Die Radioaktivität des Kaliums, Nalurw iss. 23 (1935) S. 383.
K u b a u : Ü b er Kalium- und Ruhid iu m strahlu ng, Akad. d. Wiss. Wien, Sitzungsberichte. Abt. H a , 137 (1928) S 241.
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