Wassertrogsperre
Eine Wassertrogsperre ist eine aus wassergefüllten Trögen hergestellte Explosionssperre für den Bergbau unter Tage.<ref name="Quelle 1" /> Wassertrogsperren sind selbstständige Schutzsysteme.<ref name="Quelle 3" /> Sie dienen dazu, das Ausmaß einer Schlagwetterexplosion<ref name="Quelle 2" /> oder einer Kohlenstaubexplosion einzudämmen.<ref name="Quelle 3" /> Wassertrogsperren werden regelmäßig auf ihren Füllstand überprüft.<ref name="Quelle 5" />
Grundlagen und Geschichtliches[Bearbeiten]
Bei einer Explosion eilt die Druckwelle den Explosionsflammen immer voraus.<ref name="Quelle 1" /> Das hat zur Folge, dass es zu einer Kettenreaktion kommen kann, wenn die Explosionsübertragung durch die erste Explosion nicht unterbrochen wird.<ref name="Quelle 3" /> Die ersten Wassertrogsperren aus hölzernen mit Wasser gefüllten Kästen wurden bereits in der Mitte des 20. Jahrhunderts im österreichischen Bergbau erfolgreich eingesetzt.<ref name="Quelle 4" /> In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde die Wirksamkeit von Wassertrogsperren durch eine Vielzahl von Versuchen im Untertagebereich getestet.<ref name="Quelle 6" /> Dabei wurden in mehreren Bergwerken und Versuchsgruben Explosionsversuche durchgeführt und unterschiedliche Arten von Sperren auf ihre Wirksamkeit untersucht.<ref name="Quelle 7" />
Aufbau[Bearbeiten]
Für die Errichtung von Wassertrogsperren gelten bestimmte Vorschriften<ref name="Quelle 1" />; diese sind in der Europanorm EN 14591-2-2007 geregelt.<ref name="Quelle 3" /> Die Sperren werden in der Regel in der Firste in einer Höhe von über 2,6 Metern installiert.<ref name="Quelle 9" /> Es gibt fünf verschiedene Bauarten von Wassertrogsperren. Die Sperre besteht aus einem Tragrahmen oder einem Tragbalken, in dem die Wassertröge je nach Bauart der Sperre entweder eingehängt, aufgestellt oder teilweise eingehängt und teilweise aufgestellt werden. Die gesamte Konstruktion – Tragrahmen/Tragbalken und Tröge – wird als Tragbühne bezeichnet.<ref name="Quelle 8" /> Die Wassertröge bestehen aus einem speziellen Kunststoff; sie sind oben offen und haben ein Fassungsvermögen von 80 Litern.<ref name="Quelle 2" /> Zur Abdeckung ist jeder Trog mit einem Deckel ausgestattet.<ref name="Quelle 3" /> Jeder Trog wird nach der Montage mit 80 Liter Wasser gefüllt.<ref name="Quelle 5" /> Da das Wasser in den Trögen nach einer gewissen Zeit verdunstet, müssen die Tröge regelmäßig wieder aufgefüllt werden. Um den Verlust durch Verdunsten zu verringern, wird anstelle von reinem Wasser auch eine Lösung aus Wasser und Calciumchlorid verwendet.<ref name="Quelle 8" /> Damit die Tröge entleert werden können, ohne diese zu zerstören, besitzt jeder Trog am Boden eine Auslauföffnung, die durch ein Verschlussstück verschlossen wird.<ref name="Quelle 9" />
Die Wassertrogsperre muss so konstruiert sein, dass pro Quadratmeter Streckenquerschnitt 200 Liter Wasser in der gesamten Sperre vorhanden sind. Außerdem muss eine Sperre eine Länge von mindestens 20 Metern haben. So konstruierte Sperren bezeichnet der Bergmann als "konzentrierte Sperren". Es gibt aber auch aufgeteilte Sperren, die nicht an einem Ort konzentriert sind, sondern im gesamten Grubengebäude verteilt sind.<ref name="Quelle 8" /> Die Tröge, die sich innerhalb einer aufgeteilten Sperre in einem Bereich von drei Metern befinden, werden als Troggruppe bezeichnet.<ref name="Quelle 3" /> Der Abstand zwischen den einzelnen Trogbühnen kann bei einer aufgeteilten Sperre bis zu 30 Meter betragen. Bei aufgeteilten Sperren ist die Wassermenge jeder Trogbühne abhängig von dem Streckenquerschnitt und dem Abstand zwischen zweier Trogbühnen. So muss pro Kubikmeter Rauminhalt des Streckenabschnittes<ref group="ANM" name="Anm. EN 14591." /> mindestens ein Liter Wasser in der jeweiligen Sperre vorhanden sein.<ref name="Quelle 8" /> Neben den normalen Sperren gibt es noch als Bauart die Wassertrog-Schnellsperre.<ref name="Quelle 3" /> Solche Sperren werden bei Abdämmarbeiten unter Explosionsgefahr eingesetzt. Sie dienen dem Schutz der mit den Abdämmarbeiten beschäftigten Bergleute, um diese vor eventuell auftretenden Explosionen zu schützen. Wassertrog-Schnellsperren bestehen aus mindestens sechs übereinander angebrachten Wassertrogbühnen. Die Wassertrogbühnen werden am Streckenausbau befestigt. Pro Quadratmeter Streckenquerschnitt muss eine Wassertrog-Schnellsperre mindestens 60 Liter Wasser enthalten. Die verwendeten Wassertröge müssen mit mindestens 40 Liter Wasser gefüllt werden.<ref name="Quelle 8" />
Funktion[Bearbeiten]
Die Sperre ist so konstruiert, dass die mit Wasser gefüllten Tröge durch die vorauseilende Druckwelle zerstört werden.<ref name="Quelle 2" /> Durch die Druckwelle wird zunächst der Trogdeckel abgehoben und an der Firste zerstört.<ref name="Quelle 8" /> Das in den Trögen befindliche Wasser wird nun herausgeschleudert.<ref name="Quelle 1" /> Danach zerbricht der Wassertrog in mehrere Teile, und das Wasser verteilt sich nach oben. Zum Schluss platzt der Wassertrog komplett auseinander, und das noch darin befindliche Wasser spritzt heraus.<ref name="Quelle 8" /> Das Wasser verteilt sich nun gleichmäßig im gesamten Streckenquerschnitt.<ref name="Quelle 3" /> Die so entstandene Wasserwand kühlt die Flammen und löscht sie gleichzeitig ab.<ref name="Quelle 5" /> Dadurch ist nun die Explosionsübertragung unterbrochen<ref name="Quelle 3" />, und eine weitere Explosion in Form einer Kohlenstaubexplosion kann nicht mehr erfolgen.<ref name="Quelle 2" />
Einzelnachweise[Bearbeiten]
<references> <ref name="Quelle 1">Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.</ref> <ref name="Quelle 2">Heinrich Otto Buja: Ingenieurhandbuch Bergbautechnik, Lagerstätten und Gewinnungstechnik. 1. Auflage, Beuth Verlag GmbH Berlin-Wien-Zürich, Berlin 2013, ISBN 978-3-410-22618-5.</ref> <ref name="Quelle 3">Explosionsschutz in untertägigen Bergwerken - Schutzsysteme - Teil 2: Passive Wassertrogsperren. Europäische Norm EN 14591-2, Europäisches Komitee für Normung, Brüssel 2007, S. 1–6.</ref> <ref name="Quelle 4">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Zweiter Band, 10. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1962.</ref> <ref name="Quelle 5">Matthias Düngelhoff: Bloß keinen Staub aufwirbeln. In: Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (Hrsg.): BG GRCI.magazin. Nr. 1/2, Druck Neues Druckereigesellschaft mbH & Co. KG. (Kempen), Bochum Januar 2010, S. 18–19</ref> <ref name="Quelle 6"> Europäische Gemeinschaft für Kohle und Stahl - Hohe Behörde Kommission (Hrsg.): Achter Bericht des ständigen Ausschusses für die Betriebssicherheit und den Gesundheitsschutz im Steinkohlenbergbau. 1970, S. 18</ref> <ref name="Quelle 7">Steffenhagen, Meerbusch: Explosionsversuche mit Sperren und Dämmen II. In: Kommission der Europäischen Gemeinschaften (Hrsg.): Forschungshefte Kohle. Nr. 30, Luxemburg 1970, S. 9–33.</ref> <ref name="Quelle 8">Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1.</ref> <ref name="Quelle 9">Ernst-Norbert Risse: Wassertrog für Explosionssperren im untertägigen Grubenbetrieb. Patentschrift der L. Risse GmbH, Castrop-Rauxel 1996, Datum der Patenterteilung 24. Juli 1997, Dokumentationsnummer DE 19614735C1 24. Juli 1997.</ref> </references>
Siehe auch[Bearbeiten]
Weblinks[Bearbeiten]
Anmerkungen[Bearbeiten]
<references group="ANM">
<ref group="ANM" name="Anm. EN 14591.">Der Rauminhalt von Streckenabschnitten wird aus dem Produkt des mittleren Streckenquerschnitts und der dazugehörigen Länge berechnet. (Quelle: Explosionsschutz in untertägigen Bergwerken - Schutzsysteme - Teil 2: Passive Wassertrogsperren. Europäische Norm EN 14591-2)</ref>
</references>