Kohlenbunker unter Tage; Maßnahmen zur Beherrschung der Ausgasung

An die Bergämter des Landes NW

Betr.: Ausgasungsverhalten von Kohlenbunkern untertage und Maßnahmen zur Beherrschung
         der Ausgasung

Bezug: Rundverfügung vom 9.3.1972 - 18.32 I 13 -

Auf Grund einer Grubengaszündung an einem Kohlenbunker ließ das Landesoberbergamt im
Rahmen eines mit Landesmitteln geförderten Entwicklungsvorhabens das Ausgasungsverhalten
von Kohlenbunkern untersuchen. Aus den Untersuchungsergebnissen sind nachfolgend
wesentliche Zusammenhänge wiedergegeben:

• Der Restgasinhalt gebunkerter Kohle liegt mit 40 bis 50 % des ursprünglichen desorbierbaren
  Methaninhalts in der Regel zwischen 1 und 6 m³ /t. Bei einem zunächst untersuchten
  Körnungsdurchmesser von 0,4 bis 0,63 mm vermag die Gasabgabe unter Berücksichtigung
  der sich mit fortschreitender Zeit verringernden Ausgasung Größenordnungen zwischen
  2 und 200 l/t x min zu erreichen; die zeitliche Verringerung der Ausgasung ist daraus
  ersichtlich, daß das insgesamt desorbierte Methanvolumen zum Beispiel in ungünstigen Fällen
  in 10 Minuten etwa 1,2 m³ /t, in 100 Minuten etwa 2 m³ /t betragen kann.
   
• Je größer der Körnungsdurchmesser der Kohle ist, desto geringer ist die für die Gasabgabe
  maßgebende Ausgasungsgeschwindigkeit. Bei einem Körnungsdurchmesser von 3 mm wird
  etwa ein Drittel der Ausgasungsgeschwindigkeit erreicht wie bei einem Durchmesser von 0,4
  bis 0,63 mm. Oberhalb 3 mm besitzt der Körnungsdurchmesser jedoch nur noch einen geringen
  Einfluß auf die Ausgasungsgeschwindigkeit.
   
• Eine Feuchtehaut auf der Kohlenoberfläche vermag die Ausgasungsgeschwindigkeit stark zu
  verringern. Nach Zerstörung der Feuchtehaut (durch Trocknen oder Zerkleinern der Kohle)
  geben die Kohlen ihr Gas schnell ab. Beim Abrutschen der Kohlenböschung von vorher mit
  Wasser durchtränkter und bedeckter Kohle in einem etwa 5 m hohen Rohkohlenbecken sind
  Methanströme bis 4 m³ /min festgestellt worden.
   
• Der auf Grund des Wetterdruckabfalles durch das Schüttgut eines Bunkers gelangende
  Wetterstrom ist im allgemeinen klein (z.B. rund 0,5 m³ /min bei einem Bunkerdurchmesser
  von 5 m, einer Füllhöhe von 15 m und einem Druckabfall von 200 Pa).
  
• Das freie Volumen einer Kohlenschüttung beträgt etwa 33 % des Gesamtvolumens der
  Schüttung. In diesem Volumen sind in Bunkern Methangehalte bis etwa 50 % festgestellt
  worden.
   
• Beim Abziehen des Füllgutes am Bunkerfuß (Bunkerauslauf) gibt die Kohle große Gas-
  mengen ab. Bei einer Kohlenentnahme von rund 15 t/min ist am Bunkerfuß ein Methanzu-
  strom von 1,5 m³ /min festgestellt worden; in diesem Fall errechnete sich der Methangehalt
  im freien Volumen der Kohlenschüttung zu 30 %. Die Art des Abzugsvorganges
  (kontinuierlich oder intermittierend, Bildung und Einsturz von Haufwerksbrücken) kann
  den Methanzustrom maßgeblich beeinflussen.
  
• Am Bunkerkopf (Bunkereinlauf) ist mit Methanströmen in der Größenordnung von einigen
  hundert Litern je Minute zu rechnen. Sie werden hauptsächlich von der Bunkerfüllung, dem
  herabfallenden Fördergut, dem Auftrieb und vom Wetterdruckabfall beeinflußt.

Zur Beherrschung der Ausgasung an Kohlenbunkern sind bei der Prüfung von Anträgen oder
Betriebsplänen für die Errichtung und den Betrieb von Kohlenbunkern folgende Anforderungen
zugrunde zu legen:

1. Bunkereinläufe und -ausläufe müssen im durchgehenden Wetterstrom liegen.
    
2. Der Wetterstrom muß ständig ausreichen, auch stoßweise freiwerdende Methanmengen
   vorschriftsmäßig zu verdünnen.
    
3. Die Stabilität des Wetterdruckabfalls zwischen Bunkerfuß und Bunkerkopf oder umgekehrt
   muß sichergestellt sein.
    
4. An Bunkereinläufen und -ausläufen dürfen Bereiche mit geringer Wettergeschwindigkeit,
   wie Nischen, Kammern und sonstige wettertechnische Toträume, die sich zum Beispiel
   durch Form oder Anordnung von Ausbau und Einbauten ergeben können, nicht vorhanden
   sein.
    
5. Zur Vermeidung unzulässiger Gasgehalte im freien Bunkerraum oberhalb der Kohlen-
   schüttung ist eine Zwangsbewetterung ständig zu betreiben, wenn nicht für diesen Zweck
   der natürliche Wetteraustausch zwischen den Wettern im Bunker und dem Bunkerkopf
   vorbeiziehenden Wetterstrom (z.B. bei größen Lüftungsöffnungen) ausreicht. Nr. 2 gilt
   entsprechend.
    
6. Entstaubungsanlagen müssen so bemessen sein, daß der Methangehalt des Entstaubungs-
   stromes 1 % nicht überschreitet. Die Forderungen unter Nr. 2 und 5 müssen auch bei
   Stillstand von Entstaubungsanlagen erfüllt sein.
    
7. Der Wetterstrom nach Nr. 2 ist durch eine ortsfeste schreibende Wettergeschwindig-
   keitsmeßeinrichtung und der Druckabfall nach Nr. 3 durch eine ortsfeste schreibende
   Differenzdruckmeßeinrichtung zu überwachen, wenn Schwierigkeiten hinsichtlich der
   Stabilität der Bewetterung nicht auszuschließen sind.
    
8. Der Methangehalt der Wetter ist zumindest während eines für eine umfassende Beurteilung
   der Ausgasungsverhältnisse angemessenen Zeitraumes nach der Inbetriebnahme ständig
   zu überwachen. Wenn nicht auf Grund der Überwachungsergebnisse unzulässige Methan-
   gehalte ausgeschlossen werden können, sind mindestens die Wetter- und Entstaubungs-
   ströme nach Nr. 2 und 6 durch ortsfeste schreibende CH₄-Meßeinrichtungen zu überwachen.
    
9. Durch die Meßeinrichtungen nach Nr. 7 und 8 muß bei Erreichen des vorgeschriebenen
   bzw. festzulegenden Grenzwertes an einer ständig besetzten Stelle (z.B. Sicherheitswarte)
   ein akustisches und optisches Warnsignal ausgelöst werden. Durch die Meßeinrichtungen
   nach Nr. 8 muß erforderlichenfalls auch die selbsttätige und unverzögerte Abschaltung der
   elektrischen Anlagen ausgelöst werden, zu denen Wetter mit unzulässigen Methangehalten
   gelangen können.
    
10. Die Zwangsbewetterung nach Nr. 5 und die Entstaubungsanlagen nach Nr. 6 sind so zu
    überwachen, daß bei bedenklichen Betriebsstörungen (z.B. Unterschreiten eines festzu-
    legenden Mindestwetterstromes) an der ständig besetzten Stelle ein akustisches und
    optisches Warnsignal ausgelöst wird, soweit eine gleichwertige Überwachung nicht an Ort
    und Stelle sichergestellt ist.

Bei vorhandenen Kohlenbunkern ist zu prüfen, inwieweit die vorstehenden Anforderungen erfüllt
sind und gegebenenfalls das Erforderliche zu veranlassen.

Sofern noch ein Bunkereinlauf oder -auslauf in einem sonderbewetterten Grubenbau liegen sollte,
sind die Unterlagen mit Angaben über Verbesserungsmaßnahmen dem Landesoberbergamt
vorzulegen. Als Sofortmaßnahme ist ein Wetterstromwächter mit Differenzdruckgeber zu verwenden,
durch den bei Erreichen eines festzulegenden Grenzwertes für den Mindestwetterstrom außer der
selbsttätigen und unverzögerten Abschaltung der elektrischen Anlagen im sonderbewetterten Bereich
auch an der ständig besetzten Stelle ein akustisches und optisches Warnsignal ausgelöst wird.

Sofern sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Beurteilung der Ausgasung, Bewetterung oder
Überwachung ergeben, bitte ich, die Prüfstelle für Grubenbewetterung der Westfälischen Berg-
gewerkschaftskasse hinzuzuziehen. Für Kohlenbunker im Zusammenhang mit Fahrdrahtbahnanlagen
oder elektrischen Anlagen mit nichtschlagwettergeschützten Betriebsmitteln ist die im Sammelblatt
unter A 2.11 veröffentlichte Rundverfügung vom 14.6.1977 - 16.1-1-13 - zu beachten.

Die Rundverfügung vom 9.3.1972 - 18.32 I 13 - (nicht im Sammelblatt veröffentlicht) wird hiermit
aufgehoben.

Dortmund, den 20.6.1979

Landesoberbergamt NW

C o e n d e r s