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Titel
Steinkohle
(Schwarzkohle), im petrographisch-technischen
Sinn die schwarzen, kohlenstoffreichen, an
Wasserstoff und
Sauerstoff
armen
Kohlen; im geologischen
Sinn die
Kohlen der ältern
Formationen vom
Silur bis einschließlich der
Kreideformation,
[* 2] vorzüglich diejenigen der
Steinkohlenperiode. Beide
Begriffe decken sich meist insofern, als die ältern
Kohlen der
Regel nach
auch die kohlenstoffreichern sind; indes tragen eine
Reihe jüngerer (tertiärer)
Kohlen den petrographischen
Charakter der
S.
an sich, während umgekehrt
Kohlen, welche nachweisbar der
Steinkohlenformation angehören,
Braunkohlen zum Verwechseln ähnlich
sehen.
Die S. im petrographisch-technischen Sinn des Wortes ist eine dunkel gefärbte, undurchsichtige, höchstens in kleinen Splittern durchscheinende amorphe Masse von Glas- und Fettglanz;
Härte 2-2,5, spez. Gew. 1,2-1,7;
sie färbt heiße Kalilauge im Gegensatz zur Braunkohle nicht oder unbedeutend;
an der offenen Flamme [* 3] verbrennt sie unter brenzligem Geruch (Unterschied von Anthracit).
Die Hauptbestandteile sind: Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H), daneben etwas Stickstoff (N), Schwefel (S), Bitumen und Asche (in reinen Kohlen unter 0,5 Proz.). Die quantitative Zusammensetzung der S. zeigt bedeutende Schwankungen, und an verschiedenen Stellen desselben Flözes entnommene Proben zeigen kaum je gleiche Zusammensetzung. Von den Aschebestandteilen abgesehen, kann man folgende Grenzwerte annehmen: 55-98 Proz. Kohlenstoff, 1,75-7,85 Proz. Wasserstoff, 0-38 Proz. Sauerstoff, Spuren bis 2,0 Proz. Stickstoff. Bei Abschluß der Luft erhitzt, liefern die Kohlen je nach ihrer chemischen Zusammensetzung und der Temperatur in sehr verschiedenen Mengen: Kohlenwasserstoffgase (namentlich Methan und Äthylen), Wasserstoff, Kohlensäure, Kohlenoxyd, Stickstoff, Schwefelwasserstoff, Teerdämpfe (bestehend aus Kohlenwasserstoffen, Phenolen und ¶
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Basen), Ammoniak und Wasserdämpfe. Als accessorische Begleiter der Kohle finden sich: Schieferthon, Kalkspat, [* 5] Gips, [* 6] Nakrit, Quarz, Eisenspat, Eisenkies, [* 7] Bleiglanz, Kupferkies. Von diesen Beimengungen verringert der Eisenkies den Wert der Kohle als Brennmaterial, und wo er in größern Mengen auftritt, zwingt er zu einem Abschwefeln der Kohlen; er kann aber auch durch die mit seiner Zersetzung verbundene Temperaturerhöhung zu Selbstentzündungen der Kohle führen. Es wird deshalb in den Kohlengruben auf das möglichst sorgsame Fördern des sogen. Grubenkleins Gewicht gelegt.
Kohlenbrände entstehen, da sie die Mitwirkung der Atmosphäre voraussetzen, meist in dem Abbau unterworfenen (verritzten)
Flözen, während unverritzte Flöze, namentlich an ihrem Ausgehenden (Kohlenausstrichen), derselben Gefahr
ausgesetzt sind. Bei den Kohlenbränden wird die Kohle teils vollkommen verbrannt, teils in Koks umgewandelt; die begleitenden
Schieferthone werden gefrittet (Kohlenbrandgesteine, Porzellanjaspis) und eine Reihe von Sublimationsprodukten (Salmiak, Schwefel,
Alaun)
[* 8] gebildet. Die Bekämpfung einmal ausgebrochener Kohlenbrände muß sich auf Isolierung der entzündeten Partien durch
Abbau der benachbarten Flözteile und Errichtung trennender Mauern beschränken. - Nach äußern mineralogischen
Merkmalen unterscheidet man unter den
Steinkohlen schieferige Varietäten (Schieferkohle), dünnblätterige (Blätterkohle),
zu unregelmäßigen parallelepipedischen Formen zerfallende (Grobkohle), faserige (Faserkohle), erdige, stark abfärbende (Rußkohle),
pechschwarze, lebhaft fettglänzende von muscheligem Bruch (Pechkohle).
Weitere Abarten sind: die Kannelkohle (Cannel Coal, Candle Coal), eine schwer zersprengbare, gräulichschwarze Kohle;
Glanzkohle mit muscheligem Bruch und stark glänzenden, öfters regenbogenartig angelaufenen Absonderungsflächen.
In der Technik unterscheidet man nach dem Verhalten der Kohle im Feuer: Backkohlen, Sinterkohlen und Sandkohlen, zu welchen Arten noch die Gaskohlen, bald den einen, bald den andern nahestehend, als reichlich Leuchtgas [* 9] liefernde hinzukommen. Das Pulver der Backkohlen (fette Kohlen) liefert beim Erhitzen eine gleichmäßig zusammengeschmolzene Masse (Koks), die Sinterkohlen eine weniger gleichmäßige und weniger feste, nicht eigentlich geschmolzene, sondern nur »zusammengesinterte« Masse; die Sandkohlen (magere Kohlen) endlich liefern ein Pulver ohne Zusammenhang.
Fleck versuchte dieser rein empirischen Einteilung einen wissenschaftlichen Hintergrund zu geben. Er unterschied den Wasserstoff in der S. als gebundenen und als disponibeln, von welchen der erstere denjenigen Bruchteil des Gesamtgehalts darstellt, der mit dem gleichzeitig vorhandenen Stickstoff und Sauerstoff zu Ammoniak und Wasser verbunden gedacht werden kann, während der Überschuß an Wasserstoff »disponibel« bleibt. Nach Fleck sind alle Kohlen, welche auf 1000 Gewichtsteile Kohlenstoff über 40 Teile disponibel und unter 20 Teile gebundenen Wasserstoff enthalten, verkohlbar und bilden die Backkohlen. 40 Teile disponibler und über 20 Teile gebundener Wasserstoff geben Back- und Gaskohle; weniger als 40 Teile disponibler und mehr als 20 Teile gebundener Wasserstoff sind in Gas- und Sinterkohlen enthalten; Sinterkohlen und Anthracite enthalten weniger als 40 Gewichtsteile disponibeln und weniger als 20 Teile gebundenen Wasserstoff. Da diese Unterschiede nicht hinreichend scharf durchführbar sind, so hat Gruner eine neue Klassifikation gegeben, indem er fünf Typen unterscheidet, deren Zusammensetzung und Verhalten in folgender Tabelle angegeben sind; an den Grenzen [* 10] gehen dieselben ineinander über.
|Klassen||Zusammensetzung||O:H||Spezifisches Gewicht||Wärmeeffekt Wärmeeinheiten||Wasserverdampfung Kilogr.||Flüchtige Bestandteile||Verhalten bei der Destillation|
|C||H||O||Koks||Beschaffenheit der Koks||Gas||Ammoniak Wasser||Teer|
|1) Trockne Kohlen mit langer Flamme (Sandkohlen)||75-80||5.5-4.5||19.5-15||4-3||1.25||8000-8500||6.7-7.5||45-40||50-60||pulverförmig od. höchstens gefrittet||20-30||12-5||18-15|
|2) Fette Kohlen mit langer Flamme (Gaskohlen, Sinterkohlen)||80-85||5.8-5||14.2-10||3-2||1.28-1.30||8500-8800||7.6-8.3||40-32||60-68||geflossen, aber sehr aufgebläht||20-17||5-3||15-12|
|3) Fette oder Schmiedekohlen (Backkohlen)||84-89||5-5.5||11.5-5.5||2-1||1.30||8800-9300||8.4-9.2||32-26||68-74||geflossen, mitteldicht||16-15||3-1||13-10|
|4) Fette Kohlen mit kurzer Flamme (Verkokungs-K.)||88-91||5.5-4.5||6.5-5.5||1||1.30-1.35||9300-9600||9.2-10||26-18||74-82||geflossen, sehr kompakt, wenig blasig||15-12||1-1||10-5|
|5) Magere Kohlen od. Anthracite mit kurzer Flamme||90-93||4.5-4||5.5-3||1||1.35-1.4||9200-9500||9-9.5||18-10||82-90||gefrittet oder pulverförmig||12-8||1-0||5-2|
Diese fünf Typen charakterisieren sich schon durch äußere Kennzeichen, welche aber durch Erhitzen bei Abschluß der Luft
(trockne Destillation)
[* 11] kontrolliert werden müssen. Die den Braunkohlen sich nähernden
Steinkohlen mit langer Flamme sind verhältnismäßig
hart, beim Anschlagen klingend, zäh, von unebenem Bruch, matt schwarz und von mehr braunem als schwarzem
Strich. Mit abnehmendem Sauerstoff und damit abnehmender Produktion von Wasser beim Destillieren wird die Kohle zerreiblicher,
weniger klingend, schwärzer und dichter.
Der Glanz nimmt mit dem Wasserstoffgehalt und damit auch das Agglomerationsvermögen zu. Die den Anthraciten sich nähernden
Kohlen sind rein schwarz und im allgemeinen ein wenig mürber als fette Kohlen mit kurzer Flamme. Die Eigenschaften
werden indes durch erdige Beimengungen alteriert. Dichtigkeit und Härte wachsen mit dem Aschengehalt, während der Glanz sich
vermindert. Die Brennbarkeit und die Länge der Flamme hängen von der Gegenwart flüchtiger Elemente ab. Die den Braunkohlen
sich nähernden
Steinkohlen entzünden sich leicht und brennen mit langer, rußiger Flamme. Die an flüchtigen
Bestandteilen ärmern, namentlich wasserstoffarmen, Kohlen
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entzünden sich, verbrennen weniger leicht und halten lange an. Die Flamme ist kurz und wenig rauchig.
Die
Steinkohlen finden sich, soweit es sich um größere, technisch wichtige Massen handelt, in Schichten (Flözen), häufig
in mehrfachem Wechsel, zwischen andern Gesteinen (Schieferthonen und Sandsteinen). Das ganze Schichtensystem ist ältern Gesteinen
gewöhnlich muldenförmig eingelagert (
Steinkohlenbecken, Steinkohlenmulden). Ein Kohlenfeld ist die Gesamtheit
bauwürdiger Flöze in horizontal ununterbrochenem Zusammenhang oder doch nur durch Verwerfungen getrennt, welche den ursprünglichen
Zusammenhang trotz der Trennungen erkennen lassen.
Untergeordnete, technisch gewöhnlich wertlose Vorkommnisse sind die in Form kleiner Lager, [* 13] Nester, Schmitzchen, als einzelne Stämme und Stammfragmente. Die Flöze eines Kohlenfeldes sind nach Lage und Mächtigkeit außerordentlich verschieden. Als unterste Grenze der Bauwürdigkeit wird gewöhnlich 0,6 m Mächtigkeit angegeben, aber auch hier kann das Auftreten mehrerer Flöze übereinander die Verhältnisse ändern. Es sind bis 30 m mächtige Kohlenflöze bekannt, doch treten die bedeutendern Mächtigkeiten mehr bei lager- oder stockförmigen Einlagerungen als bei eigentlichen Flözen auf.
Häufig stören Verwerfungen die ursprüngliche Lage und unterbrechen den Zusammenhang der Flöze. Solche Faltungen, Knickungen,
Überkippungen und Verschiebungen der Flöze bereiten dem Abbau oft enorme Schwierigkeiten. Erfahrungsmäßig gehören die meisten
und wichtigsten
Steinkohlen dem Alter nach der Steinkohlenformation (s. d.) an, obgleich sie den andern Formationen
nicht fehlen und hier wenigstens lokal ebenfalls Wichtigkeit erhalten können. So führen das Silur und Devon
[* 14] mitunter anthracitische
Flöze; im Rotliegenden, namentlich dem untern, tritt bauwürdige Kohle in der Saargegend, in Sachsen
[* 15] etc. auf; ein Teil der
ostindischen und chinesischen Kohlenschätze und einige nordamerikanische Flöze sind triasisch, in Deutschland
[* 16] gehört
dem untern Keuper die meist unbauwürdige sogen. Lettenkohle an. In Polen sind Keuperkohlen bauwürdig.
Der Liasformation gehören die für Ungarn [* 17] sehr wichtigen Ablagerungen von Steyerdorf und Fünfkirchen [* 18] an. England, Polen, Rußland und Persien [* 19] besitzen ebenfalls jurassische Kohlen. Eine für Norddeutschland sehr wichtige Kohle liegt in den Grenzschichten zwischen Jura und Kreide, [* 20] in der Wealdenformation im Teutoburger Wald, Wesergebirge und links der Weser und im Deister. In der noch jüngern Kreideformation sind bauwürdige Kohlen sehr selten. In Deutschland sind als abbauwürdig nur ein paar dünne Flöze am Altenberg bei Quedlinburg [* 21] sowie an einigen Orten (besonders bei Ottendorf) im Regierungsbezirk Liegnitz [* 22] zu nennen.
Österreich
[* 23] gewinnt aus der der gleichen Formation angehörigen Mulde der Neuen Welt bei Wiener-Neustadt jährlich gegen ½ Mill.
Ztr. Noch jüngere Kohlen, welche nach ihren petrographischen Eigenschaften ebenfalls als
Steinkohlen (Pechkohlen) bezeichnet
werden müssen, während sie im geologischen Sinn Braunkohlen darstellen, finden sich als lokale Abänderungen typischer Braunkohlen
in vielen Tertiärbecken, so unter andern Orten in Böhmen
[* 24] und Oberbayern.
Die
Steinkohlen stammen ohne Zweifel von pflanzlichen (nur selten und untergeordnet von tierischen) Organismen ab, welche
einem langsamen Verkohlungsprozeß unterlegen sind. Dieser Prozeß verlief unter Entwickelung von wasserstoff- und sauerstoffreichen
Gasen und mußte mithin einen kohlenstoffreichen Rückstand,
die S., liefern. Am frühsten ist der
Zusammenhang zwischen Kohlen und Pflanzen wohl von Scheuchzer (gest. 1733) betont worden; bestimmter und den heutigen Ansichten
sich vollkommen anschmiegend, betonte v. Beroldingen 1778 den Zusammenhang zwischen Torf, Braunkohle und S., Hutton (1785) und
Williams (1798) stellten für die englische Kohle gleiche Hypothesen auf.
Das meiste Beweismaterial zur Stützung der jetzt herrschenden Ansicht brachte aber Göppert bei. Ein Vergleich der mittlern chemischen Zusammensetzung der Holzfaser, des Torfs, der Braunkohle, der S. und des Anthracits zeigt, daß diese fünf Körper in der genannten Folge eine Reihe bilden, in welcher ein an Kohlenstoff relativ armer, an Wasserstoff und Sauerstoff reicher Körper allmählich andern Substanzen weicht, die immer reicher an Kohlenstoff, ärmer an Sauerstoff und Wasserstoff sind. Es ist nämlich die mittlere prozentige Zusammensetzung der genannten Körper:
|C||H||O||N|
|Holzfaser||50||6.0||43.0||1.0|
|Torf||59||6.0||33.0||2.0|
|Braunkohle||69||5.5||25.0||0.8|
|Steinkohle||82||5.0||13.0||0.8|
|Anthracit||95||2.5||2.5||Spur|
Führt man statt Gewichtsprozente Atome ein und berechnet unter Vernachlässigung des Gehalts an Stickstoff den Wasserstoff- und Sauerstoffgehalt auf je 100 Atome Kohlenstoff, so erhält man:
|C||H||O|
|Holzfaser||100||150||65|
|Torf||100||115||40|
|Braunkohle||100||96||27|
|Steinkohle||100||80||12|
|Anthracit||100||27||2|
welche Zahlen die Abnahme des Wasserstoffs und Sauerstoffs noch deutlicher zeigen. Erfahrungsmäßig entwickeln sich in Torfmooren,
in Braunkohlen- und
Steinkohlengruben Gase
[* 25] und Dämpfe, welche, wie das Grubengas (CH4) ^[(CH4)] Kohlensäure (CO2) ^[(CO2)]
und Wasser (H2O) ^[(H2O)], Wasserstoff und Sauerstoff neben Kohlenstoff enthalten. Es sind dies jene
Gase, welche als schlagende und stickende Wetter
[* 26] in erster Linie den
Steinkohlenbergbau so gefährlich machen, daß im Durchschnitt
jährlich 3-4 pro Mille aller Bergleute das Leben einbüßen, und daß für jede 1½ Mill. Ztr. geförderter S. ein Menschenleben
geopfert werden muß.
Diese Gase entziehen aber, wie ihre chemische Formel zeigt, bei ihrer Bildung dem Mutterkörper mehr Wasserstoff und Sauerstoff als Kohlenstoff, so daß der letzte Rest eines solchen Verkohlungsprozesses ein nur aus Kohlenstoff bestehender Körper sein muß. Erhitzt man Holz [* 27] in verschlossenen Röhren, [* 28] so erhält man bei 200-280° eine der Holzkohle, bei 300° eine der S. ähnliche Masse, die bei 400° anthracitartig wird. Hierher gehören auch die vielfältigen Beobachtungen, nach welchen das Holz der Grubenzimmerung in mitunter überraschend kurzer Zeit in eine der Braunkohle ähnliche Masse umgewandelt wird.
Einem gleichen Prozeß unterliegen Stämme, welche in Torfmoore geraten sind, und die tiefsten Schichten der Moore selbst liefern den Speck- oder Pechtorf, eine an Braunkohle oder noch mehr an S. erinnernde Masse. Den vollgültigsten Beweis gibt endlich das Mikroskop, [* 29] indem es an zahlreichen Präparaten nicht nur die pflanzliche Natur der Kohlen im allgemeinen zeigt, sondern auch die systematische Stellung der kohlebildenden Pflanzen bestimmen läßt. Diese ¶
Im Merck`s Warenlexikon, 1884
Steinkohle
(franz. houille oder charbon de terre; engl. coal oder pitcoal), ein Brennmaterial, dessen eminente Wichtigkeit für Industrie und Verkehr der Gegenwart und somit für die ganze Gestaltung der heutigen Zustände des Völkerlebens speziell darzulegen, überflüssig sein würde. Sie ist vor allem der Hebel zur Gewinnung des Hauptelementes Eisen; im Bunde mit dem Wasser treibt sie die Kraftmaschinen, welche unsre Eisenbahnzüge und Dampfschiffe bewegen und in zahllosen Fabriken verschiedenster Art mit Millionen von Pferdekräften arbeiten; sie liefert die Schmelz-, Glüh- und Siedehitze zu den mannigfachsten technischen Zwecken, und als Heizmaterial in den Wohnungen greift sie in dem Maße mehr Platz, wie das Holz seltner und teurer wird.
Aus der Kohle stellen wir endlich die Gase dar, die uns Häuser und Straßen mit dem schönsten Licht erhellen und aus dem
hierbei entstehenden Teer fabriziert man zahlreiche prachtvolle Farben, während das gleichzeitig auftretende
Gaswasser jetzt fast die alleinige Quelle für die Herstellung des Ammoniaks abgibt. In den
Steinkohlenschätzen, die jetzt
meist sehr tief
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im Erdinnern stecken, haben wir die Überreste einer urweltlichen, von der jetzigen ganz verschiednen Pflanzenwelt vor uns. Aus den Versteinerungen, Abdrücken und Strukturen, die sich im Steinkohlengebirge und in der Kohle selbst, wenigstens in der Blätterkohle, reichlich vorfinden, hat man sich eine Steinkohlenflora konstruiert, wonach Sumpfwaldungen kryptogamischer Gewächse, in einer feuchtheißen Atmosphäre zu Bäumen aufgeschossene Farnkräuter, Schachtelhalme oder solchen vergleichbare Gebilde den Stoff zu den Kohlen geliefert haben.
Man denkt sich nicht, daß zur Bildung der Kohle besonders hohe Hitzegrade mitgewirkt hätten, sondern glaubt, daß die Zersetzung der Pflanzenfaser unter Luftabschluß und dem mächtigen Druck der auflagernden Niederschlagsmassen von Sand und Schlamm eine ganz allmähliche gewesen, indes jene Massen sich in Stein verwandelten. In der so entstandenen Kohle besitzen wir aber einen bessern Brennstoff als ihn die ursprünglichen Hölzer oder andern Gewächse abgeben konnten.
Die brennbare Masse findet sich in den Kohlen auf ein weit kleineres Volumen zusammengedrückt und die Kohle ist beiläufig doppelt so reich an Kohlenstoff als Holz, sodaß also die Verkohlungsprozesse vorzugsweise die Ausscheidung von Sauerstoff und Wasserstoff bewirkt haben. Der Kohlenstoffgehalt seinerseits wurde teilweise zur Bildung von Kohlensäure und Kohlenwasserstoffgas (schlagende Wetter), wahrscheinlich auch Erdölen, in Anspruch genommen, da er sonst noch höher sein würde. Der Kohlenstoffgehalt geht je nach der Kohlenart von 74-88% (Wasserstoff 3½-2¾, Sauerstoff nebst etwas Stickstoff 20-8%).
Solche reine Kohle, bei welcher also auf den Aschengehalt nur 1-2% kommen, ist indes nicht gerade häufig; meistens geben die Kohlen weit mehr Asche und es treten dann für obige Zahlen entsprechend geringere ein. Die englischen Kohlen geben 2,6-4,9% Asche, bei den preußischen wurde als größte Menge 14,05, als kleinste 1,4 gefunden. In Sachsen haben die Pech- und Rußkohlen 8½-9½ die Schieferkohlen von 20-66% Unverbrennliches. Es ist aber die sog. Steinkohlenasche keineswegs mit einer Holzasche zu vergleichen, sondern sie besteht mehr aus Mineralsubstanzen, die sich erst während der Kohlenbildung einmischten.
Bemerkenswert ist, daß in dem Vorkommen der Kohlen in ganz verschiednen Weltgegenden die Verhältnisse überall die gleichen sind und auch die Steinkohlenflora dieselbe ist, woraus wohl gefolgert werden muß, daß zur Zeit, in der diese Flora entstand, das Klima auf der ganzen Erde ein gleiches gewesen sei. Die Kohle findet sich mit bestimmten Gesteinsarten zusammen und abwechselnd gelagert, und man hat ebendeshalb diese geologische Gruppe die Steinkohlenformation oder karbonische Formation genannt. Zwar kommen auch in andern Formationen abbauwürdige Kohlenlager vor, wie z. B. in der Grafschaft Schaumburg und im Fürstentum Bückeburg in der sog. Wealdenformation, aus welcher ganz vorzügliche Kohlen gewonnen werden; im ganzen aber sind diese außergewöhnlichen Vorkommnisse doch nur unbedeutend.
Die Begleiter der Kohle sind geschichtete oder sedimentäre, d. h. aus Wasser niedergeschlagene Gebirgsarten. Das Fundament der eigentlichen Kohlenformation bildet in einigen Gegenden, z. B. in England, ein Kalkstein (Kohlenkalk), auf welchem Schichten von Sandstein und Schieferthon abwechselnd mit Kohlenschichten lagern; in Deutschland fehlt der Kohlenkalkstein. Die Decke der Kohlenformation bildet in der Regel das Rotliegende.
Die Kohlenschichten, welche also bei Durchschnitten als Querstreifen erscheinen, nennt man Flötze; in ihrer Zahl und Mächtigkeit (Dicke) herrscht die größte Verschiedenheit; je zahlreicher sie auftreten, desto schwächer pflegen sie zu sein. Es gibt Kohlenschichten, die gleichsam nur als dünne Häutchen zwischen den Gesteinen liegen und sich in den Gruben wie dünne Fäden weithin verfolgen lassen. Um abbauwürdig zu sein, müssen die Flötze natürlich eine gewisse Mächtigkeit haben;
liegt zwischen mehreren schwachen Flötzen nur wenig Zwischengestein, so können sie auch zugute gemacht werden. In den westfälischen Gruben, wo die Zahl der Flötze über einander 20-70 beträgt, sind die brauchbaren nur zwischen 6 und 12 dm dick;
bei Zwickau sind 9-10 verschiedne Flötze vorhanden von 1,8-2,4 m Mächtigkeit;
das tiefe Planitzer Flötz hat aber 6-7 m, das Rußkohlenflötz 9 m Mächtigkeit. An andern Orten steigt die Zahl der Flötze selbst bis über 100, so bei Mons auf 115, in einer Gegend des Saarbrücker Kohlenreviers auf 164 mit einer Gesamtmächtigkeit von 101 m, denn diese und natürlich nicht die Zahl ist die Hauptsache.
Die Schichten liegen, wo sie nicht nachgängig gestört sind, ganz horizontal und bedecken meist in gleichbleibender Stärke oft weite Strecken. In den meisten Fällen sind freilich diese ebnen Lagen durch spätere Erdrevolutionen, durch das Empordringen feurig flüssiger Massen, mehr oder weniger gestört, die Schichten verbogen und verworfen (Verwerfungen) geknickt, schräg gestellt etc., sodaß hierdurch das Ausbringen der Kohle oft bedeutend erschwert wird. Hie und da werden mit den Kohlen zugleich gute Eisenerze gefunden und dieses günstige Zusammentreffen erhöht dann natürlich den Wert beider Mineralien gar sehr.
England namentlich verdankt diesem Umstande zum großen Teil den Aufschwung seiner Eisenindustrie, und dieselbe Ursache und Wirkung findet sich wiederholt in Rheinpreußen. Die Kohlenlager von einiger Ausdehnung bilden im ganzen in der Regel flache Mulden (daher Kohlen-Becken oder -Bassin), d. h. ihre Grenzränder schlagen sich aufwärts, nach der Oberfläche zu und treten zuweilen zu Tage aus. Die Kohle kann also den Leuten älterer Zeit nicht unbekannt geblieben sein.
Griechenland und Italien freilich haben gar keine Kohlenfelder. Nach einer Notiz soll in der Lütticher Gegend der Gebrauch der Kohle zum Schmieden ums Jahr 1000 begonnen haben. Im allgemeinen wurde die Kohle als ein unsauberer Gegenstand betrachtet, an den man sich nur langsam gewöhnen mochte. Es ist dies auch ganz erklärlich, denn die oberflächlich erschürften Kohlen sind in der Regel die schlechtesten, aber ¶
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überall betrieb man natürlich erst durch lange Zeiten einfache Kohlengräberei in geringer Tiefe und geregelter bergmännischer Tiefbau konnte sich nur allmählich einführen; in Schlesien geschah dies eigentlich erst durch Friedrich den Großen. Erst zu Anfang des 14. Jahrhunderts kamen aus den englischen Gruben Kohlen nach London und wurden anfänglich nur von Schmieden, Brauern, Seifensiedern etc. gebraucht; das Publikum wurde aber der Neuerung mit ihrem Qualme so abhold, daß der König den Gebrauch der Kohle bei Strafe verbieten mußte. -
Die Kohle wird nach verschiednen Beziehungen in Arten oder Sorten eingeteilt; in technischer Hinsicht unterscheidet man zunächst fette und magere und versteht unter der erstern solche, welche in der Hitze viel flüchtige Produkte gibt. In England unterscheidet man Backkohle, Splint- oder harte Kohle, Kirschkohle (diese Benennung wegen der schwarzglänzenden Oberfläche) oder weiche Kohle, Kännel- und Bogheadkohle. Die Kännel-(Fackel-)kohle gehört zu den Sandkohlen, ist sehr leicht entzündlich und brennt mit schön weißer, langer, kerzenartiger Flamme. Die schottische Bogheadkohle ist weniger eine S., als ein brauner bis schwarzer Brandschiefer, sehr fest und nicht abfärbend, leicht entzündlich und mit großer heller und rußender Flamme brennend. Beide Sorten sind wegen ihrer großen Ausgiebigkeit an flüchtigen Stoffen vortreffliche Gaskohlen.
In Deutschland unterscheidet man nach dem Verhalten der Kohlen in der Hitze Back-, Sinter- und Sandkohle. Die erstere schmilzt in der Hitze und entwickelt reichlich Gas; ihre Koks sind blasige Massen von andrer Form als sie die Kohle hatte. An der Luft verbrannt, gibt diese eine lange gelbe Flamme, verlöscht aber leicht und verstopft häufig die Feuerroste. Sie ist sehr dienlich zur Bereitung von Gas und Koks. Sinterkohle zerfällt beim Erhitzen leicht in kleine Stücke, die dann zusammensintern, ohne eigentlich zu schmelzen; sie bildet das Mittelglied zwischen Back- und Sandkohle. Diese letztere, auch Splint- oder Hartkohle genannt, ist auf dem Querbruche entweder splittrig oder sandig, spaltet dagegen in der Länge ziemlich eben; sie entzündet sich schwieriger als die beiden vorigen, brennt mit wenig Flamme und ändert beim Verkoken ihre Form nicht.
Nach einer andern Einteilungsweise unterscheidet man Pechkohle, Grob-, Schiefer-, Ruß-, Faserkohle und Anthracit; manche Kohlen lassen sich indes nur schwer in einem dieser Fächer unterbringen. Die deutsche Pechkohle gehört zu den Back- und Sinterkohlen, ist die gewöhnlichste, schwarz und pechglänzend, nicht abfärbend, mit muschligem Bruch, leicht entzündlich. Die Rußkohle ist weich, glanzlos, oft beinahe erdig, stark abfärbend, die Schieferkohle aus parallelen Lagen geschichtet, deren Oberflächen teils stark glänzend, teils matt sind; ihr Bruch ist gewöhnlich würflig oder auch splittrig. Aus den dicksten Lagen bestehend heißt sie Grobkohle, Blätterkohle dagegen, wenn sie aus dünnen Lamellen zusammengesetzt ist.
Der Anthracit ist eine harte, schwarz glänzende Masse von muschligem Bruch, die am meisten von der Natur eines Steins an sich hat. Er besteht fast ganz aus Kohlenstoff (92-97%), ist nur schwer entzündlich und verbrennt langsam ohne Flamme und Rauch. Diese Varietät der S., als hitzegebendes Material sehr wertvoll, zu Gas ganz untauglich, kommt in Europa nur spärlich vor und ist daher hier von weniger Bedeutung, wogegen sie sich in Nordamerika, namentlich in Pensylvanien, in großen Massen findet. -
Je nach dem Kaliber unterscheidet man Stückkohlen, die größten Stücke, Würfelkohle, Knorpelkohle, Kohlenklein. Aus dem letztern und aus Staubkohle preßt man jetzt häufig im Gemisch mit gemahlenem Teer- oder Braunkohlenpech als Bindemittel, Ziegel, sog. Briquettes, die ein sehr gutes Brennmaterial abgeben. -
Auch die Kohle selbst unterwirft man nicht selten einem Waschprozess, welcher bezweckt, die ihr anhängenden fremden Bestandteile, die die Verbrennung erschweren und die Aschenmenge zu sehr vermehren würden, und den feinen Kohlenstaub möglichst zu entfernen. Es geschieht dies auf demselben Wege wie das Waschen der Erze, meistens mittels sog. Siebsetzmaschinen. Solche Waschkohle wird häufig im Saarbrückschen, der Ruhrgegend, in Belgien, in Sachsen bereitet. -
Ohne auf die Steinkohlenverhältnisse außereuropäischer Länder näher einzugehen, sei doch bemerkt, daß das kohlenreichste Land der Erde Nordamerika ist. Die dortigen Kohlenbecken - Pechkohle und Anthracit - ergeben zusammen eine Fläche von mindestens 6000 deutschen Quadratmeilen. Dort ist Vorrat auf Jahrtausende und das jetzige Ausbringen, wenn auch zu etwa 700 Mill. Ztr. anzunehmen, erscheint im Verhältnis ganz unbedeutend. China ist ebenfalls in mehreren seiner Provinzen sehr kohlenreich und S. bildet dort seit uralten Zeiten ein gewöhnliches Brennmaterial, wogegen man in Ostindien den Stoff nicht kannte oder nicht achtete, denn erst in neurer Zeit haben dort die Engländer Gruben in Betrieb gesetzt und gewinnen schon bedeutende Massen für Eisenbahnen und Dampfschiffahrt. -
In Europa hat bekanntlich Großbritannien die reichsten Kohlenschätze, um so wertvoller, als die Becken auch leicht zugänglich sind, teils direkt zur See, teils durch ein hoch entwickeltes Kanal- und Eisenbahnsystem. In Schottland, England und Wales liegen die hauptsächlichsten Kohlenfelder;
Irland liefert das wenigste. -
Nächst England ist Deutschland am meisten mit Kohlen gesegnet, dann folgt Belgien; Frankreich hat für seinen Bedarf auf eigenem Boden bei weitern nicht genug und muß bedeutende Einfuhren machen; es ist für England der stärkste Abnehmer. Die drei erstgenannten Länder führen aus und suchen ihre Ausfuhr zu vermehren. Nach Deutschland (Stettin und andre nördliche Häfen) gelangen zwar noch englische Steinkohlen, aber die Einfuhr ist im Abnehmen und wird in Zukunft durch inländische Kohle wahrscheinlich ganz entbehrlich gemacht werden. Die hierzu nötige wohlfeile Eisenbahnfracht - 1 Pfennig pro Zentner und Meile - welche auf den norddeutschen Bahnen gilt, ist auch für die Zwickauer Kohlen in nördlicher Richtung gewährt worden. Seit Eröffnung ¶
Im Brockhaus` Konversationslexikon, 1902-1910
Titel
Steinkohle,
Schwarzkohle, eine natürliche, in der Erde sich vorfindende Kohle (s. d.) mit einem Kohlenstoffgehalt von 70 bis 85 Proz. und schwarzem Strich. Sie findet sich in sämtlichen Formationen, die älter sind als die Kreide, namentlich aber in der nach ihr benannten Steinkohlenformation (s. d.) in Gestalt von Flözen zwischen Sandsteinen und Schieferthonen eingelagert. Diese Steinkohlenflöze zeigen eine Mächtigkeit von einigen Centimetern bis zu 10 und 15 m. Die S. entstand durch langsame Verkohlung von massenhaft angehäuften Pflanzenresten und bildet in dieser Beziehung das nächsthöhere Verkohlungsstadium als die Braunkohle (s. d.) und die Vorstufe zum Anthracit (s. d.). Näheres über die Zusammensetzung einiger Steinkohlensorten s. Heizmaterialien. Die Pflanzen, welche das Material für die S. geliefert haben, sind je nach der Formation durchaus verschieden und zwar in der Wealden- und in der Keuperformation Koniferen [* 33] und Cycadeen, [* 34] in der Steinkohlenformation Lepidodendren, Sigillarien, Calamiten und Farne, [* 35] in der Devon- und Silurformation Seetange.
Die S. bilden das wichtigste aller Heizmaterialien und dienen außerdem als Rohstoff der Leuchtgasbereitung (s. Gasbeleuchtung), wofür besonders die sog. Gaskohlen (s. d.) geeignet sind. Durch Aufbereitung trennt man die Gangart von Kohle und erhöht dadurch ihren Heizwert. Das dabei abgesonderte Kohlenklein wird vorteilhaft zu Preßkohlen (s. d.) verarbeitet oder auch direkt in Staubfeuerungen verbrannt. Für gewisse Zwecke verwandelt man die S. in Koks (s. d.). Nach dem Verhalten beim Erhitzen und der Ausbeute und Beschaffenheit der sich bildenden Koks unterscheidet man 1) Backkohlen, deren Pulver, in einem Tiegel erhitzt, schmilzt und zu einer glatten metallglänzenden, gleichförmigen Masse sich vereinigt;
2) Sinterkohlen, deren Pulver in eine feste Masse sich verwandelt, ohne eigentlich zu schmelzen;
3) Sandkohlen, wenn das Pulver beim Erhitzen keinen Zusammenhang erhält. Man unterscheidet ferner magere S., die bei trockner Destillation wenig Gas geben und nicht schmelzen. Fettkohlen, die viel kohlenstoffreiches Gas und flüssiges Destillat liefern und schmelzen; Flammkohlen, aus denen man ebenfalls viel aber kohlenstoffarmes Gas gewinnt. An diese Kohlenarten schließen sich die Anthracite an, die beim Erhitzen kein Gas entwickeln, unverändert bleiben und als von der Natur dargestellte Koks betrachtet werden können. Die Backkohle ist besonders als Schmiedekohle und zur Koksfabrikation geeignet, während die gasreichen Sand- und Sinterkohlen zu Flammofenfeuerungen dienen.
Das spec. Gewicht der Kohlen schwankt zwischen 1,16 und 1,64 um den mittlern Wert von 1,32. Beim Lagern an der Luft verliert die S. an Gewicht und an Heizwert; bei zwölfmonatigem Lagern im Freien kann die Einbuße an Gewicht bis 1,5 Proz. und an Heizwert bis zu 6 Proz. betragen. Die Zersetzung oder Verwitterung geht am lebhaftesten bei ¶
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Temperaturerhöhung vor sich, also wenn die Kohlen auf großen Haufen liegen. Die Erwärmung erfolgt sehr rasch bei schwefelkieshaltigem Grubenklein und kann sich nach und nach bis zur Entzündung steigern.
Für England und die Jahre 1869 und 1887 berechnet Pric-Williams folgende Prozentsätze der Verwendungsarten:
|Verwendungsarten||1869||1887|
|Roheisenerzeugung||15,21||9,44|
|Verarbeitung von Roheisen||15,00||7,02|
|Metallindustrie||0,80||0,80|
|Bergbaubetrieb||6,72||6,72|
|Dampfschiffahrt||3,05||8,24|
|Eisenbahnbetrieb||1,89||3,98|
|Gaserzeugung||5,87||5,87|
|Wasserwerke u.s.w.||1,40||5,87|
|Verschiedene Industrien||23,58||23,58|
|Haushaltungen||17,20||17,44|
|Armee||0,18||0,18|
|Ausfuhr||9,10||15,09|
Diese Tabelle zeigt den bedeutenden Mehrbedarf des Verkehrswesens, sowie die erheblichen Fortschritte, welche in den Methoden der Eisenerzeugung bezüglich Kohlenersparnis gemacht worden sind.
Die Kohlenausbeute aller Länder der Erde betrug (zum Teil mit Einschluß der Braunkohlen) in Millionen Tonnen:
|Jahre||Produktion||Jahre||Produktion||Jahre||Produktion|
|1860||136||1881||365||1889||485,4|
|1866||185||1882||383,9||1890||514,1|
|1872||260||1883||409,5||1891||525,3|
|1875||233||1884||409,4||1892||530,4|
|1877||294||1885||407,4||1893||550,6|
|1878||293||1886||407,0||1894||560,0|
|1879||312||1887||433,5||1895||573,5|
|1880||345||1888||469,6||1896||590,0|
Davon entfielen 1895 auf Europa [* 37] 357, auf die Vereinigten Staaten [* 38] von Amerika [* 39] 196, auf Großbritannien [* 40] 190, Deutschland 79 (Wert 538,9 Mill. M.), Frankreich 27, Belgien [* 41] 20,5, Österreich-Ungarn [* 42] 11, Rußland 10 Mill. t. - Ausgeführt wurden 1895 aus Großbritannien 33 111 660 t Wert über 308 Mill. M.), aus Deutschland 5 117 356 t S. und 461 779 t Koks (143,8 Mill. M.). Die andern Länder, zur Zeit auch noch Nordamerika, [* 43] haben eine namhafte Ausfuhr von S. nicht aufzuweisen, die meisten derselben sind sogar auf die Einfuhr angewiesen. - Der jährliche Kohlenverbrauch (einschließlich Braunkohlen) in Kilogramm pro Kopf der Bevölkerung [* 44] betrug:
|Länder||1865||1888||1890||1893||1895|
|Großbritannien||3092||3959||4124||4204||4302|
|Belgien||1577||2458||2653||2798||2811|
|Vereinigte Staaten von Amerika||598||2131||2274||2563||2824|
|Deutschland||730||1696||1837||2004||2217|
|Frankreich||470||851||954||1007||1124|
|Österreich-Ungarn||139||536||591||650||683|
|Rußland||15||71||80||114||184|
In England waren 1883: 471000 Personen bei dem Steinkohlenbergbau beschäftigt, 1893 dagegen, ohne daß eine dem entsprechende Mehrförderung stattfand, 640000 Personen, teils weil die Arbeitszeit verkürzt worden war, teils weil die wachsende Tiefe der Bergwerke sowohl mehr Maschinerie als auch mehr Arbeitskräfte verlangte. 1883 förderte ein Bergmann 347, 1893 nur 256 t. In Deutschland berechnet man die Förderung eines Kohlenbergmanns durchschnittlich mit 258, in Frankreich mit 198, in Belgien 166, Österreich-Ungarn 201, in den Vereinigten Staaten mit 492 t Jahresleistung.
Nach Schätzungen betragen die noch vorhandenen Steinkohlenvorrate in mitteleurop. Staaten:
|Gebiete||Mill. Tonnen||Gebiete||Mill. Tonnen|
|Ruhrgebiet||60000||Übriges Deutschland||400|
|Saargebiet||45000||Ganz Deutschland||158600|
|Aachen||1800||England||110000|
|Oberschlesien||50000||Frankreich||18000|
|Niederschlesien 1000||Österreich-Ungarn||17000|
|Königreich Sachsen||400||Belgien||15000|
Der voraussichtliche Kohlenvorrat der Vereinigten Staaten von Amerika, mit Ausnahme desjenigen der Rocky-Mountains, soll nach einer Berechnung des Generals J. Wistar in Philadelphia [* 45] noch 684 Milliarden Tonnen bergen.
Die Erschöpfung der Vorräte wird sich nach Nasse zunächst in Frankreich, Österreich-Ungarn und Belgien bemerkbar machen und zwar nach spätestens 500 Jahren, alsdann in Großbritannien und zuletzt in Deutschland, hier nach etwa 800-1000 Jahren. Wenn man die Kohle als Träger [* 46] motorischer Kraft [* 47] betrachtet, so hat das Abnehmen der Kohlenvorräte nach dem heutigen Stand der Technik nichts Beunruhigendes, da man mittels elektrischer Kraftübertragung die ganze Erde mit Kraft versorgen kann, die aus den natürlichen Wasserkräften stammt. Allein die im Niagarafall täglich fast unbenutzt vorüberfließende Arbeit ersetzt die Arbeit, die in den täglich geförderten Kohlen der ganzen Erde enthalten ist.
Litteratur. Voigt, Versuch einer Geschichte der S. (Weim. 1802-5);
Geinitz, Fleck und E. Hartig, Die S. Deutschlands [* 48] und anderer Länder Europas (2 Bde., Münch. 1865);
Pechar, Kohle und Eisen [* 49] (2. Aufl., Berl. 1880);
Frantz, Deutschlands, namentlich Oberschlesiens S. (Beuthen [* 50] 1876);
Lange, Der Abbau der Steinkohlenflöze (Saarbr. 1884);
Demanet, Der Betrieb der Steinkohlenbergwerke (deutsch von Leypold, Braunschw. 1885);
Muck, Die Chemie der S. (2. Aufl., Lpz. 1891);
Nasse, Die Kohlenvorräte der europ. Staaten, insbesondere Deutschlands, und deren Erschöpfung (Berl. 1893);
Lemberg, [* 51] Die Steinkohlenzechen des niederrhein.-westfäl.
Industriebezirks (4. Aufl., Dortm. 1897).