Kohle

Eine typische Bergbausituation mit einem gerinmächtigen und stark geneigten Flöz. Beachten Sie die horizontalen Zugangsstollen. Modell aus der Ausstellung im Saarländisches Bergbaumuseum Bexbach.

Mine — Eine typische Bergbausituation mit einem gerinmächtigen und stark geneigten Flöz. Beachten Sie die horizontalen Zugangsstollen. Modell aus der Ausstellung im Saarländisches Bergbaumuseum Bexbach.

Kohle aus dem Saarland, Deutschland, Größe 10mm bis 20mm.

In Kohlebergwerken wird ein seltsames schwarzes Gestein abgebaut, das einige bemerkenswerte Eigenschaften aufweist. Es ist ziemlich weich, ziemlich leicht und es brennt, zumindest wenn es vorher getrocknet wird. Dieses Gestein besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, der mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlendioxid verbrennt und viel Energie erzeugt. Sein Wert ist seit Jahrtausenden bekannt, aber zunächst wurde es nur lokal zum Heizen von Häusern verwendet, später wurde es auch von Schmieden verwendet.

Es dauerte einige Zeit, bis der Mensch lernte, wie man Koks in einem Prozess namens Verkokung oder Parkerprozess herstellen kann. Die Kohle wird auf 600 °C erhitzt, wodurch Wasser, Schwefel und Gase austreten und nur der reine Kohlenstoff übrig bleibt. Die Gase werden als Stadtgas zum Kochen und Heizen verwendet. Koks brennt heißer, produziert weniger Asche und wird für Öfen, Dampfmaschinen und Schmiedefeuer verwendet. Mit der Verwendung von Koks zur Verhüttung von Eisen begann die industrielle Revolution, weil damit die Abhängigkeit von der begrenzt verfügbaren Holzkohle fiel. Er ist die Grundlage der industriellen Revolution und die Energiequelle von Generationen.

Während Jahrhunderten waren Kohlebergwerke für alle Industrieländer von großer Bedeutung. Im 19. Jahrhundert bildeten die Kohle- und Eisenbergwerke die Grundlage der industriellen Revolution. Doch im 20. Jahrhundert begannen andere Energiequellen, insbesondere das Öl, wichtiger zu werden als die Kohle.

Um den Kohleabbau zu verstehen, ist es notwendig, seine typischen Lagerstätten zu betrachten. Die wichtigsten Kohleflöze wurden während des Karbon abgelagert. Das Karbon wurde tatsächlich wegen der für dieses Zeitalter typischen Kohlevorkommen so benannt. Zu dieser Zeit war die Erde viel wärmer mit einem höheren Anteil an Kohlendioxid in der Atmosphäre und damit einen viel höheren Treibhauseffekt. Mitteleuropa befand sich zu dieser Zeit zudem in Äquatornähe. Dies führte zu einer üppigen Vegetation mit subtropischen oder tropischen Regenwäldern auf großen Teilen Europas. Ähnliche Vorgänge ereigneten sich in diesem Zeitalter überall auf der Welt, und so nannten die ersten Geologen im 18. und 19. Jahrhundert die Schichten mit der vielen Kohle Karbon, das Zeitalter der Kohle.

Zahlreiche flache Becken mit kontinuierlicher Absenkung waren mit einer Art Sumpf gefüllt. Die Bäume und Blätter bildeten auf dem feuchten Boden ein Moor, die abgestorbenen Bäume verfaulten nicht, sondern bildeten eine kohlenstoffreiche Torfschicht. Nach der Ablagerung von mehreren Dutzend Metern Torf wurde das gesamte Gebiet von Sand und Kies aus den umliegenden Hügeln bedeckt. Das geschah wohl meist durch außergewöhnliche Wetterereignisse wie sehr starke Stürme und die damit verbundenen Überschwemmungen. Schicht über Schicht von Pflanzenresten und Sand wurden abwechselnd abgelagert und dabei abgesenkt.

Nach einiger Zeit nahm die Tiefe und damit Temperatur und Druck zu, und der Sand wurde in Sandstein umgewandelt, der Tonschlamm in Mergel. Auch der Torf wurde verdichtet, das Wasser ausgepresst. Viele Bestandteile der Pflanzenreste wurden ebenfalls ausgepresst, bis nur noch Kohlenstoff mit etwas Wasser Schwefel und Tonmineralien übrig blieben. Es bildete sich zuerst Braunkohle dann Steinkohle, ein Prozess der Inkohlung genannt wird.

Torf enthält weniger als 50 % Kohlenstoff und wird nicht immer als Kohle angesehen.
Braunkohle enthält 50 bis 65 % Kohlenstoff, wird zum Heizen verwendet und in Ei- oder Ziegelform gepresst.
Steinkohle enthält 65 bis 90 % Kohlenstoff. Sie wird in Koks umgewandelt und in Hochöfen verwendet.
Anthrazit mit mehr als 90 % Kohlenstoff ist die bestmögliche Qualität. Sie wird für verschiedene Zwecke verwendet, in der chemischen Industrie, z.B. zum Schmieren von Schlössern und vieles mehr.

Das Ergebnis der Inkohlung sind die typischen Kohleflöze von mehreren Kilometern Ausdehnung und wenigen Meter Dicke. Die Kohleflöze sind oft sehr dünn, aber ab 50 cm oder 60 cm sind sie abbauwürdig. Die tektonischen Kräfte, die die Abwärtsbewegung verursachten, führten irgendwann zu einer Schrägstellung der Schichten, sodass es sehr häufig vorkommt, dass Kohleflöze mit etwa 30° geneigt sind. Der Vorgehensweise ist daher für die Zugangsstollen und für den Abbau der Kohle unterschiedlich. Zugangsstollen sind normale Stollen, in denen ein Mann aufrecht stehen kann, wo Grubenzüge fahren und Förderbänder die Kohle abtransportieren. Der Abbau in der Kohle folgt dem Flöz, das mit einer Spezialmaschine ausgekratzt wird. Das umgebende Gestein wird nicht verändert.

Der Bergbau würde einen sehr großen und sehr flachen Raum hinterlassen, der irgendwann spektakulär zusammenbrechen würde. Es gibt zwei Möglichkeiten, damit fertig zu werden, entweder einen kontrollierten Zusammenbruch zulassen oder ihn mit taubem Material zu füllen. Die Menge des abgetragenen Materials ist in einem Kohlebergwerk extrem hoch. Daher ist es nicht möglich, alle Räume wieder zu füllen. Aber ein kontrollierter Einsturz hat gewisse Nachteile, da sich der Einsturz bis an die Oberfläche arbeitet und nach einiger Zeit die darüber liegenden Gebäude zerstört. Doch selbst wenn die Abbaue verfüllt werden und das aufgefüllte Material durch den Druck von Oben nur ein wenig schrumpft, sind derartige Schäden an der Oberfläche möglich.

Der Kohlebergbau ist auch heute noch wichtig. Aber der Charakter der wirtschaftlich interessanten Kohlevorkommen ist anders. Diese klassischen Kohlevorkommen sind in der Förderung zu teuer. Einige Länder subventionierten deshalb den Abbau für einige Jahrzehnte, vor allem aus politischen Gründen, etwa um unabhängiger von ausländischer Energie zu sein. Dennoch ist diese Art des Bergbaus heute nicht mehr relevant. Moderne Kohlevorkommen sind typischerweise sehr groß und sehr leicht abzubauen, z.B. in riesigen Tagebauen. Die Qualität der Kohle ist nicht mehr so wichtig wie früher. Die wahrscheinlich wichtigsten dieser modernen Bergwerke befinden sich in Australien und produzieren Kohle für die Eisenindustrie in Japan und weltweit. Die Kohle wird im Tagebau abgebaut und mit extrem langen Zügen durch die Wüste zum Meer transportiert, wo sie verschifft wird.