WikiDer > Davy-Lampe
Das davylamp, ebenfalls davy erwähnt (und in der Großer Van Dale ebenfalls davian), ist eine Sicherheitslampe, die 1815 wurde erfunden von Sir Humphry Davy. Mit der Lampe kann das Vorhandensein gefährlicher Gase wie Methan und Kohlendioxid in einem Untergrund Kohlenmine etabliert sein.
Die ursprüngliche Grubenlampe, von Davy erfunden, brannte auf Öl, später wurde Benzin als Brennstoff verwendet. Ursprünglich sollte diese Lampe als sichere Lichtquelle in den Minen dienen. Mit dem Aufkommen elektrischer Grubenlampen verlor die Davy-Lampe als Lichtquelle immer mehr an Bedeutung. Es blieb jedoch für die Gasdetektion im Einsatz. Die Schlagwettermessung mit einer Petroleumlampe wurde in vielen Kohlebergwerken zur Norm.
Licht in den Minen
Je tiefer in den Boden, desto dunkler wird es. Der Mensch ist nicht von Natur aus dafür ausgestattet, in einem Raum mit begrenztem Licht zu funktionieren prähistorischFeuersteinminen von Rijckholt - Heilige Gertrud wir sehen mehrere seichte Wellen nebeneinander. Je weiter weg vom Schacht, desto weniger Licht, bis nicht mehr gearbeitet werden konnte und ein neuer Schacht angefertigt wurde. Tests in Rijckholt haben gezeigt, dass die maximal bearbeitbare Tiefe, je nach heller oder dunkler Farbe des Gesteins, ohne künstliches Licht etwa 12 Meter beträgt. Feuer gelernt hatte, wurden Kerzen, Fettnäpfe, Öllampen und Karbidlampen für die Arbeit in den Bergwerksschächten verwendet.
Öllampe
In den Anfangsjahren des Bergbaus, um die Minen an Orten, wo keine Schlagwetter war anwesend und wurde nicht freigegeben, fast ausschließlich Ol Lampen benutzt. Als Brennstoff wurde reines . verwendet Rapsöl, oder Rapsöl gemischt mit Erdöl. Die Tatsache, dass Rapsöl viermal teurer war als Erdöl, war ausschlaggebend für die Umstellung auf eine Mischung. Die Verwendung von reinem Erdöl war keine Option, da es die Flamme so stark verrauchte, dass es unmöglich war, über eine Mischung aus gleichen Teilen Öl und Erdöl hinauszugehen. Die dafür verwendeten Lichter waren recht einfach und ihre Helligkeit war nicht groß. Ein Schritt in Richtung „mehr Licht“ war die Einführung der Karbidlampe.
Karbidlampe
Calciumcarbid, auch Karbid genannt, bildet sich mit Wasser Acetylengas (C2huh2). Im 19. Jahrhundert wurde das Gas in „Acetylenlampen“ verbrannt (Karbidlampen) wurden sie unter anderem zur Beleuchtung in den Häusern verwendet. Das gasförmige Hydrogencarbonat ist farblos, hat einen starken Knoblauchgeruch, ist instabil, leicht entzündlich und erzeugt in Gegenwart von Sauerstoff eine sehr heiße Flamme (über 3000°C). Die heiße Flamme gibt ein helles weißes Licht ab, die Lichtstärke einer Acetylenlampe ist drei- bis viermal so groß wie die einer Öllampe. Die hohe Lichtstärke und die billige Zubereitung machten das Acetylengas besonders für Beleuchtungszwecke geeignet, sodass die Rapsöllampen bald verdrängt wurden. Wie die Öllampen durften auch diese Karbidlampen nur in Grubengas-freien Bergwerken eingesetzt werden.
Elektrische Bergbaulampe
Erst 1918 wurden nützliche elektrische tragbare Bergbaulampen eingeführt. Diese sogenannten Topflampen bestehen aus einem runden Metallgehäuse an der Unterseite, in dem sich eine Batterie befindet. Oben befindet sich die Leuchte mit Reflektor und Licht, geschützt durch ein Kuppelglas. Die ersten Lampen schnitten nicht gut ab, wurden aber bald durch bessere Typen ersetzt. Danach wurden diese Handlampen weitgehend durch Kopflampen ersetzt. Diese Lampe, die ein Bergmann an seinem Helm befestigen kann, ist über ein Kabel mit der am Gürtel getragenen Batterie verbunden. Um eine effiziente Beleuchtung des Untertagebergbaus zu erreichen, werden Steinkorridore, Säulen, und einige andere wichtige Arbeitspunkte wie Ladestationen, die mit elektrischer Beleuchtung ausgestattet sind.
Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosionen
Schlagwetter
In Kohlebergwerken kommt es häufig vor Schlagwetter B. ein Gasgemisch, das zu mehr als 93 Prozent aus Methan besteht. Methan (CH4), ist farblos, geschmacklos, geruchlos und ungiftig. Es wurde entdeckt von Alessandro Volta im Jahr 1778. Schlagwetter ist jedoch leicht entzündlich und explosiv (4f% - 14%).
Offenes Feuer in einem Kohlebergwerk kann zu großen Gasexplosionen führen, die Folgen sind meist katastrophal. Neben einer offenen Flamme kann Schlagwetter auch durch beschädigte Benzinlampen, Kohlefeuerungen, elektrische Funken und Minenbrände entzündet werden.
Schlagwetter wird am . hergestellt Verkohlung aus Pflanzenresten. Da die Kohleflöze mit allen möglichen Erd- und Gesteinsschichten bedeckt sind, kann das Gas nicht entweichen und sammelt sich in der Kohle, lokal teilweise unter hohem Druck. Der Abfluss von Schlagwetter aus der Kohle beginnt, sobald die Kohleflöze geöffnet werden. Der Abfluss erfolgt in der Regel langsam und gleichmäßig, es können aber auch plötzlich große Gasmengen in kurzer Zeit freigesetzt werden. Da es nur halb so schwer wie Luft ist, steigt es zu höheren Stellen auf und sammelt sich dort. Um das freigesetzte Schlagwetter ausreichend zu verdünnen und zu entfernen, muss das Bergwerk über eine gute Belüftung verfügen.
Bei einem Schlagwetteranteil zwischen 4½ und 14% ist das Gemisch explosiv. Eine Explosion ist am heftigsten, wenn etwa 9½% Schlagwetter in der Luft vorhanden sind. Enthält die Luft weniger als 4½% oder mehr als 14% Schlagwetter, ist ein solches Gemisch theoretisch nicht mehr explosiv. Eine Mischung von mehr als 14% Schlagwetter im Bergwerk ist jedoch nicht ungefährlich. Abgesehen davon, dass der Sauerstoffgehalt zum Atmen zu niedrig werden kann, muss es auch irgendwo eine Grenzzone geben, in der der Schlagwetteranteil so stark gesunken ist, dass das Gemisch in dieser Zone explosiv ist. Mischungen mit weniger als 4½% Schlagwetter sind ebenfalls nicht als unbedenklich anzusehen. Immerhin steht dann eine Quelle zur Verfügung, aus der Schlagwetter freigesetzt wird. Dies kann den Prozentsatz an Schlagwetter erhöhen, was zu einem explosiven Gemisch führt.
Kohlenstaub
Auch Kohlestaub, der viele flüchtige Bestandteile enthält, ist eine Gefahr, die in einem Kohlebergwerk berücksichtigt werden muss. Es kann unter Umständen Kohlenstaubexplosion Ursache.
Kohlestaub entsteht beim Kohleabbau und -transport. Der dabei entstehende sehr feine Kohlenstaub wird teilweise vor Ort abgelagert, der Rest wird vom Luftstrom mitgerissen und lagert sich an anderer Stelle im Bergwerk ab. Auf den Transportwegen hat sich im Laufe der Zeit eine gefährliche Menge angesammelt.
Wenn dieser Kohlenstaub in eine Staubwolke geblasen wird, kann er explodieren. Dazu muss jedoch eine ziemlich dichte Kohlenstaubwolke vorhanden sein und eine Flamme, die in diese Staubwolke schlägt. Normalerweise ist eine Schlagwetterexplosion die Ursache einer Kohlenstaubexplosion. Der Kohlenstaub kann auch durch Einschießen in die Kohle entzündet werden. Bis zum Druckwelle der im Bergwerk vorhandene Kohlenstaub wird weggeblasen. Diese Staubwolke kann sich wiederum entzünden. Dies ermöglicht ein Kettenreaktion durch Kohlenstaubexplosionen. Diese können sich in der Mine ausbreiten.
In einem Kohlebergwerk muss daher neben Schlagwetter auch Kohlenstaub bekämpft werden. Häufig angewandte Bekämpfungsmethoden sind das Besprühen mit Wasser und die Bestäubung mit Gesteinsstaub. Das Besprühen mit Wasser verhindert die Kohlenstaubentwicklung an der Quelle, während die Bestäubung den Kohlenstaub unschädlich macht. Häufig durchgeführte Tests haben gezeigt, dass ein Gemisch aus Kohlenstaub und Gesteinsstaub, das 50 % oder mehr Gesteinsstaub enthält, dieses Gemisch nicht mehr explosiv ist.
Vorbeugend werden in den Galerien oft Steinstaubboxen installiert. Diese bestehen aus losen Brettern, auf denen eine Menge Steinstaub liegt. Im Falle einer Explosion bläst die Druckwelle den Gesteinsstaub auf und bildet eine dichte Staubwolke, in der die Flamme, die immer hinter dem Luftstoß eintrifft, erstickt. Durch die Zerstäubung des Gesteinsstaubs wird der Kohlenstaubanteil so stark reduziert, dass die Entzündungsgefahr sehr gering ist und eine Kettenreaktion gestoppt wird.
davylamp
Die Sicherheitslampe ist das Mittel, das dem Bergmann zur Verfügung steht, um Schlagwetter irgendwo aufzuspüren und deren ungefähre Menge zu bestimmen.
Operation
Die Hauptfunktion dieser Grubenlampe beruht auf der hohen Wärmeleitfähigkeit des Kupfers, aus dem der Netzschirm besteht. Bei Schlagwetter leuchtet diese in der Lampe auf. Über der Flamme der Lampe bildet sich ein hellblauer Kegel (Schlagwetterflamme), der umso länger wird, je mehr Schlagwetter in der Luft vorhanden ist. Anhand der Länge dieser Flamme kann der Bergmann den globalen Prozentsatz an Schlagwetter bestimmen. Der brennende Schlagwetter in der Lampe kann die Gazekappe nicht passieren, da die Hitze der Flamme über das Kupfergewebe abgeführt wird. Dadurch hat die Temperatur der austretenden Verbrennungsgase stark abgenommen und ist nicht mehr hoch genug, um das Gas außerhalb der Lampe zu zünden. Bei einer Mischung mit mehr als 5 % Schlagwetter erlischt die Flamme der Petroleumlampe. Allerdings brennt die Schlagwetterhaube in der Gazehaube weiter aus, wenn die Lampe in einem solchen Schlagwetter-Luft-Gemisch belassen wird. Bei einem Schlagwetteranteil von mehr als 14% erlischt die Lampe aufgrund von Sauerstoffmangel vollständig. Bei unsachgemäßer Verwendung kann die Gazekappe glühen und eine lebensgefährliche Situation entstehen, da die Schlagwetterlampe außerhalb der Lampe entzündet werden kann. Zur Sicherheit ist die Mullhaube daher meist doppelt.
Verbesserungen
Die von Davy erfundene Grubenlampe war sehr einfach, tatsächlich bestand sie aus einem Ölbrenner mit einem darüber liegenden Gitterschirm. Die Schlagwettersicherheit dieser Lampe wurde zunächst stark überschätzt. Die Zahl der Schlagwetterexplosionen in englischen Bergwerken war nach Einführung dieser sogenannten Sicherheitslampe nicht zurückgegangen, sondern gestiegen. Schon bald stellte sich heraus, dass die Lampe keine absolute Sicherheit bot. Es war nur in sehr mäßig bewegten gefährlichen Gemischen sicher. Sobald das Gasgemisch mit einer Geschwindigkeit von nur 1,7 Metern pro Sekunde an der Lampe vorbeiströmte oder die Lampe mit der gleichen Geschwindigkeit durch das Gasgemisch bewegt wurde, konnte die Zündung der Schlagwetter durch die Drahtkappe erfolgen. Diese Davy-Lampe hatte auch den Nachteil einer sehr geringen Lichtleistung. Die Gazehaube, die die Flamme von allen Seiten abschirmte, ließ nur etwa 30 % Licht durch.
Eine wesentliche Verbesserung war der Einbau eines hitzebeständigen Glaszylinders zwischen Kraftstoffbehälter und Gazehaube, der die Lichtleistung verdreifachte. Auch die Sicherheit wurde deutlich verbessert, da die Flamme durch die Glasabdeckung nicht mehr bei jeder Luftbewegung auf die Drahtkappe trifft. Diese Lampe wurde unter dem Namen Clanny- oder Botylamp vertrieben.
In Belgien, einem anderen führenden Kohlenland der Zeit, war es der Bergbauingenieur Mueseler, der eine verbesserte Davy-Lampe einführte. Sein Mueseler Lampe war, wie die Lampe von Clanny, mit einem Glaszylinder ausgestattet, aber von diesem so abgewichen, dass ein kleiner Schornstein innerhalb der Gazehaube angebracht war, um die Verbrennungsgase zum oberen Teil der Gazehaube zu leiten. Ein Merkmal dieser Grubenlampe ist, dass sie erlischt, wenn das Luftgemisch explosiv wird. Obwohl die Lampe sehr sicher war, stellte sich heraus, dass sie anfällig war, da sie regelmäßig vorzeitig ausging und „Fehlalarme“ auslöste. Außer in Belgien, wo es eine Zeitlang Pflicht war, wurde die Lampe auch in einigen Bergwerken in Frankreich und England verwendet.
Ein großes Manko der bestehenden Grubenlampen war das Fehlen einer internen Zündung. Schließlich durfte die Lampe nach dem Erlöschen nicht mehr unter Tage geöffnet und wieder gezündet werden. Das Deutsch Carl Wolf gelang es, dies und andere Fehler zu beheben. Das Öl in der Lampe wurde durch Benzin ersetzt. Dieser leicht entzündliche Brennstoff ermöglichte es, den Docht von außen mittels eines Funkens zu entzünden. Eine gute Option war ein Benzinbrenner in Kombination mit einer Feuersteinzündung. Viel später wurde die Feuersteinzündung durch eine elektrische Zündung ersetzt, die von einem Batterie. Ein weiterer wichtiger Vorteil von Benzin als Brennstoff besteht darin, dass eine Benzinflamme ein helleres Licht aussendet als eine Ölflamme. Außerdem wird die Lampe durch die Verbrennung von Benzin weniger schnell verschmutzen, sodass die Lichtintensität über einen längeren Zeitraum kaum abnimmt. Bei Öllampen hingegen nimmt die Lichtintensität durch den Rauch der Flamme stark ab.
Die zunächst erhobenen Einwände gegen mit Benzin betriebene Lampen erwiesen sich als nicht zutreffend. Eine Petroleumlampe bietet genauso viel Sicherheit gegen Schlagwetter wie eine Öllampe. Es besteht auch keine erhöhte Explosions- oder Brandgefahr, da das Benzin in der Lampe nicht flüssig, sondern gebunden vorliegt. Denn der Kraftstoffbehälter ist komplett mit Watte gefüllt und wird nur mit so viel Benzin versorgt, dass es vollständig von der Watte aufgenommen wird.
Eine weitere Verbesserung von Wolf war der Magnetverschluss. Diese ersetzten die bis dahin eingesetzten Systeme, wie z Bajonettverschluss mit Schrauben, ausgestattet mit einem dreieckigen Kopf. Der Magnetverschluss, der mit einem schweren Magnet entriegelt macht es Unbefugten praktisch unmöglich, die Leuchte zu öffnen. Diese Methode wurde später auch auf die Batterien der elektrischen Grubenlampen angewendet. Außer von der Firma Friemann & Wolf zu Zwickau, die Petroleumlampen mit Innenzündung und Magnetverschluss wurden später auch von anderen Firmen hergestellt und vertrieben.
Auch die Mesh-Kapuze war ein Schwachpunkt. Zum Schutz wurde darüber eine zweite Netzhaube in schwererer Ausführung oder eine Stahlblechhaube mit Luftlöchern gestülpt. Diese letzte Vorkehrung, der sogenannte Marsaut-Mantel, bietet einen sehr soliden Schutz, hat aber den Nachteil, dass die Netzabdeckung weitgehend unsichtbar ist. Dies kann bei Schlagwettermessungen zum Problem werden, da bestimmte Schlagwettermengen nicht mehr gemessen werden können. Um dies zu überwinden, wurden Lampen mit a Glimmer Schauglas im Mantel, um die Flamme in der Gazehaube im Blick zu behalten.
Die Grubenlampe war auch ein lohnendes Statussymbol. Die Beamten hatten eine Kupfer- oder Messinglampe, oft etwas kleiner. Die Arbeiter hatten eine massive Eisenversion. Hohe Beamte benutzten eine vernickelte Messinglampe.
Benzinlampe und Schlagwetteranleitung
Nur ausreichend eingewiesene, ausgewiesene Untertagearbeiter trugen eine Petroleumlampe bei sich und durften damit Messungen durchführen. Dazu gehören: Aufsichtspersonal, Büchsenmacher und Personal des Lüftungsdienstes.
Schlagwetter-Anleitung
- Die Petroleumlampe wird brennend weggenommen. Es dient dann der Erleuchtung. Das Wik ist höher, so dass eine gelb leuchtende Flamme vorhanden ist.
- Der Arbeitsplatz muss aufgeräumt sein, um Stolperfallen während der Messung zu vermeiden.
- Vor der Messung wird der Docht nach unten gedreht, sodass eine kleine Flamme in Tropfenform zurückbleibt.
- Um eine bessere Sicht auf die Flamme zu haben, sollte jede elektrische Beleuchtung gelöscht werden.
- Für die Schlagwettermessung wird die Lampe in die Handfläche gelegt, danach tastet man in aller Ruhe den Raum an der Decke ab. Schlagwetter ist leichter als Luft.
- Wenn die Lampe versehentlich erlischt, darf sie niemals an einem Ort gezündet werden, an dem Schlagwetter vorhanden sein kann.
- Beim Erfassen von Schlagwetter sollten abrupte Bewegungen vermieden werden, da sich die Flamme sonst durch die Gazehaube ausbreiten könnte.
- Die Petroleumlampe eignet sich auch zum Bestimmen Kohlendioxid (Kohlendioxid, CO2). Kohlendioxid ist schwerer als Luft.
- Bei einer Kohlendioxidmessung wird die Lampe am Haken gehalten, dann tastet man leise den Boden ab. Die Lampe erlischt, wenn Kohlendioxid vorhanden ist.
- Bei Wetterumschwung, einem Tiefdruck, besteht eine erhöhte Gefahr des Gasaustritts. Zur Warnung leuchtet die rote Lampe am Schacht.
Die Rein Bettink Kollektion
Die Kollektion Rein Bettink umfasst eine Sammlung authentischer Bergbaulampen. Die Sammlung besteht aus mehr als 150 Petroleumlampen und Topflampen, die im Niederländisches Bergbaumuseum in Heerlen.
Wissenswertes
Die belgischen 50 Rappen (halbe Belgischer Franken), das von 1952 bis 2002 im Umlauf war, zeigte einen Bergmannskopf und eine brennende Davy-Lampe.