Besatz (Sprengtechnik)

Als Besatz, auch Grand, Besetzgrand oder Besatzgrand bezeichnet man in der Sprengtechnik im Bergbau spezielle Stoffe, die dazu dienen, Sprengladung in einem Sprengbohrloch zu verdämmen und das Bohrloch zu verschließen. Je nach Ausführung der Ladesäule wird der Besatz als Vollbesatz, Zwischenbesatz oder als Endbesatz ausgeführt. Im Steinkohlenbergbau ist die Verwendung von Besatz beim Schießen aus Sicherheitsgründen zwingend vorgeschrieben.

Grundlagen und Geschichte

In den Anfangsjahren der Sprengtechnik nutzte man im Bergbau zum Verschließen der Sprenglöcher ein passendes Holzstück, das man als Schießpflock bezeichnete. Ab dem Jahr 1687 fing man auf den Bergwerken der Harzer Bergreviere damit an, die Sprengbohrlöcher mit anderen Materialien zu verschließen. Der aus Sachsen stammende Carol Zumbe verwendete als erster einen Besatz, der aus Letten hergestellt wurde. Anstelle der Letten wurden auch andere Materialien wie Sand, klein gestoßene Ziegelsteine oder weiche Mineralstoffe wie Schieferton und Schwerspat eingesetzt. Teilweise wurde auch alter Mörtel verwendet, der sich jedoch als ungeeignet erwies, wenn man zum Schießen eiserne Schießnadeln verwendete. Aber auch die anderen verwendeten Materialien waren nur bedingt verwendbar, weil sie weniger banden und leicht zum Funkenreißen neigten. Die einzigen Materialien, die sich als Lettenbesatz gut geeignet erwiesen, waren quarzfreie Lehme. Somit setzten sich diese Materialien aufgrund ihrer guten Eigenschaften als Material für den Besatz bei der Sprengarbeit durch. Das Material wurden zu Nudeln oder zu breiten dünnen Kuchen, die die Bergleute als Schießkuchen oder Schießziegel bezeichnete, geformt und in die Sprenglöcher gedrückt. Um die Besatzmasse bis tief auf die Sprengstoffsäule zu drücken, wurde als Werkzeug der Ladestampfer verwendet. Später versuchte man auch Wasser als Besatzmaterial zu verwenden, jedoch scheiterten diese Versuche, da der damals verwende Sprengstoff, das Schwarzpulver, aufgrund seiner geringen Explosonsgeschwindigkeit noch brannte, wenn die Wirkung des Wasserbesatzes bereits vorbei war bzw. der Besatz bereits aus dem Sprengloch herausgeschleudert worden war. Auch das Herdemertensche Besatzverfahren, bei dem schwach angefeuchteter Gesteinstaub mittels Druckluft in das Sprengbohrloch geblasen wird, konnte sich aufgrund seiner Umständlichkeit bei der Anwendung nicht etablieren.

Aufgabe und erforderliche Eigenschaften

Der Besatz hat verschiedene Aufgaben, die er während und nach der Detonation des Sprengstoffes erfüllen muss. Um eine bestmögliche Ausnutzung der Sprengkraft zu haben, muss der Besatz das Sprengbohrloch so lange verdämmen, bis die komplette Umsetzung des Sprengstoffes getätigt ist. Des Weiteren soll der Besatz den Detonationsverlauf stabilisieren. Eine weitere Aufgabe des Besatzes ist es, die Sprengwirkung zu erhöhen. Auch soll der Besatz verhindern, dass der Zünder leicht aus der Schlagpatrone gezogen werden kann. Im Steinkohlenbergbau dient der Besatz dazu, die Zündung von schlagenden Wettern und Kohlenstaub zu unterbinden. Bei nach oben ansteigenden Bohrlöchern soll der Besatz das Rausfallen von Teilen der Ladungssäule verhindern. Der Besatz soll auch giftige Bestandteile im Sprengschwaden wie z. B. nitrose Gase reduzieren. Zu guter Letzt dient der Besatz auch dazu, um die bei der Sprengung auftretende Staubentwicklung zu minimieren. Brisante Sprengstoffe benötigen zwar in der Regel keinen Besatz, um ihre Sprengwirkung zu entfalten, jedoch ist auch hier die Anwendung von Besatz ratsam, um die volle Sprengwirkung zu erzielen.

Heutige verwendete Besatzmaterialien

Heute werden für die Sprengung verschiedene Materialien verwendet. Allerdings gibt es für einige Bergbaubereiche wie z. B. dem Steinkohlenbergbau Einschränkungen bei der Auswahl der verwendeten Besatzmaterialien. So dürfen im Steinkohlenbergbau nur Wasserbesatzpatronen und Pastenbesatzpatronen verwendet werden. In anderen Bergbaubereichen werden auch heute noch Besatzmaterialien wie Lehm, Letten oder Salz verwendet. Bei abwärtsgerichteten Bohrlöchern verwendete man noch bis ins 20. Jahrhundert losen Sand, jedoch wurde dies wegen der Silikosegefährlichkeit des quarzhaltigen Sandes von Seiten der Landesoberbergämter verboten. In übertägigen Steinbruchbetrieben wird Sand als Besatzmaterial auch weiterhin verwendet. Bei nach unten gerichteten Sprenglöchern ist bei den heute verwendeten Sprengstoffen auch Wasser ein geeignetes Besatzmaterial. Beim Abteufen wird das auf der Schachtsohle zufließende Grubenwasser als Besatz genutzt. Allerdings dürfen für die Zündung des Sprengstoffes nur elektrische Momentzünder verwendet werden, da bei Zeitzündern die Gefahr besteht, dass die später zündenden Zeitzünder aus den Bohrlöchern herausgerissen werden und somit nicht die Ladesäule zur Detonation bringen. Des Weiteren muss hier ein wasserbeständiger Sprengstoff verwendet werden.

Einzelnachweise

1. Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen, 1988, ISBN 3-7739-0501-7.
2. Heinrich Veith: Deutsches Bergwörterbuch mit Belegen. Verlag von Wilhelm Gottlieb Korn, Breslau 1871.
3. Horst Roschlau, SDAG Wismut (Hrsg.): Der Sprengberechtigte im Bergbau und in der Steine- und Erdenindustrie. 3. überarbeitete Auflage. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1977, S. 114–116.
4. Bergbau-Versuchsstrecke Sprengsachverständigenstelle der Westfälischen Berggewerkschaftskasse (Hrsg.): Merkblätter für die Durchführung von Sprengarbeit. Spresa 1984, S. 1.7.5–1.7.7.
5. Gustav Köhler: Lehrbuch der Bergbaukunde. Sechste verbesserte Auflage, Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig 1903, S. 198, 199.
6. Heinrich Lottner/Albert Serlo (Hrsg.): Leitfaden zur Bergbaukunde. Erster Band, Verlag von Julius Springer, Berlin 1869, S. 305, 306.
7. Julius Dannenberg, Werner Adolf Franck (Hrsg.): Bergmännisches Wörterbuch. Verzeichnis und Erklärung der bei Bergbau - Salinenbetrieb und Aufbereitung vorkommenden technischen Ausdrücke, nach dem neuesten Stand der Wissenschaft - Technik und Gesetzgebung bearbeitet, F. U. Brockhaus, Leipzig 1882.
8. Fritz Heise, Fritz Herbst: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Verlag von Julius Springer, Berlin 1908, S. 178, 179.
9. Helmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, achte Auflage, Springer Verlag, Berlin 1942, S. 277, 278, 295, 296.
10. Helmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Neunte völlig neubearbeitete Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1955, S. 190, 191, 219.

Anmerkungen

1. Materialien wie klein gestoßene Ziegelsteine, Schieferton und Schwerspat haben eine große Härte, was zum Reißen von Funken führen kann. (Quelle: Heinrich Lottner/Albert Serlo (Hrsg.): Leitfaden zur Bergbaukunde.) Durch dieses sogenannte Funkenreißen konnte das damals verwendete Schießpulver bereits während des Besetzens explodieren. (Quelle: Julius Dannenberg, Werner Adolf Franck (Hrsg.): Bergmännisches Wörterbuch.)
2. Hierfür wurde eine Mischung aus Letten und Sand verwendet. (Quelle: Helmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Neunte völlig neubearbeitete Auflage.) Reiner Ton war weniger gut geeignet, da er zu schnell hart wurde und sich auch schlechter in die Bohrlöcher pressen ließ. (Quelle: Heinrich Lottner/Albert Serlo (Hrsg.): Leitfaden zur Bergbaukunde.)
3. Hierbei handelt es sich um schlauchförmige Kunststoffbehälter, die leicht gekrümmt sind. Die mit Wasser gefüllten Behälter haben eine Länge von 30 bis 40 Zentimetern und einen Durchmesser von circa drei Zentimetern. (Quelle: Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon.)
4. Hierbei handelt es sich um schlauchförmige Kunststoffbehälter aus dünnem Kunststoff, die mit einer gallertartigen Salzlösung gefüllt sind. Die Besatzpatronen müssen vor dem Einführen in das Bohrloch an mehreren Stellen eingestochen werden, damit die Paste beim Reindrücken der Patrone aus der Patrone austritt und sich im vorderen Teil des Bohrloches verteilt und so der gesamte Bohrlochquerschnitt mit Paste gefüllt ist. (Quelle: Bergbau-Versuchsstrecke Sprengsachverständigenstelle der Westfälischen Berggewerkschaftskasse (Hrsg.): Merkblätter für die Durchführung von Sprengarbeit.)
5. Im Salzbergbau wird hierfür das beim Bohren der Sprenglöcher anfallende Bohrmehl verwendet. (Quelle: Helmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Neunte völlig neubearbeitete Auflage.)