Sprengschwaden

Sprengschwaden, auch Schußschwaden, Explosionsschwaden oder einfach Schwaden genannt, sind Reaktionsprodukte nach der Zündung von Sprengstoffen und der damit zusammenhängenden chemisch-physikalischen Reaktion (Detonation). Die bei der Detonation von Nitratsprengstoffen entstehende giftige Schwadenwolke wird auch als Bojan bezeichnet. Es handelt sich dabei um eine Mischung aus Grubenwettern, Wasser und Staub mit den Umsetzungsprodukten der Sprengladungen (zum Beispiel nitrose Gase). Bei Sprengschwaden muss aufgrund ihrer Zusammensetzung immer davon ausgegangen werden, dass sie eine gewisse Toxizität besitzen.

Grundlagen

Bei der Umsetzung von Sprengstoff kommt es zu einer mehr oder minder schnellen Verbrennung. Hierbei entstehen unterschiedliche Reaktionsprodukte, die ein Vielfaches des Volumens des Sprengstoffes haben. Diese bestehen aus einem Gemisch von verschiedenen Gasen und Stäuben. Dieses Gemisch, der Sprengschwaden, kann beim Untertagebau nicht so leicht entweichen und verdünnt werden wie im Tagebau. Der Aufenthalt im Wirkungsbereich der Sprengschwaden ist gefährlich, da zum einen der Sprengschwaden schädliche Stoffe enthalten kann und zum anderen durch die Wirkung der Explosion es in deren Umsetzungsprodukten zu einem Sauerstoffmangel kommt. Da die schädliche Wirkung dieser Schadstoffe auf den menschlichen Organismus von ihrer Konzentration und der Einwirkungsdauer abhängen, muss beides möglichst gering gehalten werden. Dabei muss berücksichtigt werden, dass sich selbst im Haufwerk noch erhebliche Mengen an Schwaden befinden, die beim Wegladen in die Atemluft gelangen und von den Bergleuten eingeatmet werden können. Um die Konzentration der Schwaden an der Sprengstelle stark zu verringern, müssen entsprechend lange Auswetterzeiten eingehalten werden. Ein Maß für die Menge des bei einer Sprengung entstehenden Sprengschwadens ist das Schwadenvolumen. Die Zusammensetzung des Schwadens kann theoretisch mittels thermodynamischer Berechnung von Explosivstoffen berechnet werden.

Ursachen

Ursachen von Sprengschwaden sind:

• unvermeidliche chemische Folgeerscheinung bei der Verwendung von Sprengstoffen,
• unvollständige Detonation des Sprengstoffes (zum Beispiel durch Überladung, zu schwache Initiierung oder durch feucht gewordene Sprengstoffe),
• ungenügende oder fehlende Verdämmung (so genannter Besatz) des Sprengstoffes.

Schadstoffe

In Sprengschwaden kann sich Kohlenmonoxid befinden, welches in höheren Konzentrationen zum Tode führt. Dieses entsteht, wenn es bei der Sprengung zu einem Sauerstoffunterschuss kommt. Dies kann unter anderem auch aufgrund einer gestörten Bewetterung entstehen. Zudem können sich in den Sprengschwaden nitrose Gase in sehr hoher Konzentration befinden.<rf name="Quelle 3" /> Diese führen zu Vergiftungserscheinungen und bei Einatmen hoher Konzentration zum Tod. Nitrose Gase sind zum Beispiel Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂). Sehr starke Konzentrationen nitroser Gase (Stickoxide) entstehen, wenn hochbrisanter Sprengstoff mit Unterschallgeschwindigkeit reagiert, also eine Detonation ausbleibt. Dieser Prozess heißt Deflagration, dabei entstehen meist Flammen oder auch glühende Kleinstteilchen in Verbindung mit den nitrosen Gasen. Entsprechend der Gefahr, die von Sprengschwaden herrührt, muss das jeweilige Sicherheitsverhalten ausgeprägt werden.

Schutzmaßnahmen

Durch die Bewetterung mit Frischluft über eine Lutte werden im drückenden und/oder saugenden Verfahren die Sprengschwaden im Bergbau verdünnt und entfernt. Zusätzlich wird das Haufwerk mit Wasser abgespritzt, um es gut anzufeuchten, damit die im Haufwerk verbliebenen Gase unschädlich gemacht werden können. Damit die mit der Sprengung befassten Personen vor Sprengschwaden geschützt werden, soll sich die planmäßige Zündstelle im einziehenden Wetterstrom befinden und nicht im Hauptabwetterstrom. Kann dies nicht vermieden werden, müssen Atemschutzgeräte (zum Beispiel Filterselbstretter) vorhanden sein.

Literatur

• Dynamit Nobel Wien und Schaffler & Co. GesmbH. (Hrsg.): Sprengtechnische Ratschläge. 11. Auflage. Eigenverlag, St. Lambrecht 1989. 

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. G. Lathan: Bohr- und Schießarbeiten im Bergbau. Band II Schießarbeiten, Fachbuchverlag Leipzig, Leipzig 1958, S. 17, 87, 88.
3. Helmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Erster Band, Neunte völlig neubearbeitete Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1955, S. 152, 153.
4. Josef Köhler, Rudolf Meyer, Axel Homburg: Explosivstoffe. Zehnte, überarbeitete und erweiterte Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-32009-7, S. 257, 258.
5. H. Kast: Spreng- und Zündstoffe. Mit 94 Abbildungen. Druck und Verlag von Friedrich Vieweg & Sohn, Braunschweig 1921, S. 20, 87–89.
6. Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (Hrsg.): Sprengarbeiten. Sicherheitsinformation der Allgemeinen Unfallversicherungsanstalt. M226, Wien, S. 31.
7. Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1, S. 86, 87, 99, 768.
8. Bergbau-Versuchsstrecke Sprengsachverständigenstelle der Westfälischen Berggewerkschaftskasse (Hrsg.): Merkblätter für die Durchführung von Sprengarbeit. Spresa 1984, S. 1.3.1–1.3.4.
9. Alexander Hutwalker: Niederschlagung von Nitrosegasen aus Sprengschwaden durch Bedüsung. Genehmigte Dissertation an der Fakultät für Energie- und Wirtschaftswissenschaften der Technischen Universität Clausthal, Clausthal 2019, S. 3, 4, 10, 14, 18, 23, 24.
10. 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. 17.

Siehe auch

• Stichwort „Sprengschwaden“ in Liste von Unglücken im Bergbau

Weblinks

• Sprengarbeiten (abgerufen am 27. April 2020)
• Technische Regel zum Sprengstoffrecht Sprengarbeiten (SprengTR 310 - Sprengarbeiten) (abgerufen am 27. April 2020)
• Sprengschwaden beim Tunnelvortrieb (abgerufen am 27. April 2020)
• Explosivstoffe und ihr Einfluss auf Grund und Oberflächenwasser (abgerufen am 27. April 2020)
• Sprenginfo (abgerufen am 3. September 2021)

Anmerkungen

1. Der Schwaden (Dampf, Dunst) ist eine Bezeichnung aus der Bergmannssprache. Die Bergleute bezeichnen mit Schwaden schlechte oder gefährliche Grubenluft. (Quelle: Dudenredaktion (Hrsg.): Duden. Band 1.)
2. Der Besatz kann zum Beispiel aus Letten, Sand, feinsten Steinen, Wasser oder Chlorcalcium (zur Staubbindung) bestehen. Im Bergbau gibt es dazu auch das Sprichwort: „Gut verdämmt, ist halb geschossen.“ Faustregel: Je weniger brisant ein Sprengstoff ist, desto mehr Besatz wird benötigt. (Quelle: Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (Hrsg.): Sprengarbeiten.)