Umfassender Leitfaden zum Steinabbau:Sprengwerkzeuge, Materialien, Verfahren und Sicherheitsvorkehrungen

In diesem Artikel besprechen wir Folgendes:1. Werkzeuge zum Strahlen, 2. Materialien zum Strahlen, 3. Verfahren des Strahlens, 4. Vorsichtsmaßnahmen. 

Werkzeuge zum Sprengen:

Für den Strahlvorgang werden folgende Werkzeuge benötigt:

(1) Löffelstiel:

Dies ist in Abb. dargestellt. 2-5 und dient zum Bohren eines Lochs bis zur erforderlichen Tiefe.

(2) Jumper:

Dies ist in Abb. dargestellt. 2-6 und wird zur Herstellung von Sprenglöchern verwendet. Es ist effektiver beim Bohren eines nahezu vertikalen Lochs.

(3) Ansaugnadel:

Dies ist in Abb. dargestellt. 2-7 und wird verwendet, um das Loch beim Stopfen instand zu halten. Es hat die Form eines dünnen Kupferstabs, der an einem Ende zugespitzt ist und am anderen Ende mit einer Schlaufe zur Handhabung versehen ist. Nachdem das Loch mit Sprengstoff gefüllt wurde, wird das Loch mit gestampfter Erde gefüllt und diese Nadel wird in der Mitte gehalten, so dass beim Entfernen oder Herausziehen ein Durchgang für das Einsetzen der Zündschnur entsteht, um eine Explosion auszulösen.

(4) Schabelöffel:

Dies ist in Abb. dargestellt. 2-8 und dient zum Abkratzen oder Entfernen von Schotterstaub aus Sprenglöchern. Es hat die Form einer Eisenstange, an deren einem Ende eine kreisförmige Platte befestigt ist und am anderen Ende eine Schlaufe angebracht ist, um die Handhabung zu erleichtern.

(5) Stampfleiste:

Dies ist in Abb. dargestellt. 2-9 und dient zum Stampfen oder Stampfen des Materials beim Nachfüllen von Sprenglöchern. Es hat die Form eines schweren Messingstabs mit einem Durchmesser von 10 mm bis 15 mm und verjüngt sich an den Enden etwas.

Materialien zum Sprengen:

Für den Strahlvorgang werden folgende Materialien benötigt:

(1) Zünder:

Ein Zünder ist eine Vorrichtung, deren Explosion die eines anderen auslöst. Es hat die Form eines Kupferzylinders mit einem Durchmesser und einer Länge von 6 mm bzw. 25 mm. An einem Ende ist es geschlossen, am anderen Ende ragt eine Sicherung hervor. Es ist teilweise mit 6 bis 9 Körnern Fulminatquecksilber gefüllt. Es wird verwendet, wenn Dynamit als Sprengstoff eingesetzt wird. Die Zünder werden entweder durch Zündschnur oder elektrischen Funken gezündet.

(2) Sprengstoffe:

Als Sprengstoffe werden üblicherweise Sprengpulver und Dynamit verwendet. Das Sprengpulver wird auch Schießpulver genannt und ist eine mechanische Mischung aus Holzkohle, Salpeter (KNO3) und Schwefel. Die Gewichtsanteile von Holzkohle, Salpeter und Schwefel betragen 15, 75 bzw. 10. Manchmal wird der Salpeter in der Zusammensetzung des Sprengpulvers durch Chilisalpeter (NaNO3) ersetzt. Da Chilisalpeter jedoch Feuchtigkeit aufnimmt, ist es schwierig, dieses Pulver lange aufzubewahren. Als grober Anhaltspunkt kann die Menge an Strahlpulver anhand der folgenden Faustregel ermittelt werden:

Strahlpulver in N =(Linie des geringsten Widerstands in m)2 x 1,50.

Daher ist die Menge an Strahlpulver, die für Gesteine mit L.L.R. =1 m wäre etwa 1,50 N.

Das Dynamit besteht zu 25 Prozent aus sandiger Erde, die mit 75 Prozent Nitroglycerin gesättigt ist, und diese prozentuale Zusammensetzung variiert je nach Art der Arbeit. Es liegt in Form einer dicken Paste vor und wird normalerweise in Kartuschen verkauft. Es ist von Natur aus sehr giftig und verursacht bei Berührung mit der Haut heftige Kopfschmerzen.

Weitere Sprengstoffe, die bei Sprengungen verwendet werden, sind in Tabelle 2.3 aufgeführt –

An dieser Stelle sei erwähnt, dass Alfred Nobel (1833-96), das bärtige Genie Schwedens, das sich im späten 19. Jahrhundert durch die Entwicklung von Dynamit Weltruhm und Reichtum erschlug, dessen zerstörerisches Potenzial bedauerte und sein riesiges Vermögen davon übrig ließ, um die Nobelpreise zu finanzieren, bei denen es sich um jährliche internationale Preise handelt, die von der Nobelstiftung für herausragende Leistungen in Physik, Chemie, Medizin und Literatur sowie für die Förderung des Friedens vergeben werden.

Nobel war Junggeselle und besaß mehr als 350 Patente auf alles, von Kunstseide bis hin zu Kinofilmen. Er beschäftigte sich auch mit Medizin und engagierte sich leidenschaftlich für den Frieden. In seiner Freizeit schrieb er auch Gedichte und Essays.

(3) Sicherungen:

Diese werden zum Zünden des Sprengstoffs benötigt. Sie haben die Form eines kleinen Baumwollseils, das mit Teer überzogen ist und einen Kern aus einem durchgehenden Faden aus feinem Schießpulver hat. Die Abbrandgeschwindigkeit einer guten Zündschnur beträgt etwa 10 mm pro Sekunde und wird manchmal auch als langsame Zündschnur bezeichnet, da die Abbrandgeschwindigkeit es der Person, die sie abfeuert, ermöglicht, sich an einen sicheren Ort zu entfernen, bevor die Explosion stattfindet. Für die elektrische Befeuerung kommen die patentierten elektrischen Sicherungen zum Einsatz.

Sprengprozess:

Die Sprengung erfolgt per Handbohren wie folgt:

(i) Die Sprenglöcher mit den erforderlichen Tiefen und Durchmessern werden mit Springern, Schöpflöffeln und Schablöffeln hergestellt. In regelmäßigen Abständen wird eine kleine Menge Wasser hinzugefügt, um das Gestein weich zu machen und den Staub in Paste umzuwandeln. Diese Paste lässt sich leicht mit einem Schabelöffel entfernen.

(ii) Die Sprenglöcher werden gereinigt. Sie werden getrocknet, indem man einen kleinen Eisenstab dreht, an dessen Ende ein Lappen oder ein Stück trockenes Tuch festgebunden ist. Nach einigen Umdrehungen wird die Stange herausgenommen.

(iii) Die Ladung aus Schießpulver oder Dynamit wird am Boden des Lochs platziert. Eine Ansaugnadel, ein dünner Kupferstab, wird in Position gebracht. Um das Herausziehen zu erleichtern, ist es mit Fett zu bestreichen.

(iv) Der verbleibende Teil des Sprenglochs wird schichtweise mit trockenem Sandton, Moorum oder Ameisenhaufenerde gefüllt. Jede Schicht ist kräftig zu rammen oder zu stampfen. Die Rammung erfolgt durch eine Stampfleiste aus Messing. Beim Stopfen wird die Ansaugnadel häufig gedreht, damit sie leicht entfernt werden kann, wenn das Loch vollständig gefüllt ist.

(v) Wenn der Stopfvorgang beendet ist, wird die Zündnadel durch häufiges Drehen langsam herausgezogen, wobei ein langes, schmales Loch zurückbleibt, und sie wird mit Schießpulver oder Dynamit gefüllt, wie in Abb. gezeigt. 2-10.

(vi) Eine Sicherung wird in das Loch eingesetzt und bleibt auf einer Länge von etwa 600 mm bis 900 mm aus dem Loch herausragen. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen der Zündschnur oben und der Sprengladung unten.

Die Zünder werden verwendet, wenn es sich bei dem Sprengstoff um Dynamit handelt. Dazu wird die benötigte Länge der Schmelzsicherung mit Hilfe eines scharfen Messers oder Sicherungsschneiders direkt von den Schmelzsicherungsspulen abgeschnitten. Dann wird das frisch abgeschnittene Ende der Zündschnur vorsichtig in den Zünder eingeführt, bis es die Ladung im Zünderrohr berührt.

Anschließend wird das offene Ende der Zündkapsel vorsichtig mit einer Zange zusammengedrückt, um die Zündschnur sicher in Position zu halten. Die Dynamitpatrone wird an einem Ende geöffnet und mit Hilfe einer Messingnadel ein Loch in die Ladung gebohrt. Der Zünder wird in das Loch der Dynamitpatrone eingesetzt.

Das Papier der Patrone wird verschlossen und mit Hilfe von Draht oder Bindfaden, d. h. einer starken Schnur oder Kordel, die aus zwei oder mehr miteinander verdrillten Hanf-, Baumwoll- oder dergleichen Fäden besteht, fest um die Zündschnur direkt über dem Zünder befestigt. Diese sogenannte Zündkapsel wird vorsichtig in das Sprengloch eingeführt, sodass sich das freie Ende der Zündschnur außerhalb des Lochs befindet.

(vii) Das freie Ende der Sicherung wird gezündet. Dies kann entweder mit einem Streichholz oder mit Strom erfolgen.

Die elektrische Befeuerung hat folgende Vorteile:

(a) Es gewährleistet Sicherheit, da der Brennvorgang aus großer Entfernung vom Einsatzort durchgeführt werden kann.

(b) Dies führt zu einer Zeit- und Arbeitsersparnis.

(c) Das Abfeuern erfolgt gleichzeitig und dadurch wird die Effizienz der Sprengstoffe erheblich erhöht, wodurch der Betrieb wirtschaftlich wird.

(d) Es eignet sich zum Zünden von Sicherungen unter Wasser oder an feuchten Orten.

(e) Es ist möglich, für eine ordnungsgemäße Signalisierung zu sorgen, um das Auftreten von Unfällen zu vermeiden.

(f) Es besteht keine Gefahr einer Fehlzündung.

(viii) Die Explosion findet statt und das Gestein zerfällt in kleine Blöcke. Eine gute Explosion erzeugt einen dumpfen Klang. Solche Blöcke werden gesammelt und der weiteren Behandlung zugeführt.

Vorsichtsmaßnahmen beim Sprengen:

Um schwere Unfälle zu vermeiden, sind beim Sprengen folgende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen:

(1) Fehlschlagen der Explosion:

Manchmal explodiert eine Ladung aus irgendeinem Grund nicht. In einem solchen Fall wird in der Nähe des ausgefallenen Lochs ein neues Sprengloch gebohrt und der Sprengvorgang wiederholt. Das neue Sprengloch sollte nicht zu nahe am defekten Loch liegen. In vielen Fällen führt die Explosion eines neuen Sprenglochs auch zur Explosion der Sprengladung eines ausgefallenen Sprenglochs, und in einem solchen Fall kann es zu einem schweren Unfall kommen.

(2) Linie des geringsten Widerstands:

Die Gesteine enthalten Risse, Risse, Verwerfungen oder Schichtungsebenen. Bei einer Explosion entstehen Gase. Wenn das Sprengloch ausreichend fest verschlossen ist, ist es nicht möglich, dass die Gase durch das Sprengloch austreten. In einem solchen Fall folgen die Gase der Weglinie, die den geringsten Widerstand bietet.

Eine solche Linie ist als Linie des geringsten Widerstands oder L.L.R. bekannt. In der Praxis ist der L.L.R. wird als kürzester Abstand zwischen dem Ladungszentrum und der nächstgelegenen Felsoberfläche angenommen, wie in Abb. dargestellt. 2-10. Die Länge von L.L.R. spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der für den Sprengvorgang erforderlichen Sprengstoffmenge und sollte daher sorgfältig entschieden werden.

(3) Nadel und Tamper:

Diese sollten aus Kupfer, Messing oder Bronze und nicht aus Stahl bestehen. Wenn Stahl auf den Stein trifft, entsteht ein Funke. Wenn sie also aus Stahl sind, kommt es zu einer vorzeitigen Explosion, die zu einem schweren Unfall führen kann.

(4) Ankündigung der Sprengung:

Niemand darf den Bereich betreten, in dem Sprengungen durchgeführt werden. Die Hinweise und sichtbaren Zeichen wie rote Fahnen sollten an geeigneten Stellen entlang der Peripherie dieses Gebiets angebracht werden. Es ist wünschenswert, die Sprengarbeiten spätabends oder frühmorgens zu vermeiden. Die festgelegten Sprengungszeiten sollten der Öffentlichkeit bekannt gegeben werden.

(5) Rückzug auf Distanz:

Der verwendete Zünder sollte so beschaffen sein, dass sich der Arbeiter nach dem Abfeuern in eine sichere Entfernung zurückziehen kann. Bei groß angelegten Arbeiten können Pfeifen oder Sirenen eingesetzt werden, um die Arbeiter zu warnen, sich an einen sicheren Ort zu begeben, bevor es zu einer Explosion kommt.

(6) Versickern von Wasser:

Wenn Wasser in das Sprengloch eindringt, sollte die Sprengladung in einer dünnen Eisenplatte oder in wasserfestem Papier untergebracht werden.

(7) Fachliche Aufsicht:

Die Sprengarbeiten sollten nur geschulten und erfahrenen Personen anvertraut werden. Die verantwortliche Person sollte sich vergewissern, dass die explodierten Ladungen der Anzahl der abgefeuerten Ladungen mit der Anzahl der gehörten Explosionen entsprechen.

(8) Speichern:

Der Sprengstoff sollte sehr sorgfältig gelagert werden. Sie sollten in einem speziell dafür errichteten Gebäude untergebracht werden, das als Magazin oder Lagerhaus bekannt ist.

Die bei der Lagerung von Sprengstoffen zu treffenden Vorsichtsmaßnahmen können wie folgt aufgezählt werden:

(i) Im Falle eines Stromausfalls sollten bei Bedarf nur Taschenlampen zum Anzünden verwendet werden und auf keinen Fall die Flammenlaterne.

(ii) Es sollte keinem Außenstehenden gestattet sein, den Zeitschriftencampus zu betreten, und die autorisierten Personen müssen Zeitschriftenschuhe oder Schuhe ohne Nägel tragen.

(iii) Die Zünder sollten vollständig von anderen Sprengstoffen ferngehalten werden.

(iv) Die verschiedenen Sprengstoffe sollten in getrennten Kisten untergebracht werden.

(v) Die elektrischen Leitungen müssen zu Beleuchtungszwecken verdeckt verlegt werden und sollten regelmäßig von kompetenten Personen überprüft werden. Eine vorübergehende offene und lockere Verkabelung sollte nicht zulässig sein.

(vi) Mit den Sprengstoffen sollte vorsichtig umgegangen werden; auf jeden Fall geworfen oder fallengelassen werden.

(vii) Das Schießen oder Rauchen sollte in einem Umkreis von 50 Metern um das Magazin strengstens verboten sein.

(viii) Das Magazin sollte entfernt von Wohngebäuden, wichtigen Bauwerken, öffentlichen Plätzen und Orten zur Kraftstofflagerung aufgestellt werden.

(ix) Das Magazin sollte an seiner Grenze durch einen hohen Stacheldrahtzaun mit Warntafeln geschützt sein und rund um die Uhr von einem Wächter bewacht werden.

(x) Das Magazin sollte vor Blitzen geschützt sein und es sollten äußerst effiziente Blitzableiter vorhanden sein, einer an jedem Ende des Magazins.

(xi) Das Lagerhaus sollte immer verschlossen sein und der Schlüssel sollte in der sicheren Obhut der verantwortlichen Person aufbewahrt werden.

(xii) Unter keinen Umständen sollte das Magazin in einer Entfernung von 0,50 km von einem funktionierenden Ofen oder Ofen errichtet werden.

(xiii) Unter keinen Umständen sollte das Magazin während oder bei der Annäherung an ein Gewitter geöffnet werden und sich während eines solchen Sturms keine Person in der Nähe des Magazins aufhalten.