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Steinkohle

[738] Steinkohle (Schwarzkohle, gr. Lithanthrax, engl. Coal, Pit-coal [spr. Pittkohl, d.i. Grubenkohle], franz. Houille [spr. Huillj]). I. Eigenschaften: derbe Massen, blätterig, schieferig, dicht, faserig od. erdig, bildet mehr od. weniger mächtige Lagen u. Lager in den Schichten der nach ihr genannten Steinkohlenformation (s.d.); im Bruch muschelig bis eben, Härte 2 bis 3, specifisches Gewicht 1,2 bis 1,5; pechschwarz, sammetschwarz, schwärzlichbraun, zuweilen schön bunt angelaufen, undurchsichtig, fett- bis glasglänzend, Strich schwarz. Besteht aus 75 bis 96 Proc. Kohlenstoff, 1 bis 5 Proc. Wasserstoff u. 3 bis 20 Proc. Sauerstoff; brennt mit leuchtender, rußender Flamme u. Zurücklassung[738] von mehr ed. weniger Asche; färbt Kalilauge nicht braun (Unterschied von Braunkohle). Man unterscheidet bes. folgende Varietäten: A) Nach ihrer Structur: a) Schieferkohle (Blätterkohle, Glanzkohle), derb, mit schiefriger od. blättriger Structur, Bruch uneben bis unvollkommen muschelig, glänzend, graulich bis sammetschwarz, öfters bunt angelaufen, leicht zerbrechlich u. dabei in Folge der Querabsonderung in unregelmäßig kubische od. rhomboëdrische Bruchstücke zerfallend; specifisches Gewicht 1,255 bis 1,4; sie kommt am häufigsten, mächtigsten u. verbreitetsten vor. b) Kännelkohle, derb, mit großmuscheligem bis ebenem Bruch, schwach fettglänzend od. matt; graulich bis sammet- u. pechschwarz; specifisches Gewicht 1,23 bis 1,28; findet sich in eigenen Lagern od. in Begleitung der Schieferkohle, bes. zu Wigan in Lancashire, Whitehaven, Clee Hill in Shropshire, Athercliff u. anderen Orten Englands, in Clydesdale u. Edinburg in Schottland, Neukirchen bei Saarbrücken, Waldenburg in Schlesien. c) Rußkohle, lockere, aus kleinen, oft staubartigen Theilen bestehende Massen, Bruch erdig, zerreiblich, seidenglänzend, fettglänzend bis matt, pechschwarz; bildet selten selbständige Lager, findet sich meist in Begleitung der Schieferkohle; bei Zwickau in Sachsen, Kronach an der Rhön, Altwasser in Schlesien, West-Lothian in Schottland. d) Faserkohle, feinfaserige Massen, in dünnen Lagen od. eingesprengt in der Schieferkohle; sehr weich u. leicht zerreiblich, seidenglänzend, grau-, braun- bis sammetschwarz; sie stammt von Araucarien ab; findet sich zu Kusel in Rheinbaiern, Waldenburg in Schlesien, Planitz bei Zwickau, Pottschappel bei Dresden, Saarbrücken, New Castle in England. e) Pechkohle (Gagat, Glanzkohle), dicht, sammetschwarz mit starkem Fettglanz, Bruch großmuschelig; spröd u. leicht zersprengbar; findet sich in Lagern zwischen Schieferkohle, bei Zwickau in Sachsen, Waldenburg in Schlesien, England; bildet auch dünne Lagen im Liasschiefer zu Ohmden, Bahlingen u. anderen Orten in Württemberg, sowie in der Wealdenformation in der Grafschaft Schaumburg u. im Bückeburgischen. f) Grobkohle (Kohlenschiefer), bräunlichschwarz bis schwarz, wenig glänzend bis matt, hat große Neigung zur schieferigen Absonderung; führt viel erdige Bestandtheile, daher am schwersten unter allen Kohlensorten u. schwer verbrennlich, wobei viel Asche zurückbleibt. g) Anthracit (muschelige od. eigentliche Glanzkohle), derb, amorph, mit muscheligem Bruch, eisenschwarzer bis graulichschwarzer Farbe u. metallischem Glanz; verbrennt schwer u. hinterläßt wenig Asche; zeigt keine organische Structur mehr u. ist älter als die eigentliche Steinkohle; bildet mehr od. weniger mächtige Lager in der Grauwacke, in Böhmen, Mähren, Schlesien, Schleitz im Voigtlande, Gandoline in Wallis, sehr verbreitet u. mächtig in Lakavanna u. Wyoming am Susquehanna u. von Munch Chunk in Pennsylvanien. h) Stangenkohle (stänglicher Anthracit, natürliche Coaks), porös, stängelig abgesondert, mit mattem, etwas metallischem Glanz; verhält sich in chemischer Hinsicht wie Anthracit; sie hat sich immer durch Berührung eines Steinkohlenlagers mit einem plutonischen Gestein gebildet; so auf der Fixsterngrube bei Altwasser in Schlesien durch Berührung mit Porphyr. B) Nach ihrem Verhalten im Feuer unterscheidet man: a) Sandkohle, welche beim Verbrennen wenig Flamme entwickelt, sich nicht erweicht, sondern unverändert ihre Gestalt behält, bis sie allmälig verglimmt. Sie wird bes. in den Fällen angewendet, wo es sich weniger um die Art des Feuers, als um Wohlfeilheit handelt, daher zum Kalk- u. Ziegelbrennen. b) Backkohle, welche beim Brennen zu einer halbflüssigen, schaumigen Masse aufschwillt u. zu einer homogenen Masse zusammenbackt. Sie eignet sich bes. zur Leuchtgasbereitung, zur Darstellung von Coaks u. als Schmiedekohle; als gewöhnliches Feuermaterial bietet sie den Vortheil, daß sie selbst als seiner Gruß angewendet nicht durch den Rost fällt, sondern beim Aufschütten auf das Feuer sogleich zusammenbackt; sie muß daher, um ein gleichmäßiges Feuer zu geben, häufig aufgelockert u. gewendet werden. c) Sinterkohle, welche im Feuer etwas erweicht u. ohne zu schmelzen zu einer festen Masse zusammensintert; dient vorzüglich zur Kesselfeuerung. C) Nach den verschiedenen Pflanzen, aus welchen die S. abstammt, unterscheidet man ferner: a) Sigillarienkohle, eine dünngeschichtete Pechkohle von dichterem Gefüge; b) Farrenkohle, eine sehr bituminöse, leichte Pechkohle; c) Sagenarienkohle, eine Schieferkohle, welche sich in ihren reineren Partien mehr der Kännelkohle nähert; d) Nöggerathiakohle, von stets magerer Beschaffenheit u. am meisten der Grobkohle sich nähernd; e) Calamitenkohle, Hauptbestandtheil der Rußkohle. D) In England unterscheidet man als die wichtigsten: a) Cubische S. (Cubical-coal), bricht in rechtwinklichen Stücken, von denen die kleinen würfelig sind, ist schwarz, glänzend dicht, mäßig hart, leicht zerreiblich; gehört zum Theil zur Sinterkohle, zum Theil zur Backkohle. b) Schiefer- od. Splitterkohle (Splint- od. Slate-coal), leicht spaltbar wie Schiefer, mit muscheligem Bruch, ist graulichschwarz, sehr dicht, härter u. fester als die vorige; kommt in großen viereckigen scharfkantigen Stücken aus der Grube, brennt, ohne zu backen, mit starker Flamme. c) Kännelkohle (Canal- od. Candle-coal), bricht in trapezoïdischen Stücken, Bruch muschelig, leicht entzündlich, brennt mit langer, weißer Flamme, backt nicht, gehört zur Sinterkohle. d) Glanzkohle (Kilkenny-coal, Blindcoal, Malting-coal, Stone-coal), eine anthracitartige Kohle von eisenschwarzer Farbe. – Bei der trockenen Destillation (Erhitzen in verschlossenen Räumen) gewinnt man aus den S-n ein Gas (Steinkohlengas), welches als Leuchtgas in größter Menge dargestellt wird, eine wässerige, ammoniakalische Flüssigkeit, Steinkohlentheer u. als Rückstand die Coaks. Die Steinkohlengase bestehen aus schwerem Kohlenwasserstoff, Grubengas, Kohlenoxydgas, Wasserstoff, Dämpfen von flüchtigen Theerölen, Schwefelkohlenstoff, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Kohlensäure, Cyan, schwefliger Säure, Salzsäure, Wasserdampf u. Stickstoff. Die vier ersten bilden mit den flüchtigen Theeröldämpfen den Hauptbestandtheil des Leuchtgases; die übrigen werden als Verunreinigungen bei der Leuchtgasbereitung entfernt (s. Gasbeleuchtung). Verschiedene Steinkohlensorten geben verschiedene Quantitäten Gas; im Durchschnitt liefern 100 Pfund S-n 430 Cubikfuß Gas. Am besten eignet sich die Kännelkohle u. Backkohle zur Gasbereitung. Der Steinkohlentheer ist eine schwarze, dickölige Flüssigkeit von starkem Geruch, specifisches Gewicht 1,120 bis 1,150, erhärtet an der Luft; besteht aus Naphthalin, Paranaphthalin, Paraffin, [739] Eupion, Benzin, Anilin, Leucolin, Picolin, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Carbolsäure, Rosolsäure, Brunolsäure, Kreosot. Durch Destillation des Steinkohlentheers über Wasser wird das Steinkohlentheeröl (s.d.) gewonnen.

II. Vorkommen. Die ausgedehntesten Kohlenlager in Europa besitzt England, sie nehmen 12,000 engl. (570 geogr.) Quadratmeilen od. den zehnten Theil von England ein u. liefern ²/3 der Gesammterzeugung der ganzen Erde u. zugleich die besten Kohlen, welche man kennt. Diese reichen Kohlenfelder finden sich bes. in Northumberland u. Durham, Cumberland, Westmoreland, York, Lancashire, 150 engl. (= 146 rheinl.) Fuß mächtig, Flintshire, Nordstaffordshire, Yorkshire, Shropshire, Worcestershire, Südstassordshire, Warwick u. Leicestershire, Somerset (Bristol), Gloucestershire (Deanforste), Südwales (100 engl. [= 97,5 rheinl.] Fuß mächtig). Die bedeutendsten schottischen Kohlenlager. sind die von Clyde u. Lanarkshire, welche eine Mächtigkeit von 200 engl. Fuß u. eine Flächenausdehnung von 1 Mill. Acker haben; ferner in Midlothian, Eastlothian, Kilmarnock u. Aireshire, Fifeshire u. Dumfries. Irland hat große Kohlenfelder in Ulster, Connaught, Leinster u. Munster. Man schätzt die Gesammtproduction von S-n in England auf 35 Mill. engl. Tonnen. Nächst England ist Belgien das an S-n reichste Land. Die Kohlenlager finden sich hier nur im südlichen Theil, bes. in den Districten von Mons, Charleroi u. Lüttich. Die Lagerungsverhältnisse der S. in Belgien stimmen mit denen in England im Allgemeinen überein, nur sind die belgischen Flötze weniger mächtig. Das Becken von Flénu im Westen von Mons u. das von Lüttich sind die wichtigsten, das erstere hat bei einer Längenausdehnung von 2¹/₂ Meilen u. einer Breite von ¹/₂ Meile 126–130 bauwürdige Flötze, von welchen jedoch nur 46 abgebaut werden; das Lager von Lüttich ist 3 Meilen lang, 1 Meile breit u. hat 80 bauwürdige Flötze, von denen 64 abgebaut werden. Es sind in Belgien etwa 300 Gruben im Betrieb, welche 8–9 Mill. Tonnen S. liefern. Die belgischen Kohlenlager setzen sich in Frankreich in der Gegend von Valenciennes fort; außerdem finden sich in Frankreich S-n in St. Etienne u. Rive de Giar, wo die Flötze eine Mächtigkeit von 20–32 Fuß bei einer Längenausdehnung von 6 Meilen erreichen; in der Auvergne sind bedeutende Kohlengruben in der Gegend von Brassac, ferner zu Blanzy u. Creuzot, zu Fins u. Comentry im Departement Allier, Epinac im Departement der Saone u. Loire. Die Kohlenausbeute von Frankreich beträgt etwa 60 Mill. Centner. Einen großen Reichthum an S-n besitzt Spanien, welcher aber bis in die neueste Zeit wenig bekannt u. beachtet gewesen ist; fast in jeder Provinz finden sich Kohlenlager; 1858 betrug die Production 2¹/₂ Mill. Centner. Italien hat S-n bei Sogliano (Forli), Levagna (Spoleto), Cagli u. Pergola (Pesaro), Salisano u. Roccantica (Sabina), sie werden jedoch nicht abgebaut. In Österreich sind bedeutende Kohlenlager in Galizien, Mähren, Schlesien u. Böhmen; es werden jährlich nicht mehr als 21 Mill. Centner gewonnen. In Deutschland sind es bes. die Preußischen Lande, die sich durch reiche Steinkohlenlager auszeichnen; Schlesien hat deren in seinem südöstlichen Theile; in der Provinz Sachsen finden sie sich an der unteren Saale zwischen dem Harz u. Erzgebirge; in großer Menge u. von vorzüglicher Qualität finden sich S-n auch in Westfalen. In Oberschlesien nehmen die S-n von Gleiwitz aus nach Osten eine Fläche von 8–9 QM. ein, von Gleiwitz südlich über 2 QM., zwischen Rybnik u. Loslau fast 1 QM., bei Koslowagura u. bei Petrzkowitz etwa ¹/₂ QM.; in Niederschlesien ist das Steinkohlengebirge bes. in der Gegend von Waldenburg u. in der Grafschaft Glatz entwickelt, etwa 5 QM.; in der Provinz Sachsen bei Wettin u. Löbejün; im Rheinthale bei Duisburg u. Ruhrort bis westlich nach Unna; bei Eschweiler, Stolberg u. Aachen nimmt das Steinkohlengebirge beinahe 3 QM. ein; bei Saarbrücken hat das Steinkohlenlager 77 bauwürdige Flötze u. eine Mächtigkeit von 240 Fuß. Im Jahre 1859 wurden an S-n in der Preußischen Monarchie 48¹/₂ Mill. Tonnen gefördert. Die S-n des Königreichs Sachsen werden in zwei Bassins, in dem großen erzgebirgischen (Gegend von Zwickau etc.) u. in dem des Plauenschen Grundes bei Dresden gefunden. 1858 wurden im Regierungsbezirk Zwickau 14 Mill., im Regierungsbezirk Dresden nahe an 10 Mill Centner S-n gefördert. Baden hat S-n bei Offenburg; Hannover im Deistel, Süntel, Osterwald u. um Osnabrück; Baiern in der Pfalz. In Rußland hat man S-n am Don u. Donez, u. zwar hier eine vorzügliche Anthracitkohle auf einem Flächenraume von 500 QM., ferner an beiden Seiten des Ural, bes. im Gouvernement Perm in den Kreisen Jekatherinburg, Kamyschlew u. Solikansk, in den Gouvernements Nowgorod, Kaluga, Tula u. Rjäsan, in Archangel, am Altai, auf der Insel Sachalin u. in der kaukasischen Staathalterschaft am obern Kuban, nordöstlich von Kutais, bei Achalzich u. Tiflis u. am Südufer des Kaspischen Meeres. Amerika hat die größten bekannten Steinkohlenfelder der Neuen Welt, in den Vereinigten Staaten, das ausgedehnteste desselben ist das sogenannte Appalachische Kohlenfeld, welches in den Staaten von Pennsylvanien, Ohio, Virginien, Kentucky u. Tennessee einen Flächenraum von 3000 geographischen Meilen einnimmt. Die bauwürdigen Flötze liegen hier in geringer Tiefe unter der Oberfläche nahezu horizontal u. in vielen Flußthälern, wie in dem des Ohio, auf weite Strecken zu Tage. In Ohio hat man in einer Tiefe von 1000 Fuß noch nicht das tiefste Flötz erreicht; die einzelnen Flötze sind meist nicht mehr als 6 Fuß mächtig. Westlich von diesem Kohlenfeld liegt ein zweites, ebenfalls sehr ausgedehntes Gebiet; dasselbe dehnt sich gegen Westen bis zum Mississippi aus u. erstreckt sich über den größten Theil von Illinois, den südwestlichen Theil von Indiana u. den westlichen Theil von Kentucky. Ein drittes, kleineres Kohlenlager ist nordwestlich von dem Appalachischen Kohlenfeld u. nimmt fast den ganzen Staat von Michigan ein. S. Steinkohlenformation.

III. Gewinnung u. Verwendung der S. Die S. wird meist durch Grubenbau gewonnen; Tagebau kommt in Europa nur vereinzelt vor, ist dagegen in Nordamerika in der Regel, weil dort die Kohle theils zu Tage liegt, wie in manchen Flußthälern, od. nicht tief unter der Oberfläche. Zu den Schwierigkeiten des Grubenbaues gehören bes. die Schlagenden Wetter, leichte, entzündliche Kohlenwasserstoffe; diese tödten durch Verbrennen od. Erstickung die Grubenarbeiter, zerstören den Grubenbau u. setzen wohl auch das Kohlenflötz selbst in Brand.[740] Solche Kohlenbrände entstehen auch in Folge der Hitze, welche der unter Zutritt von Luft u. Feuchtigkeit sich oxydirende Schwefelkies entwickelt; sie erwärmenden Erdboden, brennen den Thonschiefer zu Porzellanjaspis u. veranlassen Einsenkungen u. Erdfälle. In Planitz (s.d.) bei Zwickau benutzt man die durch den Kohlenbrand erzeugte hohe Bodentemperatur zum Ziehen exotischer Pflanzen. Außerdem entwickelt sich in den Steinkohlengruben oft reichlich Kohlensäure (Schwaden), welche erstickend wirkt. Die Hauptverwendung finden die S-n als Brennmaterial, sie können fast für alle Feuerungen angewendet werden, zur Zimmerheizung, bei allen Schmiede- u. Siedearbeiten, zum Betrieb der Dampfmaschinen, zum Schmelzen der Erze etc. Für manche Zwecke, wie zur Feuerung für Locomotiven u. zu manchen metallurgischen Arbeiten müssen die S-n vorher vercoakt werden, indem man ihnen durch Erhitzen in verschlossenen Räumen die erdharzigen u. schwefeligen Theile entzieht (s. Coaks). Bei dieser trockenen Destillation gewinnt man als Nebenproducte Theer (s.d.), flüchtige Öle, welche theils zu Beleuchtungszwecken, theils als Maschinenöl verwendet werden, Ruß u. ein Gemenge brennbarer Gasarten, welche letztere als Leuchtgas eigens zum Zweck der Beleuchtung dargestellt werden (s. Gasbeleuchtung). Über die Darstellung von Farbstoffen aus dem Anilin des Steinkohlentheers s.u. Phenylamin. Die englischen Kännelkohlen u. Gagat werden zu Knöpfen, Armbändern, Vasen etc. verarbeitet. Die Asche der Steinkohlen dient als Düngemittel, sowie als Zusatz zu hydraulischem Mörtel.

Die S-n waren schon im Alterthum bekannt; man fand sie. bes. in Thracien, daher Lapis thracius (bei den Griechen Ἄνϑραξ γεώδης, Kohlen aus der Erde), auch in Ligurien, Elis u.a. Orten; sie wurden beschrieben als Steine, welche brennen, u. dabei einen asphaltischen, durchdringenden Geruch entwickelten; als besondere Eigenthümlichkeit wird hervorgehoben, daß sie mit Wasser angenäßt brennen, aber auslöschen, wenn man Öl darüber gießt. Als Brennmaterial sollen die S-n zuerst bei den Chinesen in Anwendung gebracht worden sein. Der Steinkohlenbergbau scheint am frühesten in Belgien eröffnet worden zu sein, u. zwar gegen Ende des 12. Jahrh., etwas später in England, wo jedoch die Benutzung der S-n sehr beschränkt gewesen sein mag, denn noch im 14. Jahrh. verbot der Magistrat von London auf das Strengste S-n zu feuern. In Frankreich geht der Abbau von S-n nicht über das 16. Jahrh. zurück; in Deutschland war man bei dem großen Reichthum an Wäldern weniger in der Lage frühzeitig auf Ersatzmittel der Holzkohlen zu denken, u. so wird der Steinkohlenbergbau in Deutschland erst seit verhältnißmäßig neuerer Zeit betrieben.