Weltweit brennen Kohleflöze, zum Teil schon Hunderte oder gar Tausende von Jahren. Aber wie? Was ist die Ursache dieser Brände? Die Antwort liefert eine besondere Eigenschaft der Kohle: Egal ob Kokshaufen auf einem Lagerplatz oder Kohleflöze – sie neigen zur spontanen Selbstentzündung.

Blick in eine aktive Kohlegrube. Mit Wasser wird gekühlt, um Selbstentzündung zu vermeiden, daher der Dampf © A. Prakash, ITC

Spontane Selbstentzündung durch Oxidation
Im Kontakt mit Sauerstoff oxidiert Kohle. Bei dieser chemischen Reaktion entsteht Wärme. Die zwei oder drei Tonnen im Kohlenkeller zu Hause sind meist so gelagert, dass diese überschüssige Wärme durch die umgebende Luft und die Luftzirkulation abgeführt wird. Doch bei großen Kohlelagern oder auch in unterirdischen Kohleflözen kann diese Eigenschaft dazu führen, dass die Kohle von allein zu glimmen anfängt. Und zwar dann, wenn genug Sauerstoff vorhanden ist, um die Oxidation in Gang zu setzen, und die dabei entstehende Wärme nicht schnell genug abgeführt wird.

Schon bei etwa 80 Grad sondert die Kohle leicht flüchtige Anteile ab, die sich entzünden können. Es entsteht zunächst ein rotglühender Schwelbrand. Wenn die Temperatur im Inneren der Kohle weiter steigt, schlagen erste Flammen hoch, die Kohle beginnt jetzt, richtig zu brennen. Dann steigt die Temperatur noch weiter und kann etwa 1.500 Grad erreichen. In diesem Temperaturbereich schmilzt bereits Gestein.

Klima, Wasser und Körnung sind Einflussfaktoren
Ob und wann Kohle sich selbst entzündet, hängt dabei von zahlreichen Faktoren ab. Die chemische Zusammensetzung der Kohle spielt ebenso eine Rolle wie die Korngröße oder die Größe und Dichte des Kohleflözes. Locker gelagerte Kohle oder mit vielen Rillen und Rissen durchsetzte Kohleflöze bieten eine größere Oberfläche, an der die Oxidation voran schreiten kann. Dichte Vorkommen dagegen speichern die Wärme besser und können deshalb schneller zur Selbstentzündung führen.

Auch die Umgebungstemperatur in der Gesteinsschicht, die umgebenden geologischen, geomorphologischen und hydrologischen Bedingungen, das Klima, Wüstenklima oder Regenwald, haben einen großen Einfluss darauf, ob und wie sich Kohle selbst entzündet. Auch der Bergbau selbst spielt keine geringe Rolle. Da, wo Flöze unterirdisch abgebaut werden, sind ausreichende Belüftung und das Abführen der Oxidationswärme ein Muss.

	Brennendes Kohlefeuer direkt unter der Oberfläche © ITC

Unfreiwillige Brandstiftung
Seitdem Kohle vom Menschen aktiv abgebaut wird, hat jedoch auch die meist zufällige Brandstiftung zugenommen. In den Kohlegruben von Indien hat schon manches Mal der Betrieb einer illegalen Alkoholdestille zum Entzünden der Kohle geführt. In Pennsylvania ist man sich bis heute nicht sicher, ob die Brände nicht erst dadurch verursacht wurden, dass man aufgegebene Kohleschächte als Mülldeponie genutzt und den Müll verbrannt hat, so dass das Feuer schließlich auf die Flöze übergesprungen ist.

So wie ein Kurzschluss an einem Kohlebagger, eine glimmende Zigarette im Kohleschacht oder eine Methanexplosion zum Entzünden eines Flözes führen kann, so wahrscheinlich ist auch eine natürliche „Initialzündung“. Blitze oder Wirbelstürme können bei oberflächigen Kohlelagerstätten für den entscheidenden Funken sorgen. Und auch Wald-, Steppen-, Prärie- oder Savannenbrände sind als Auslöser keine Seltenheit. In den indonesischen Regenwäldern bilden Waldbrände und dicht unter der Oberfläche lagernde Kohle eine riskante Mischung, die bisher nicht wirklich unter Kontrolle gebracht werden konnte.