DE1019982B

DE1019982B - Verfahren zur Bestimmung der Abwanderung eines Messpunktes auf der Mittelachse eines Grossbohrloches oder Bohrschachtes mittels Seillotung

Info

Publication number: DE1019982B
Application number: DED22438A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Carl-Hans Biedendieck; Dipl-Ing Peter Fischoetter
Original assignee: DEILMANN C BERGBAU GmbH
Current assignee: DEILMANN C BERGBAU GmbH
Priority date: 1956-02-29
Filing date: 1956-02-29
Publication date: 1957-11-28

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Abwanderung eines Meßpunktes auf der Mittelachse eines Großbohrloches oder Bohrschachtes mittels Seillotung.

Bei den bisher bekannten Verfahren zur Feststellung der Abweichung eines Bohrschachtes, d. h. der Abwanderung des Mittelpunktes der Schachtsohle aus dem Schachtmittellot, wird ein im Schachtmittelpunkt im Kopf des Schachtturmes aufgehängtes und durch ein Führungskreuz im Bohrgestänge in Höhe des Meißels oder der Spannführung zentriertes Meßseil verwendet. Dieses im Bohrgestänge hängende Meßseil verläuft annähernd in der Abweichungslinie des Schachtes. In einer in Höhe der Schachtoberkante gewählten Meßebene wird nun die Abwanderung des Meßseües von dem Schachtmittellot bestimmt. Aus der geometrischen Beziehung des Abstandes der Meßebene vom Aufhängepunkt des Meßseiles, d. h. vom Schachtmittelpunkt, zur jeweiligen Teufe wird aus der Abwanderung in der Meßebene der Abstand und die Richtung der Abwanderung des Schachtsohlenmittelpunktes bestimmt. Um diese zentrale Meißellotung durchführen zu können, muß jeweils die Schwerstange abgeschraubt und die Lage des Schachtmittelpunktes an der Bohrlochsohle durch Längenmessungen über Tage bei bekannter Teufe in der Meßebene festgelegt werden, wobei für jede Lotung ein Zeitaufwand von etwa 1 bis 2 Stunden erforderlich ist.

Durch die Erfindung wird ein wesentlich einfacheres Verfahren geschaffen, bei dem sich das Abschrauben der Schwerstange erübrigt und die Bestimmung der Lage des Meßpunktes, z. B. des Mittelpunktes der Schachtsohle, des Meißels oder der Spannführung kurzzeitig, gegebenenfalls sogar während des Abteufens vorgenommen werden kann. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Lage des Durchstoßpunktes auf der Meßebene nach Lage und Richtung zum Lotpunkt statt mittels des bisher üblichen zentralen Meßseiles mittels eines außerhalb der Schachtmittelachse verlaufenden, bekannte Abstände vom Schachtmittelpunkt bzw. vom Meßpunkt aufweisenden Meßseües bestimmt und daraus nach bekannten geometrischen Beziehungen die Lage des Meßpunktes bzw. der der Abweichungslinie nach Richtung und Neigung errechnet.

Bei Verwendung nur eines Meßseiles wird vorzugsweise so vorgegangen, daß der Befestigungspunkt des Meßseiles über Tage auf die Verbindungslinie zwischen Meßpunkt und Befestigung des Meßseües unter Tage ausgerichtet und der Durchstoßpunkt in seiner Lage und Richtung zum Lotpunkt ermittelt wird.

Die Ausmessung des Durchstoßpunktes und damit die Bestimmung der Abwanderung braucht nicht durch Längen- und Winkelmessung zu erfolgen, sondern kann auch graphisch vorgenommen werden, indem man die Koordinaten des Meßseües in einem im Bohrturm Hegen-Verfahren zur Bestimmung

der Abwanderung eines Meßpunktes

auf der Mittelachse eines Großbohrloches

oder Bohrschachtes mittels Seillotung

Anmelder:

C. Deilmann Bergbau G.m.b.H.,
Bentheim (Bez. Osnabrück)

Dr.-Ing. Carl-Hans Biedendieck

und Dipl.-Ing. Peter Fischotter,

Bentheim (Bez. Osnabrück),
sind als Erfinder genannt worden

den Koordinatennetz, dessen Koordinatenmittelpunkt der Lotpunkt des Schachtmittelpunktes auf dieses Netz darsteüt, feststellt. Diese Koordinatenmessung des Meßseües kann durch Längenmessung auf zwei Bezugsachsen des Netzes bzw. durch Winkelmessung mit Hilfe von Theodoliten erfolgen.

Bei Verwendung von zwei Meßseilen erübrigt sich die Ausrichtung der oberen Meßseilbefestigung bezüglich der unteren Meßseilbefestigung, und man geht so vor, daß unter Verwendung zweier mit gleichem Abstand vom Meßpunkt bzw. Schachtmittelpunkt angebrachter Meßseüe die Lage des Durchstoßpunktes der Mittellinie zwischen den Meßseüen durch die Meßebene hinsichtlich Abstand und Richtung zum Lotpunkt bestimmt und daraus die Abwanderung des Meßpunktes nach bekannten geometrischen Beziehungen errechnet wird.

Die Ermittlung des Durchstoßpunktes kann beispielsweise mittels einer geteilten und mittig das Bohrgestänge mit einem Bügel umgreifenden Meßlatte erfolgen, auf deren Bügel ein Hilfsmeßpunkt angeordnet ist, dessen Lage und damit die Lage des Durchstoßpunktes durch Anlegen eines Koordinatenkreises um das Bohrgestänge bestimmt wird.

Man kann auch so vorgehen, daß man zur Festlegung der Lage des Durchstoßpunktes die Lage der Schnittpunkte der Meßseüe mit der Meßebene bestimmt, indem man beispielsweise die Koordinaten der Meßseüe in der Meßebene mit Hilfe von Theodolitwinkelmessungen oder durch Längenmessungen bestimmt.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Meßseüe oberhalb der Meßebene lotrecht über die unteren Seilbefesti-

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Claims

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gungspunkte, beispielsweise am Spannrahmen, verfahren ankommt, daß die Abstände A₁-O' und B₁-O' bzw. A₀-O werden und die Abweichung des Meßpunktes vom Lot auf und B₀-O einander gleich sind, so daß aus der Abweichung diese Weise unmittelbar bestimmt wird. Diese Ausfüh- M-L auf die Abweichung O'-U geschlossen werden kann, rungsform hat den meßtechnischen Vorteil, daß der Fig. 3 zeigt die mathematischen Grundlagen des erDurchhang der Meßseile, der bei starker Abwanderung 5 findungsgemäßen Verfahrens in einer Draufsicht auf die des Meßpunktes durch einen Korrekturfaktor berücksich- Meßebene. Mit /I₁-C-B₁ ist die Verbindungslinie zwischen tigt werden muß, automatisch unterdrückt wird. Dabei den unteren Seilbefestigungspunkten bezeichnet, während ist es nicht notwendig, die obere Aufhängung der Meß- A₀-O-B₀ die Verbindungslinie der oberen Befestigungsseile zu verschieben, sondern man kann die Meßseile in punkte der Meßseile 1 und 2 darstellt. Aus der Länge der einfachster Weise mittels verschwenk- und verschieb- io Meßstrecke f und dem Abstand s' des Durchstoßpunktes barer Führungen lotrecht über die unteren Seilbefesti- M vom Lotpunkt L läßt sich nunmehr mit Hilfe des durch gungspunkte verfahren und auf diese Weise die Ab- die Länge des Bohrgestänges bekannten Wertes der weichung des Schachtes unmittelbar bestimmen. Zur Teufe H ohne Schwierigkeiten die Abweichung Ö'-L' Feststellung der lotrechten Lage der Meßseile können errechnen.

Ringlote Verwendung finden. 15 Aus Fig. 3 erkennt man ferner, daß sich aus der Ver-

In den Zeichnungen sind das Grundprinzip des erfin- kürzung der Verbindungslinie der Durchstoßpunkte der

dungsgemäßen Verfahrens und ein abgeändertes Ausfüh- beiden Meßseile durch die Meßebene ohne Schwierigkeiten

rungsbeispiel dargestellt. Es zeigt auch die Verdrehung der Verbindungslinie der unteren

Fig. 1 in Seitenansicht ein Meßschema einer Ausfüh- Seilbefestigungspunkte gegenüber der Verbindungslinie

rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 20 der oberen Seilbefestigungspunkte feststellen läßt.

Fig. 2 in Seitenansicht ein Meßschema zur Durchfüh- In Fig. 4 sind der Durchstoßpunkt M und die Durchrang einer zweiten Ausführungsform des erfindungs- trittspunkte A und B durch die Meßebene sowie der gemäßen Verfahrens, Querschnitt G des Bohrgestänges zu erkennen. Die Lage Fig. 3 eine Draufsicht auf das Meßschema nach Fig. 2 dieser Punkte A, B wird mit Hilfe der Theodo-Tind 25 liten T₁ und T₂ in an sich bekannter Weise bestimmt.

Fig. 4 das erfindungsgemäße Verfahren unter An wen- Man kann auch die Meßseilbefestigungen A₀-B₀ (vgl. dung von Theodolitmessungen. Fig. 2) beweglich gestalten, so daß jeder obere Seil-In Fig. 1 ist mit A₁ die untere Befestigung des Meß- befestigungspunkt lotrecht über den unteren Seilbeseiles 1 an dem Tragbalken der unteren Zentralführung festigungspunkt A₁ bzw. B₁ verfahren werden kann. Daim Abstand d' von dem zu messenden Bezugspunkt 0', 30 mit läßt sich aus den Koordinaten der Seilpunkte A und z. B. dem Schachtsohlenmittelpunkt, bezeichnet. A₀ be- B der Durchstoßpunkt M und damit unmittelbar die zeichnet den oberen Befestigungspunkt im Kopf des Abweichung des Meßpunktes nach Größe und Richtung Schachtturmes an einem um den Schachtmittelpunkt O bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, eine Erhöhung drehbaren Balken mit der Abstandslänge d. Mit M ist der Meßgenauigkeit zu erzielen. Das Ausloten der Meßder Durchstoßpunkt der Abweichungsmeßlinie durch die 35 seile wird zweckmäßig mit einem Ringlot durchgeführt. Meßebene bezeichnet. Die Auswanderung des Durchstoß- Unter einem Ringlot versteht man dabei einen Kreisring punktes M in der Meßebene vom Lotpunkt L ist durch oder ein Rohr, dessen Mittelpunkt bzw. Mittelachse die die Länge s' festgelegt, während die Abweichung des Lage des Lotes dadurch bestimmt, weil dieses Lot kar-Meßpunktes O' vom Fußpunkt des Schachtmittellotes L' danisch aufgehängt ist. Man kann den Ring od. dgl. auch durch den Abstand s bestimmt ist, c ist der auf die Meß- 40 an drei gleichlangen Seilen aufhängen, deren Vereinigungsebene übertragene Abstand d bzw. d' des Durchstoß- punkt im Lot liegt. Es ist nicht unbedingt erforderlich, punktes A von dem Durchstoßpunkt M. die oberen Seilbefestigungspunkte, d. h. die Seilführungs-Die Seillängen A₀-A₁ sind Meßteufen, die durch die rollen A₀ und B₀, zu verfahren, sondern man kann die jeweils bekannte Länge bzw. Einbauteufe des Bohr- Seile auch mittels Führungen in die Lotstellung verfahren, gestänges bekannt sind. Diese Länge wird während des 45 Werden die Führungen an um das Bohrgestänge dreh-Bohrvorganges zur Ermittelung der Bohrteufe laufend baren Schwenkarmen befestigt, dann lassen sich aus dem festgestellt. Winkel der Schwenkarme und dem radialen Verschub Werden nun die Tragbalken des unteren und oberen der Führungen die Koordinaten der Seilpunkte A, B und Eefestigungspunktes des Meßseiles 1 zueinander parallel damit auch diejenigen der Seilpunkte A₁, B₁ unmittelbar gerichtet, d. h. beispielsweise in gleiche Winkellage zur 50 ermitteln.

geographischen Richtung Nord gebracht, dann läßt sich Eine andere Möglichkeit der Ermittlung des Durchstoßnach dem Ausmessen des Abstandes s' durch einfache punktes M besteht in der Verwendung einer geteilten geometrische Beziehungen die Abweichungslinie 0-0' und mittig das Bohrgestänge mit einem Bügel umgreifennach Richtung und Neigung rechnerisch oder graphisch den Meßlatte, auf deren Bügel ein Hilfsmeßpunkt anrjestimmen. 55 geordnet ist. Dieser Meßbügel wird an die beiden Seile 1 In Fig. 2 sind mit A₁ und B₁ die unteren Befestigungen und 2 in der Höhe der Durchstoßpunkte A und B ander beiden Meßseile 1 und 2, beispielsweise am Spann- gelegt und umfaßt mittig das Bohrgestänge. Mit Hilfe rahmen, bezeichnet. Der Abstand dieser Befestigungs- einer an das Bohrgestänge angelegten Tafel, die mit Abpunkte vom Meßpunkt 0' beträgt jeweils d'. Die Meß- Standslinien versehen ist, kann man nunmehr ohne seile 1 und 2 sind im Schachtturm über Rollen /I₀ und B₀ 60 Schwierigkeiten die Koordinaten des Meßpunktes M geführt, die vom Schachtmittelpunkt 0 den Abstand d bezüglich des Lotpunktes L ermitteln, aufweisen, der vorzugsweise dem Abstand d' entspricht.

Unterhalb der Rollen A₀ und B₀ befindet sich die Meß- Patentansprücheebene, die durch die Linie 3 angedeutet ist. Der Schnittpunkt des Lotes vom Schachtmittelpunkt mit der Meß- 65 1. Verfahren zur Bestimmung der Abwanderung ebene ist mit L bezeichnet. Die Entfernung L-M ist mit s' eines Meßpunktes aus der Mittelachse eines Großbezeichnet und proportional der Abweichung O'-L' des bohrloches oder Bohrschachtes, z. B. des Mittel-Meßpunktes von der Schachtmittelachse. punktes der Schachtsohle bzw. des Meißels oder einer Man erkennt aus der Darstellung nach Fig. 2, daß es sonstigen zentralen Führung, zu dem angesetzten beim erfindungsgemäßen Verfahren nur wesentlich darauf 70 Mittellot aus der Lage des Durchstoßpunktes einer

zwischen Meßpunkt und Schachtmittelpunkt über Tage verlaufenden ideellen Abweichungslinie durch eine zweckmäßig unterhalb des beispielsweise im Kopf des Schachtbohrturmes angesetzten Schachtmittelpunktes liegende Meßebene zum Lotpunkt des Schachtmittelpunktes auf diese Meßebene mittels Seillotung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Durchstoßpunktes (A, B) auf der Meßebene (3) nach Lage und Richtung zum Lotpunkt (L) mittels wenigstens eines außerhalb der Schachtmittelachse verlaufenden, bekannte Abstände (d, d') vom Schachtmittelpunkt (O) bzw. vom Meßpunkt (0') aufweisenden Meßseiles (1, 2) bestimmt und daraus nach bekannten geometrischen Beziehungen die Lage des Meßpunktes (0') bzw. die der Abweichungslinie (0-0') nach Richtung und Neigung errechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung nur eines Meßseiles, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungspunkt (^4₀) des Meßseiles (1) über Tage auf die Verbindungslinie zwischen Meßpunkt (0') und Befestigung des Meßseiles (^₁) unter Tage ausgerichtet und der Durchstoßpunkt (A) in seiner Lage und Richtung zum Lotpunkt (L) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung zweier mit gleichem Abstand (d, d") vom Meßpunkt (0') bzw. Schachtmittelpunkt (O) angebrachter Meßseile (I₁ 2) die Lage des Durchstoßpunktes (M) der Mittellinie zwischen den Meßseilen durch die Meßebene (3) hinsichtlich Abstand und Richtung zum Lotpunkt (L) bestimmt und daraus die Abwanderung (s) des Meßpunktes (0') nach bekannten geometrischen Beziehungen errechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittelung des Durchstoßpunktes (M) mittels einer geteilten und mittig das Bohrgestänge mit einem Bügel umgreifenden Meßlatte erfolgt, auf deren Bügel ein Hilfsmeßpunkt angeordnet ist, dessen Lage und damit die Lage des Durchstoßpunktes durch Anlegen eines Koordinatenkreises um das Bohrgestänge bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Lage des Durchstoßpunktes (M) die Lage der Durchstoßpunkte (A, B) der Meßseile (1, 2) mit der Meßebene (3) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung der Lage der Durchstoßpunkte (A, B) der Meßseile (1, 2) durch die Meßebene (3) durch Winkelmessungen von zwei festen Punkten (T₁, T₂) aus mittels Theodoliten erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßseile (1, 2) oberhalb der Meßebene (3) lotrecht über die unteren Seilbefestigungspunkte (^₁, B₁) verfahren werden und die Abwanderung des Meßpunktes (O¹) unmittelbar aus dem Schachtmittelpunkt (O) bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßseile (1, 2) mittels verschwenkbaren Führungsösen lotrecht verfahren werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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