DE1130626B - Modell zur Darstellung der Lage und Maechtigkeit geologischer Schichten - Google Patents

Modell zur Darstellung der Lage und Maechtigkeit geologischer Schichten

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DE1130626B
DE1130626B DEW26078A DEW0026078A DE1130626B DE 1130626 B DE1130626 B DE 1130626B DE W26078 A DEW26078 A DE W26078A DE W0026078 A DEW0026078 A DE W0026078A DE 1130626 B DE1130626 B DE 1130626B
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Dipl-Ing Hans Walter
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    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
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    • G09B23/40Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for geology

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Description

  • Modell zur Darstellung der Lage und Mächtigkeit geologischer Schichten Die Erfindung bezieht sich auf ein Modell zur Darstellung der Lage und Mächtigkeit geologischer Schichten mit Hilfe von Baukörpern, insbesondere für den Bergbau oder Braunkohlentagebau. Auf diesem Gebiet ist es zum Zweck der planvollen Arbeitseinteilung notwendig, sich über den Verlauf von geologischen Schichten ein möglichst umfassendes Bild zu machen.
  • Bisher ging man hierbei so vor, daß an bestimmten, von Geologen festgestellten Stellen Bohrungen durchgeführt wurden, um an Hand dieser Bohrergebnisse die einzelnen Bohrprofile grafisch aufzutragen. Diese Bohrprofile zeigten an, welche Bodenarten sich an den betreffenden Bohrstellen befinden. Aus der Vielzahl der Bohrungen war es geübten Fachkräften möglich, Rückschlüsse auf den Verlauf der Schicht zu ziehen. Für weniger geübte Fachkräfte war es dagegen kaum möglich, aus den Bohrprofilen allein Aussagen über den Schichtenverlauf in dem gesamten Gebiet zu machen. Man half sich daher so, daß an Hand dieser Bohrungen Schichtprofile auf einzelnen Blättern aufgezeichnet wurden, und zwar jeweils für einen speziell interessierenden Längs- oder Querschnitt.
  • Gerade im Braunkohlentagebau ist es aber notwendig, zur Festlegung des Arbeitsweges von Großraumbaggern den günstigsten Weg im Gelände zu suchen, da nur dadurch eine rationelle Arbeitsweise gesichert ist. Häufig ist es eingetreten, daß die Großraumbagger beim Vorschreiten in wenig tragfähige Schichten kamen, die man bei rechtzeitigem Erkennen hätte umfahren bzw. ausheben können.
  • Daher besteht der Wunsch nach einer Möglichkeit, durch ein anschauliches Verfahren den Verlauf der Schichtenfolge erkennen zu lassen, wodurch man dann in der Lage ist, auf Grund der Kenntnis der allgemeinen Bohrergebnisse den rationellsten Abbau zu bewirken.
  • Nun ist es bekannt, in proportionaler Verkleinerung eine Bergwerksanlage mit der Lage und Mächtigkeit einer geologischen Schicht naturgetreu nachzubilden. Hierzu verwendet man Scheiben aus transparentem Material, wie z. B. Glas, die man miteinander mechanisch verbinden kann. Jede einzelne Scheibe muß mechanisch bearbeitet werden, damit die Lage und Mächtigkeit der geologischen Schicht sowie die Gruben und Gänge des Bergwerkes sichtbar gemacht werden können. Dabei können die Gänge entweder aus nur einer Platte herausgearbeitet sein oder aber zum Teil in die eine und zum Teil in die anliegende Platte eingegraben werden, in welch letzterem Fall die einzelnen Einschnitte beim Aufeinanderlegen derPlatten genau zusammenpassen müssen, so daß man durch derartige dreidimensionale Aushöhlungen in einem transparenten Körper ein Anschauungsmodell des Bergwerkes erhält.
  • Es ist weiterhin bekannt, einen das zu beschreibende Gelände verkörpernden Block aus mehreren etwa keilförmigen Teilen zusammenzustellen, auf deren Oberflächen in entsprechend verkleinertem Maßstab die Umrisse der an diesen Stellen aus ihnen heraustretenden geologischen Schicht und eventuell in ihr liegenden Erzadern aufgetragen sind.
  • Derartige Darstellungsformen benötigen zu ihrer Herstellung die Ergebnisse einer Fülle von Bohrungen. Diese vielen Bohrergebnisse müssen dann erst in mühseliger Kleinarbeit zusammengestellt und ausgewertet werden, um danach das Modell anfertigen zu können.
  • Die vorliegende Erfindung hingegen liefert ein sehr einfaches technisches Hilfsmittel, um bei Durchführungen von Bohrungen unmittelbar an Ort und Stelle die einzelnen Schichten anschaulich darstellen zu können.
  • Die Erfindung besteht darin, daß die zwischen je vier benachbarten Bohrlöchern liegenden Erdmassen durch quaderförmige Baukörper dargestellt sind, auf deren Längskanten das zugehörige Bohrergebnis nach Tiefe und Mächtigkeit aufgetragen ist.
  • Es werden also nach jeder Bohrung die tatsächlich festgestellten Bohrprofile auf den ihnen zugeordneten Längskanten der proportional verkleinerten Baukörper, deren Querschnitt der von vier im Viereck liegenden Bohrpunkten gebildeten Fläche entspricht, aufgetragen und die entsprechenden, auf den Kanten angezeichneten Punkte miteinander verbunden. Faßt man dann diese einzelnen Baukörper, deren markierte Seitenwandflächen zweckmäßigerweise farbig angelegt werden, in der richtigen Reihenfolge und Lage zu einem größeren Block zusammen, so erhält man eine anschauliche räumliche Darstellung der einzelnen geologischen Schicht in dem zu betrachtenden Gelände.
  • Der so hergestellte Gegenstand besitzt etwa die Raumform eines Baukastens aus einer Anzahl längs und quer aneinandergereihter Baukörper. Will man die Mächtigkeit entlang einer Längs- oder Querbohrreihe feststellen, braucht man somit lediglich an den entsprechenden Koordinaten die zugeordneten Baukörperreihen auseinanderzurücken, um das optische Bild der Mächtigkeit in zweidimensionaler Darstellung zu erhalten.
  • Es erweist sich dabei auch als vorteilhaft, die Baukörper in vertikaler Richtung in mehrere Quader oder Würfel zu unterteilen und die Baukörper oder Würfel untereinander durch mechanische Mittel, z. B. Stift und Bohrung, oder durch eingesetzte kleine Magnete zusammenzuhalten. Weiterhin empfiehlt es sich, die einzelnen Teile aus Holz oder Kunststoff, gegebenenfalls transparent, herzustellen und ihre Oberflächenbeschriftbar oder beklebbar auszubilden.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt, und es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Landkartenausschnitt mit darin eingezeichneten Bohrstellen und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf aneinandergereihte Säulen, auf deren Oberflächen die Bohrprofile in proportionaler Verkleinerung aufgetragen sind.
  • Fig. 1 zeigt das Beispiel eines Kartenausschnittes, in dem mit hinreichender Genauigkeit der geometrische Ort der einzelnen vorgenommenen Bohrung eingetragen ist. Es sei angenommen, daß in der durch die Karte dargestellten Landschaft ein Braunkohlenflöz vermutet wird. Um die Mächtigkeit dieses Flözes festzustellen, werden an vorgegebenen Stellen Versuchsbohrungen durchgeführt. Es sei weiterhin angenommen, daß diese Bohrungen an den Schnittpunkten von Rasterlinien stattfinden, die durch die Bezeichnungen A bis L in horizontaler und I bis XI in vertikaler Richtung gekennzeichnet sind. Für dieses Ausführungsbeispiel sei schließlich davon ausgegangen, daß der Abstand der Rasterlinien voneinander etwa 50 m betrage.
  • Wenn man für jede einzelne Bohrstelle das bei ihr fetgestellte Bohrprofil kennt, so weiß man noch nichts über den Verlauf der Schicht auszusagen.
  • Die Erfindung befaßt sich also mit der Aufgabe, die einzelnen Bohrprofile in eine grafische oder körperliche Umdeutung umzusetzen, um die Mächtigkeit des Flözes in proportionaler Verkleinerung mit einem Blick feststellen zu können.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist vorgesehen, diese Aufgabe durch Anordnung von Würfeln 6, Säulen 5 oder ähnlichen quaderförmigen Baukörpern zu lösen. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Lösung mit Hilfe von Würfeln 6. Die Grundfläche eines Würfels 6 entspricht derjenigen Fläche, welche durch vier im Viereck zueinander angeordnete Bohrstellen 1, 2, 3, 4 gebildet ist (vgl. Fig. 1). Durch die Höhe der einzelnen Würfel 6 wird das zweidimensionale Bild der Fig. 1 in ein dreidimensionales Bild verwandelt.
  • Das bei jeder Bohrung festgestellte Bohrprofil wird nunmehr auf der Vertikalkante desjenigen Würfels aufgetragen, der dieser Bohrstelle zugeordnet ist. Betrachtet man, beispielsweise den Würfel, der den Bohrungen 1 bis 4 gemäß Fig. 1 zugeordnet ist, und geht man davon aus, daß bei diesen Bohrungen ein Kohlenflöz feststellbar war, so sind an allen vier Vertikalkanten dieses Würfels Markierungen einzuzeichnen, die der oberen und unteren Grenze des Kohlenflözes entsprechen. Man verbindet alsdann die eingezeichneten Markierungen und legt alsdann beispielsweise die festgestellte Fläche farbig an. Wenn beispielsweise in der Reihe II alle Bohrungen durchgeführt worden sind, erkennt man an den zugeordneten Würfeln die Mächtigkeit der geologischen Schicht in dieser Querreihe, Natürlich kann es vorkommen, daß die festzustellende Schicht größer als das Ausmaß eines einzelnen Würfels ist. Die Folge davon ist, daß diejenigen Würfel, die einem Bereich mitten in der Schicht entsprechen, vollkommen farbig angelegt sind. Andererseits kann es vorkommen, daß Würfel gar nicht farbig angelegt zu werden brauchen, da in dem Bohrungsbereich, den diese Würfel darstellen, keine geologische Schicht feststellbar war.
  • Nachdem alle Bohrungen durchgeführt worden sind und die entsprechenden Markierungen auf die Würfelkanten aufgetragen wurden, ergibt sich etwa ein Bild gemäß Fig. 2. Will man die Mächtigkeit der geologischen Schicht in einer der Reihen I bis XI oder A bis L feststellen, so braucht man lediglich die Würfel auseinanderzurücken (wie es in Fig. 2 dargestellt ist), um die Mächtigkeit des Flözes zu erkennen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es natürlich wichtig, die Würfel zu markieren, damit ihr Ort rekonstruierbar ist, falls die Würfel auseinanderstürzen sollten. Es genügt beispielsweise, wenn jeweils die Oberfläche und die nach einer Seite gerichtete Fläche markiert sind. Am leichtesten ist es, wenn die in einer horizontalen Würfelschicht angeordneten Würfel durch Zahlen oder Buchstaben gekennzeichnet werden. Um die Würfel der einzelnen Schichten untereinander zu unterscheiden, kann jede einzelne Schicht mit anderen Kennzeichen bezeichnet werden.
  • Weiterhin empfiehlt es sich, die einzelnen Würfel mit ihren Nachbarwürfeln durch mechanische Mittel, z. B. Bolzen und Bohrungen, oder durch eingesetzte Magnete zu verbinden. So ist z. B. die Möglichkeit gegeben, je Würfel zwei diagonal angeordnete Magnete vorzusehen, die das Seitenvertauschen weitgehend unmöglich machen.
  • Die Würfel 6 oder Säulen 5 können aus Holz oder beispielsweise auch aus Kunststoff,- gegebenenfalls transparent, bestehen. Wesentlich ist, daß ihre Oberfläche beschriftbar oder beklebbar ist.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Modell zur Darstellung der Lage und Mächtigkeit geologischer Schichten mit Hilfe von Baukörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen je vier benachbarten Bohrlöchern liegenden Erdmassen durch quaderförmige Baukörper dargestellt sind, auf deren Längskanten das zugehörige Bohrergebnis nach Tiefe und Mächtigkeit aufgetragen ist.
  2. 2. Modell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baukörper in. vertikaler Richtung in mehrere Quader oder Würfel unterteilt sind.
  3. 3. Modell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baukörper untereinander durch mechanische Mittel, z. B. Stift und Bohrung, oder durch eingesetzte kleine Magnete zusammengehalten sind.
  4. 4. Modell nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Baukörper aus Holz oder Kunststoff, gegebenenfalls transparent, hergestellt und ihre Oberflächen beschriftbar oder beklebbar ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 146 566; USA.-Patentschrift Nr. 1425 705.
DEW26078A 1959-07-25 1959-07-25 Modell zur Darstellung der Lage und Maechtigkeit geologischer Schichten Pending DE1130626B (de)

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WO2014071529A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 Tazerout Abdelhakim Tridimensional modeling apparatuses, system and kit for providing a representation of an exploration network

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