DE1150035B

DE1150035B - Process for widening larger diameter holes in the rock

Info

Publication number: DE1150035B
Application number: DEM30262A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Berging Albrecht Graefer; Dipl-Berging Hugo Nuesse; Dipl-Ing Willibald Kamm
Original assignee: Nuesse & Graefer K G Maschf
Current assignee: Nuesse & Graefer K G Maschf
Priority date: 1956-04-16
Filing date: 1956-04-16
Publication date: 1963-06-12

Description

Verfahren zum Erweitern durchschlägiger Bohrungen größerer Durchmesser im Gestein Für das Bohren von Löchern großer Durchmesser und großer Längen in Untertagebetrieben wird vielfach so vorgegangen, daß ein Loch kleinen Durchmessers vorgebohrt wird, das man sodann in einem oder mehreren Arbeitsgängen auf immer größere Durchmesser erweitert. Wenn es möglich ist, das Vorloch durchschlägig zu bohren, d. h. wenn es zwischen zwei Sohlen, zur Verbindung zweier Schächte, zweier Strecken od. dgl. dient, so hat es sich für die Vornahme der Erweiterungsbohrungen als zweckmäßig erwiesen, die Erweiterungsstufen ziehend zu bohren, d. h. das Erweiterungsbohrgerät auf das im Bohrloch eingefahrene Gestänge zu setzen und es von der durchschlägigen Seite des Vorloches her auf die Maschine hin durchzuziehen. Der Vorteil dieser Bohrart gegenüber der von der Maschine aus drückenden ist der, daß das Bohrgerät erheblich geringere Neigung zu Abweichungen zeigt und das Gestänge auf Zugbeanspruchungen weniger störanfällig ist als gegen die auf Druck. Nach dieser Art ist es heute möglich, in Untertagebetrieben Löcher von Durchmessern bis 800 mm und mehr und bis zu Längen von 200 m zu bohren. Solche Löcher finden Verwendung als Wetterwege, Seilkanäle, als Ersatz für überhauen, als Rollen und insbesondere als Löcher zum Abführen der Berge beim Abteufen von Stapeln und Schächten.Method for expanding penetrating holes of larger diameters in the rock For drilling holes of large diameters and lengths in underground operations the procedure is often that a small diameter hole is pre-drilled, that you then in one or more work steps to ever larger diameters expanded. If it is possible to drill through the pilot hole, i. H. if it between two soles, to connect two shafts, two routes or the like. serves, it has proven to be useful for carrying out the expansion holes proven to drill the extension steps pulling, d. H. the extension drilling rig to put on the rod retracted in the borehole and remove it from the penetrating Side of the pre-hole towards the machine. The advantage of this type of drilling compared to the pressing from the machine is that the drilling rig is considerable shows less tendency to deviations and the linkage to tensile loads is less prone to failure than against pressure. In this way it is possible today in underground operations holes of diameters up to 800 mm and more and up to lengths to drill from 200 m. Such holes are used as weather paths, rope channels, as a substitute for knocking over, as rollers and especially as holes for discharging the Mountains when sinking piles and shafts.

Als Bohrgeräte finden in Kohle und weichem Gestein vorzugsweise mit Hartmetall bestückte Kronenbohrer, wie Tannenbaum- oder Spiralkronen, Anwendung, während in mittelharten und harten Gesteinen so gut wie ausschließlich Rollenmeißel angewendet werden. Bei den ziehenden Erweiterungsstufen werden diese Rollenmeißel auch allgemein Aufbohrmeißel genannt.The drilling rigs are preferably used in coal and soft rock Carbide-tipped crown drills, such as Christmas tree or spiral crowns, application, while in medium-hard and hard rocks almost exclusively roller chisels be applied. In the pulling expansion stages, these are roller bits also commonly called boring bits.

Es ist von den Tannenbaumkronen her bekannt, die Schneiden stufenförmig anzuordnen, wobei die Kränze aus Schneiden in der der Bohrrichtung entgegengesetzten Richtung immer größere Durchmesser erhalten. Dadurch wird erreicht, daß in einem Bohrgang mehrere Erweiterungsstufen immer größer werdenden Durchmessers gleichzeitig gebohrt werden. Man hat diese Art Erweiterungsbohrungen durchzuführen, auch schon mit Rollenmeißeln versucht, indem man zwei Autbohrmeißel verschiedenen Durchmessers auf das Bohrgestänge setzte und in einem Arbeitsgang ziehend bohrte. Es ist auch bereits ein Erweiterungsbohrgerät bekanntgeworden (USA.-Patentschrift 2 703 698), bei dem ein Rollenmeißel als Vorbohrer in der Mitte und drei weitere Rollenmeißel für das Erweitern des Vorbohrloches kranzförmig um den Mittelbohrer herum angeordnet sind. Dabei steht der Mittelbohrer in axialer Richtung vor den drei Erweiterungsbohrern; das Maß des Vorstehens kann durch Dazwischensetzen eines Rohrstückes variiert werden. Es ist einleuchtend, daß man dadurch eine größere Bohrleistung erreicht, als wenn man jede Erweiterungsstufe einzeln abbohrt. Diese Bohrart setzt lediglich entsprechend stärkere Maschinen voraus.It is known from the fir tree crowns, the cutting edges step-shaped to be arranged, the wreaths of cutting edges in the direction opposite to the drilling direction Direction get ever larger diameters. This ensures that in one Boring several expansion stages of ever increasing diameter at the same time be drilled. You have to carry out this kind of expansion drilling, too Tried with roller bits by taking two car bits of different diameters placed on the drill rod and drilled pulling in one operation. It is also an extension drilling rig has already become known (US patent 2 703 698), with a roller bit as a pre-drill in the middle and three further roller bits for widening the pilot hole arranged in a ring around the central drill are. The central drill stands in front of the three extension drills in the axial direction; the amount of protrusion can be varied by inserting a piece of pipe. It is evident that this achieves a greater drilling performance than if one did each extension stage is drilled individually. This type of drilling only sets accordingly stronger machines ahead.

Es kommt beim Bohren von Löchern großer Durchmesser und großer Längen in Untertagebetrieben recht selten vor, daß nur eine einzige, in sich homogene Gesteinsart durchbohrt wird. Vielmehr besteht die zu durchbohrende Gebirgsformation nicht nur aus verschieden starken Schichten verschieden harter und/oder irrhomogener Gesteinsarten, Kohle oder Erden, auch besitzen die Schichten eine gegenüber der Bohrrichtung alle möglichen Winkel bildende Neigung, die sogar auch im Verlaufe einer und derselben Bohrung verschieden sein kann. Die Praxis beim Bohren derartiger Gebirgsformationen hat nun gezeigt, daß es nicht so sehr die Härte der Gesteinsarten ist, welche das Großlochbohren oft recht schwierig gestaltet, vielmehr ist es der Wechsel in Härte und Homogenität unterschiedlicher Schichten, welche das Bohren bis zur Unmöglichkeit erschweren kann. Ganz besonders schwierig gestaltet es sich dann, wenn die Schichten nicht rechtwinklig, sondern schräg zur Bohrrichtung stehen. Sobald nämlich die Rollen des Aufbohrmeißels in irrhomogenen Gesteinsarten arbeiten oder den Übergang von verschieden harten Gesteinsschichten durchlaufen, gerät der Rufbohrmeißel in ein starkes Schlagen, das sich auf das Gestänge und die Bohrmaschine überträgt. Gestängebrüche und Maschinenschäden sind die häufige Folge.It occurs when drilling holes of large diameters and lengths in underground operations it is very rare that there is only one single homogeneous type of rock is pierced. Rather, the mountain formation to be drilled not only exists from differently thick layers of different hard and / or irrhomogeneous rock types, Coal or earth, the layers all have one opposite to the direction of drilling possible angle forming inclination, which even in the course of one and the same Hole can be different. The practice when drilling such mountain formations has now shown that it is not so much the hardness of the rock that makes it Large hole drilling is often designed to be quite difficult, rather it is the change in hardness and homogeneity of different layers, which makes drilling impossible can complicate. It turns out to be particularly difficult then, if the layers are not at right angles but at an angle to the drilling direction. As soon namely, the roles of the boring bit work in irregularly homogeneous rock types or The call drill bit gets through the transition of rock layers of different hardness into a strong beating that is transmitted to the rods and the drill. Broken rods and machine damage are the frequent consequences.

Dieses Schlagen des Rufbohrmeißels tritt dann ganz besonders heftig auf, wenn die Schichtung des Gebirges nicht senkrecht zur Bohrachse liegt. Der Übergang von der einen zur anderen Schicht erfolgt dann nicht auf dem ganzen Bohrlochumfang gleichzeitig, sondern beginnt erst an einem Teil des Umfangs. Da die beiden Schichten fast immer eine unterschiedliche Bohrbarkeit besitzen, wird das leichter bohrbare Gestein schneller gebohrt als das andere. Die Bohrebene erhält dadurch Aushöhlungen, in welche die Rollen des Rufbohrmeißels regelrecht hereinfallen. Außer einem Schlagen in Längsrichtung des Gestänges tritt gleichzeitig ein seitliches Ausschlagen des Gestänges ein, welches sich in Form einer Sinuslinie über die ganze Gestängelänge bis zur Maschine fortpflanzt. Da das Gestänge sich in drehender Bewegung befindet, wird es dabei nicht nur auf Knickung, sondern auf wechselnden Zug und Druck beansprucht. Die aus rein statischer Beanspruchung herrührende Belastung wird von einer Wechselbelastung überlagert und fördert Brüche, die auf Ermüdung des Materials aus Schwingungsbeanspruchungen herrühren.This hammering of the call drill then occurs particularly violently when the stratification of the rock is not perpendicular to the drilling axis. The transition from one layer to the other then does not take place over the entire circumference of the borehole at the same time, but only begins at part of the scope. As the two layers almost always have a different drillability, the more easily drillable one becomes Rock drilled faster than the other. The drilling plane receives cavities as a result, in which the roles of the Rufbohrchisels fall literally. Except for a hit in the longitudinal direction of the linkage occurs at the same time a lateral deflection of the Rod, which is in the form of a sine line over the entire length of the rod propagates to the machine. Since the boom is in a rotating motion, it is not only subjected to buckling, but also to alternating tension and pressure. The load resulting from a purely static load is caused by an alternating load superimposes and promotes fractures, which are due to fatigue of the material from vibrational stresses originate.

Die Auswirkungen des Schlagens des Rufbohrmeißels versuchte man bisher dadurch herabzusetzen, daß man sowohl dem Gestänge wie auch dem Rufbohrmeißel Führungselemente zuordnete. Man benutzt hierzu Führungsstangen, welche alle 10 bis 20 m im Gestängezug eingebaut sind. Sie besitzen drei oder auch vier Flügel, welche den gleichen oder annähernd gleichen Durchmesser des Vorloches besitzen und seitliche Schwingungen des Gestänges stark eindämmen. Auf den Rufbohrmeißel setzte man ein gleichartiges Führungselement,. das sich mit seinen dem Durchmesser des Erweiterungsloches angepaßten Flügeln an der Bohrlochwandung abstützt und ein Hineinfallen einer Rolle des Rufbohrmeißels in Aushöhlungen auf der Bohrsohle weitgehend verhindern soll.The effects of striking the call drill bit have been tried so far reduce by having both the rod and the Rufbohrmeißel guide elements assigned. For this purpose guide rods are used, which are pulled every 10 to 20 m are built in. They have three or four wings, which are the same or have approximately the same diameter of the pre-hole and lateral vibrations dam the boom strongly. A similar type was placed on the call drill bit Guide element ,. that with its adapted to the diameter of the expansion hole Supports wings on the borehole wall and falling in a role of the Rufbohrmeißels in cavities on the drill bed should largely prevent.

Diese Führungsstangen baut man nach zwei grundsätzlich unterschiedlichen Prinzipien. Nach dem einen sind die Flügel starr. Sie können in diesem Falle nicht den gleichen Durchmesser wie das Bohrloch besitzen, da sie sich sonst an dem nie kreisrunden und insbesondere bei den Schichtenübergängen unebenen Wandungen verklemmen -können. Auch könnte man Abweichungen der Bohrlochachse aus einer Richtung, wie sie immer wieder auftreten, nicht durchfahren. Ihr Durchmesser muß also kleiner als der Bohrlochdurchmesser sein. Führungsstangen nach dem zweiten Prinzip besitzen nachgiebige Flügel, die federnd ausgebildet sind. Beide Arten setzen zwar das unangenehme, zu häufigen Störungen des Bohrbetriebes führende Schlagen vom Rufbohrmeißel und des Gestänges sowie das Knicken herab, können es indes nicht ganz beseitigen. Insbesondere das Schlagen in Richtung der Bohrachse wird durch Führungsstangen nicht wesentlich gedämpft.These guide rods are built according to two fundamentally different ones Principles. According to one, the wings are rigid. In this case you cannot have the same diameter as the borehole, otherwise they will never touch it jam circular walls and, in particular, uneven walls at the layer transitions -can. One could also deviate the borehole axis from one direction, such as they occur again and again, do not drive through. So their diameter must be smaller than the borehole diameter. Have guide rods according to the second principle resilient wings that are resilient. Both types set the unpleasant, to frequent disturbances of the drilling operation leading to hammering of the call drill bit and the linkage as well as the kinking down, however, cannot completely eliminate it. In particular the impact in the direction of the drilling axis is not essential due to the guide rods muffled.

Sobald der Rufbohrmeißel und das Gestänge zu schlagen anfangen, muß der Bohrmaschinenführer mit der Drehzahl und oder der Vorziehkraft variieren, um möglichst ruhig die Übergangszone zu durchfahren. Es sind hierfür nicht nur erfahrene Bohrmaschinenführer erforderlich, auch wird von ihnen angespannteste Aufmerksamkeit gefordert. Zudem bedeutet das langsame Durchfahren der Übergangszonen beachtliche Zeiteinbußen. Teueres Bohrpersonal, längere Bohrzeiten und nicht vermeidbare Schäden, zumindest aber stärkere Abnutzung von Maschine, Gestänge, Führungsteilen und Rufbohrmeißeln beeinflussen die Wirtschaftlichkeit des Großlochbohrens heute noch ganz beachtlich negativ.As soon as the call drill bit and the rod start to strike, must the drill operator can vary with the speed and / or the pulling force in order to drive through the transition zone as calmly as possible. It is not just experienced for this Drill operators required, too, will receive the most tense attention from them required. In addition, the slow passage through the transition zones means considerable Lost time. Expensive drilling personnel, longer drilling times and unavoidable damage, but at least greater wear and tear on the machine, linkage, guide parts and call drill bits still have a considerable impact on the profitability of large hole drilling today negative.

Die aufgezeigten Nachteile und Schwierigkeiten beim Großlochbohren in Untertagebetrieben zu beheben, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt. Ihr Wesen wird darin gesehen, daß entsprechend der bei der Vorbohrung ermittelten Gesteinsarten und -eigenschaften sowie deren Lagerung der Abstand der einzelnen Bohrstufen des Erweiterungsbohrgerätes, gemessen zwischen deren Bohrlochsohlen, so bemessen wird, daß immer mindestens eine Erweiterungsstufe noch oder schon wieder innerhalb einer gleichmäßig bohrbaren, den anderen Stufen einen ruhigen Bohrgang, bei deren Durchbohren ungleichmäßig bohrbarer Schichtenbereiche erteilenden Schicht und nicht etwa in einer Grenzzone bohrt, wenn eine oder mehrere der anderen Erweiterungsbohrstufen eine Grenzzone der Gebirgsschichten durchbohren.The disadvantages and difficulties shown when drilling large holes To remedy in underground operations, the invention has set itself the task. you Essence is seen in the fact that according to the rock types determined during the pre-drilling and properties and their storage, the distance between the individual drilling stages of the Extension drilling rig, measured between its borehole floors, is dimensioned in such a way that that there is always at least one extension level still or already within a can be drilled evenly, the other steps a smooth drill passage when drilling through unevenly drilled layer areas giving layer and not about in drilling a boundary zone when one or more of the other expansion drilling stages to pierce a border zone of the mountain layers.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch dargestellt.The subject of the invention is shown in the drawing in an exemplary manner Embodiment shown schematically.

In Fig. I ist der Schnitt durch ein Großbohrloch dargestellt und zeigt eine heute bereits bekannte Anordnung eines Aufbohrgerätes beim Durchfahren eines aus verschiedenen Schichtungen bestehenden Gebirgsprofils. Mit 1 ist das Vorloch bezeichnet. Bei seinem Erbohren von unten nach oben ist die Gebirgsformation mit ihren in Härte und Dicke unterschiedlichen Gesteinsschichten 16, 2, 3, 4 und 5 bekanntgeworden. Auf dem bis zur Bohrmaschine reichenden Gestänge 6 sitzt ein Führungselement 7, welches annähernd den Durchmesser des Vorloches 1 besitzt. Daran schließt sich die Bohrstange 8 an, auf welcher das Aufbohrgerät sitzt, welches aus einem Rollenmeißel 9 für die erste Erweiterungsstufe 10, einem Verbindungsnippel 11 und aus dem Rollenmeißel 12 für die zweite Erweiterungsstufe 13 besteht. Darauf ist wieder ein Führungselement 14 unter Zwischenschaltung eines Nippels 15 gesetzt. Der Rollenmeißel 9 erweitert das Vorloch 1 auf die Stufe 10, der Rollenmeißel 12 die Stufe 10 auf die Stufe größeren Durchmessers 13. Wie aus dieser schematischen Darstellung ersichtlich, kann es bei diesem einfach durch Aufeinandersetzen zweier Rollenmeißel gebildeten Aufbohrgerätes ohne weiteres der Fall sein, daß beide Rollenmeißel zu gleicher Zeit Schichtübergänge durchbohren. So zeigt das gewählte Beispiel, daß der Rollenmeißel 9 gerade den Übergang der Schichten 2 und 3 erreicht hat, während gleichzeitig der Rollenmeißel 12 den Schichtenübergang 3 und 4 zu bohren beginnt. Ein starkes Schlagen der gesamten Bohreinrichtung ist die unausbleibliche und unvermeidbare Folge.In Fig. I the section through a large borehole is shown and shows an arrangement of a drilling device already known today when driving through a mountain profiles consisting of different stratifications. With 1 is the pre-hole designated. When it is bored from bottom to top, the mountain formation is with their rock layers 16, 2, 3, 4 and 5, which differ in hardness and thickness, have become known. A guide element 7 is seated on the rod 6 reaching up to the drill. which has approximately the diameter of the preliminary hole 1. This is followed by the Boring rod 8 on which the boring device sits, which consists of a roller bit 9 for the first expansion stage 10, a connection nipple 11 and from the roller bit 12 for the second expansion stage 13 exists. There is another guide element on it 14 set with the interposition of a nipple 15. The roller bit 9 expanded the pre-hole 1 to step 10, the roller bit 12 step 10 to the larger step Diameter 13. As can be seen from this schematic representation, it can be at this boring device formed simply by placing two roller bits on top of one another be the case without further ado that both roller bits are layer transitions at the same time pierce. The example chosen shows that the roller bit 9 is just making the transition the layers 2 and 3 has reached, while at the same time the roller bit 12 the Layer transition 3 and 4 begins to drill. A strong hitting of the entire drilling equipment is the inevitable and inevitable consequence.

Dieselbe Figur zeigt weiterhin einen gleichfalls in der Bohrpraxis häufig vorkommenden Fall. Wenn der Bohrvorgang nach unten weiter fortgeschritten ist, gelangt das Bohrgerät in die Schicht 2-2, welche aus einer Störung, aus Mergel, einer leicht brechenden Kohle oder aus einem stark irrhomogenen, bröckelnden Gestein oder gar aus auslaufenden Sanden bestehen möge. Die Dicke dieser Schicht ist stärker als das aus den beiden Rollenmeißeln 9 und 12 und dem Zwischennippel 15 bestehende Aufbohrgerät lang ist. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß das Aufbohrgerät in einer solch instabilen Schicht jeder ruhigen Führung beraubt, sowohl innerhalb dieser Schicht, wie aber besonders beim Erreichen der nach unten anschließenden Schicht 16 starke Schläge in die gesamte Bohranlage bringen wird.The same figure also shows a case that also occurs frequently in drilling practice. When the drilling process has progressed further down, the drilling device reaches layer 2-2, which may consist of a fault, marl, easily breaking coal or a highly irregular, crumbling rock or even outflowing sands. The thickness of this layer is thicker than the boring device consisting of the two roller bits 9 and 12 and the intermediate nipple 15 which is long. It can be readily seen that the boring device deprives any smooth guidance in such an unstable layer, both within this layer, but especially when reaching the subsequent layer 16, it will bring strong impacts into the entire drilling system.

Fig. 1I zeigt einen Schnitt durch das gleiche Gebirgsprofil und gibt eine Anordnung des Aufbohrgerätes wieder, welches dem Erfindungsgedanken entsprechend aufgebaut ist. Der Unterschied besteht in dem gewählten Abstand der beiden Rollenmeißel 9 und 12. Hat deren Abstand in Fig. I die Größe 17 gehabt, so ist dieser hier gemäß der Erfindung mit der Größe 18 gewählt. Der Abstand 17 zwischen den Bohrlochsohlen der Erweiterungsstufen 10 und 13 war zufällig genau so groß wie die Dicke der Schicht 3-3 gemessen. Die Erfindung schreibt vor, daß der Abstand der beiden Rollenmeißel, gemessen zwischen ihren Bohrsohlen, nicht der Dicke einer Schicht entsprechen darf, sondern so groß sein muß, daß beim Durchfahren einer Grenzzone durch einen Rollenbohrer der andere Rollenbohrer noch innerhalb einer Schicht bohren muß und seinerseits noch keine Grenzzone erreicht haben darf. Dies ist bei dem hier gewählten Abstand 18 der Fall, indem durch eine entsprechend lang gewählte, zwischen die Rollenmeißel 9 und 12 gesetzte Abstandsstange 19, dem Erfindungsgedanken entsprochen wurde. Fig. II zeigt weiterhin, daß der Abstand 18 der beiden Rollenmeißel größer ist als die Dicke der Schicht 2. Während der Rollenmeißel 9 diese irrhomogene Schicht 2-2 durchfährt, bohrt der Rollenmeißel 12 noch in der festen Schicht 3. Er tut dies auch noch, während der Rollenmeißel 9 die kritische Übergangszone 2-16 durchbohrt. Kommt jedoch Rollenmeißel 12 in den für ihn kritischen Grenzbereich der Schichten 3-2, so ist Rollenmeißel 9 bereits in der festen Schicht 16. So übernehmen die beiden Rollenmeißel immer abwechselnd die sichere, ruhige Führung des Aufbohrmeißels.Fig. 1I shows a section through the same mountain profile and gives an arrangement of the boring device again, which corresponds to the inventive concept is constructed. The difference lies in the selected distance between the two roller bits 9 and 12. If their distance in Fig. I had the size 17, this is here according to of the invention with the size 18 selected. The distance 17 between the borehole floors the expansion stages 10 and 13 happened to be exactly the same size as the thickness of the layer 3-3 measured. The invention prescribes that the distance between the two roller bits, measured between their drill soles, must not correspond to the thickness of a layer, but must be so large that when driving through a boundary zone with a roller drill the other roller drill still has to drill within a shift and in turn may not have reached a border zone yet. This is at the distance chosen here 18 the case by choosing a corresponding length between the roller bits 9 and 12 set spacer bar 19, the inventive idea was met. Fig. II also shows that the distance 18 between the two roller bits is greater than that Thickness of layer 2. While the roller bit 9 traverses this irregularly homogeneous layer 2-2, the roller bit 12 is still drilling in the solid layer 3. It also does this while the roller bit 9 pierces the critical transition zone 2-16. However, roller chisels come 12 in the critical area of the layers 3-2 for him, so is a roller chisel 9 already in the fixed layer 16. So the two roller bits always take over alternately the safe, quiet guidance of the boring bit.

In Fig. III ist ein Schema der Abstandsermittlung der einzelnen Stufen des Aufbohrmeißels im Sinne der Erfindung dargestellt. Sie zeigt deutlich, daß der erfindungsgemäß zu wählende Abstand der einzelnen Stufen stark von dem Einfallen der Schichten abhängig ist. Die drei dargestellten Schichten 7, 8 und 9 haben ein Einfallen von etwa 45°. Die Dicke der Schicht 8 wird normalerweise mit der Größe 13 angegeben, die senkrecht auf dem Einfallen steht. Für die Wahl des Abstandes der einzelnen Erweiterungsstufen ist jedoch zunächst die Größe der übergangszone maßgebend. Diese wiederum ist von dem jeweilig zu bohrenden Durchmesser des Bohrloches abhängig. Die Übergangszone zwischen den Schichten 9-8 hat für den Bohrlochdurchmesser 1 die Größe 2, für den Durchmesser 3 die Größe 4 und für den Durchmesser 5 die Größe 6. Ist also lediglich eine Übergangszone wie 9-8 zu durchbohren, so wäre der Abstand der beiden Stufen etwas größer als der aus der Darstellung zu entnehmende Wert 14 zu wählen. Die den Durchmesser 3 bohrende Stufe hat dann nämlich nach Zurücklegung des Weges 4 bereits die Übergangszone 9-8 verlassen, während die den Durchmesser 5 bohrende Stufe die Übergangszone 9-8 noch nicht erreicht hat. Mindestens eine Erweiterungsstufe bohrt also in einer homogenen Schicht, wenn die andere einen Übergangsbereich durchfährt.In Fig. III is a scheme of the distance determination of the individual stages of the boring bit in the sense of the invention. It clearly shows that the according to the invention to be selected spacing of the individual steps strongly from the incidence depends on the layers. The three layers 7, 8 and 9 shown have a Dip of about 45 °. The thickness of the layer 8 will normally increase with size 13 indicated, which is perpendicular to the dip. For the choice of the distance of the individual expansion stages, however, is initially the size of the transition zone authoritative. This in turn depends on the diameter of the borehole to be drilled addicted. The transition zone between layers 9-8 has for the borehole diameter 1 is size 2, for diameter 3 is size 4 and for diameter 5 is size 6. If only a transition zone like 9-8 has to be drilled through, the distance would be of the two levels is slightly larger than the value 14 shown in the illustration to choose. The step drilling the diameter 3 then has namely after covering of the path 4 already leave the transition zone 9-8, while the diameter 5 drilling step has not yet reached the transition zone 9-8. At least one So the extension stage drills in a homogeneous layer when the other has a transition area drives through.

Hat, wie in der Darstellung, die anschließende Schicht 8-8 jedoch nur eine relativ geringe Stärke, so würde nach dem eben Gesagten die Stufe Durchmesser 3 nur den Weg 15 im homogenen Bereich durchfahren; dann. tritt sie bereits in den übergangsbereich der Schichten 8-7, der für sie den Wert 16 besitzt.However, as in the illustration, it has the subsequent layer 8-8 only a relatively small thickness, then, according to what has just been said, the stage would be diameter 3 only drive through route 15 in the homogeneous area; then. she already enters the transition area of layers 8-7, which has the value 16 for them.

Ist gemäß dem Erfindungsgedanken daher der Abstand der Stufen des Autbohrmeißels mit den Erweiterungsdurchmessern 3 und 5 für das Durchfahren der Schichten 9-8-8-7 zu bestimmen, so kann man ihn ohne weiteres in dem Wert 12 ablesen. Die Stufe mit dem Durchmesser 5 bohrt dann noch in der homogenen Schicht 9 in der Ebene 11, während die Stufe mit dem Durchmesser 3 bereits in der Schicht 7 in der Ebene 10 bohrt. So stützen sich die beiden Stufen gegenseitig beim Durchfahren kritisch bohrbarer Übergangsbereiche ab.If, according to the concept of the invention, the distance between the steps of the Autbohrchisels with the extension diameters 3 and 5 for driving through the To determine layers 9-8-8-7, you can easily read it off in the value 12. The step with the diameter 5 then drills in the homogeneous layer 9 in the Level 11, while the step with the diameter 3 is already in the layer 7 in the Level 10 drills. So the two levels support each other critically when driving through drillable transition areas.

Daß dieser Erfindungsgedanke durch die Wahl von mehr als zwei Erweiterungsstufen und durch zweckentsprechende Festlegung der Durchmesser der einzelnen Stufen je nach Gebirgsformation wandelbar ist, sei hier ausdrücklich hervorgehoben.That this inventive idea through the choice of more than two expansion stages and by appropriately determining the diameter of the individual steps is changeable according to mountain formation, should be emphasized here.

Der unterschiedliche Abstand zwischen je zwei Stufen des Aufbohrgerätes wird durch die Verwendung verschieden langer Nippel oder Bohrstangen als Verbindungselement hergestellt. Es können auch mehrere Nippel und oder Bohrstangen zu einem Verbindungselement zusammengeschraubt werden. Der Abstand zwischen zwei Stufen kann in der Größenordnung bis zu mehreren Metern liegen.The different distance between each two levels of the boring device is achieved by using nipples or boring bars of different lengths as connecting elements manufactured. It is also possible to use several nipples and / or drill rods to form one connecting element be screwed together. The distance between two stages can be of the order of magnitude up to several meters.

Mit dem aufgezeigten Verfahren und den beschriebenen Vorrichtungen ist es ermöglicht worden, Erweiterungsbohrungen bis zu Durchmessern von 800 und mehr Millimeter und Längen bis zu 200 m bei bisher nicht erreichter ruhiger Bohrarbeit in irrhomogenen und geschichteten Gebirgsformationen verschiedenen Einfallens zu erstellen.With the method shown and the devices described it has been made possible to drill extension bores up to diameters of 800 and more millimeters and lengths of up to 200 m with unprecedented smooth drilling work in irregular and stratified mountain formations of different inclinations create.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for producing large bores Diameter in changing rock layers of different drillability of a penetrating borehole made with multi-stage expansion roller bits, thereby characterized in that according to the rock types determined during the pre-drilling and properties and their storage, the distance between the individual drilling stages of the Extension drilling rig, measured between its borehole floors, is dimensioned in such a way that that there is always at least one extension level still or already within a can be drilled evenly, the other steps a smooth drill passage when drilling through unevenly drilled layer areas giving layer and not about in drilling a boundary zone when one or more of the other expansion drilling stages to pierce a border zone of the mountain layers.

2. Boring device for execution of the method according to claim 1, wherein the roller bits of different diameters with a spacer bar are connected to each other, characterized that the length of the rod is dimensioned in such a way that the distance between the drill attack surfaces is on the amount of the thickness of the individual layers plus theirs due to the collapse different transition zones formed in the borehole. Considered publications: German Patent No. 631398; U.S. Patents Nos. 1375 094, 1477 855, 2,703,698, 2,694,549, 2,710,170; Heise-Herbst-Fritzsche, "Textbook of Mining Studies", Vol. I, 1955, pp. 50/51.