DE2544394A1

DE2544394A1 - Bore holes for underground mining - are positioned in zones of tectonic forces normal to stressed planes

Info

Publication number: DE2544394A1
Application number: DE19752544394
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Ing Ehrhardt
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1977-04-07

Abstract

The procedure for producing boreholes involves rotary and/or percussive boring in underground mines or tunnels. The boreholes (3) for test and stress release and gas extraction purposes are driven if possible at right angles to the direction of active planes (2) of tectonic forces in the strata. The stress-release and gas extraction and test boreholes are first positioned in zones of small reduction and subsequently in zones of a strong reduction of the tectonic forces in the strata. The gas extraction boreholes are driven from the zones of strong reduction of the tectonic forces in the strata. The gas extraction boreholes are driven from the zones of strong reduction to zones of small reduction of tectonic forces. Boring of holes (3) for testing and stress release and gas extraction is stopped when bored powder in the coal is considerably increased without corresponding increase of extracted gas.

Description

"Verfahren zum Einbringen von Bohrlöchern""Procedure for the introduction of boreholes"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Bohrungen mittels Drehbohr- oder Drehachlagbohrmaschinen im Bergbau unter Tage und im Tlmnelbau.The invention relates to a method for making bores by means of rotary drilling or rotary axis drilling machines in underground mining and in tunnel construction.

Die Kenntnis der Bereiche mit unterschiedlicher Reduzierung der tektonischen Kräfte hat für die verschiedenen Aufklärungs- und Sicherungsverfahren, die sich der Bohrtechnik bedienen, große Bedeutung, Diese tektonischen Kräfte haben. die Erdkruste aufgebaut und sind z.T. noch heute wirksam. Sie sind vorrangig zur Tagesoberfläche bzw. zum freien Raum hin, d.h. jeweils dem Weg des geringsten Widerstandes folgend, reduziert worden. Dieser Vorgang ist allerdings z.T. durch natürliche Gegebenheiten bzw. vor oder während der Faltungsvorgänge entstandene Störflächen behindert worden. Aus diesem Grunde findet der Bergmann heute unter Tage Zonen bzw. Bereiche vor, in denen die tektonischen Kräfte stark, teilweise gering oder nahezu gar nicht reduziert worden sind. Die Kenntnis dieser Bereiche, ihrer Lage und die Größe des noch bestehenden Kräftepotentials ist für den Berg- und Tunnelbau unter Tage wichtig, da sie die Bohrarbeit vereinfachen und vor allen Dingen sichern können. Diese Angaben und Daten können nach dem Verfahren nach Patent (Patentanmeldung ...) konstruktiv und/oder meßtechnisch unter besonderer Beachtung der bekannten bzw. - zu ermittelnden geologischen bzw. durch den Abbau hervorgerufenen Gegebenheiten ermittelt werden.Knowing the areas with different tectonic reduction Has forces for the various reconnaissance and security procedures, the to use the drilling technique, great importance, These tectonic forces have. built up the earth's crust and are partly still effective today. They are given priority to Day surface or towards free space, i.e. the path of least resistance following, has been reduced. However, this process is partly due to natural conditions or interfering surfaces created before or during the folding processes have been hindered. For this reason, the miner finds zones or areas underground today, in which the tectonic forces are strongly, sometimes slightly or almost not at all reduced have been. Knowing these areas, their location and the size of what still exists Power potential is important for underground mining and tunneling because it Simplify drilling work and, above all, secure it. This information and data can constructively and / or according to the method according to patent (patent application ...) metrologically with special consideration of the known or - to be determined geological or conditions caused by the dismantling are determined.

Es ist bekannt, Bohrungen verschiedener Iraliber im Rahmen derartiger Test-, Entspannungs- oder Entgasungsverfahren über mittlere und größere Entfernungen ins Gebirge zu stoßen, um auf diese Art Teilbereiche und des Gebirges geologisch aufzuschließen, das anstehende Gas abzuleiten bzw. abzusaugen oder um anstehende Spannungen im Gebirge abzubauen. Diese Bohrungen dienen je nach Aufgabenstellung der Erleichterung bzw. Optimierung des nachfolgenden Abbaus. So versucht man, z.B. mit Hilfe der Gasabsaugung bereits im Vorfeld den Gas einhalt des Gebirges zu reduzieren. Das gelingt aber im wesentlichen nur, wenn Strömungswege für das Gas angeschnitten werden. Mit Hilfe der Gsasabsaugung soll der Gasinhalt des Gebirges soweit reduziert werden, daß Abschältungen der elektrischen Anlagen beim späteren Abbau wegen s1x großen CEI4-Gehaltes in den Wettern ganz vermieden oder doch zumindest auf ein wenig bedeutendes Maß beschränkt werden. Nach den Vorschriften des Bergbehörde schalten derartige Anlagen ansonsten bei einem Gehalt von 1,0 ° CH4 in den Wettern, in Ausnahmefällen auch erst bei 1,5 C; CH4 ab. Sie können erst wieder eingeschaltet werden, wenn die Ausgasung sich soweit reduziehat, daß der Gehalt in den Wettern unter den o.g. Wert gefallen ist.It is known to drill different Iraliber in the context of such Test, relaxation or degassing processes over medium and large distances to push into the mountains in order to geologically in this way parts and the mountains open up, discharge or suck off the pending gas or around pending Tensions mine in the mountains. These holes are used to make things easier, depending on the task at hand or optimization of the subsequent dismantling. So one tries, e.g. with the help of gas suction to reduce the gas content of the mountain in advance. But it works essentially only if flow paths for the gas are cut. With help the gas suction should reduce the gas content of the mountains to such an extent that peeling of the electrical systems during later dismantling due to s1x high CEI4 content in the Weather avoided entirely or at least limited to a minor extent will. Otherwise, such systems switch according to the regulations of the mining authority at a content of 1.0 ° CH4 in the weather, in exceptional cases only at 1.5 C; CH4 off. They can only be switched on again when the outgassing has ceased reduced to the extent that the wages in the bettors have fallen below the above value.

Derartige Bohrungen werden bisher im wesentlichen den örtlichen Gegebenheiten entsprechend angesetzt und abgebohrt. Geradc wegen der oft beengten Verhältnisse unter Tage können aber nur Bohrmaschinen mit begreiizter Leistungsfähigkeit eingesetzt werden. Treten dann geologische oder sonstige Hindernisse auf, so kommen die Bohrungen bereits vor ihrem Ziel zum Erliegen oder das Bohrgestänge verklemmt und kann nicht mehr zurückgewonnen werden.Such bores are so far essentially the local conditions attached and drilled accordingly. Especially because of the often cramped conditions However, only drilling machines with limited capabilities can be used underground will. If geological or other obstacles then arise, the holes are made Already before their destination to a standstill or the drill pipe jams and cannot more to be recovered.

Derartige Vorkommnisse bringen nicht nur direkte wirtschaftliche Verluste mit sich, sondern sie führen auch zu einem nicht ausreichenden Absaugen des CtI4 im Vorfeld und damit zu Stillständen beim späteren Abbau.Such incidents are not only direct economic Losses with them, but they also lead to insufficient suction of the CtI4 in advance and thus to downtimes during later dismantling.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Einbringen derartiger Bohrungen zu vereinfachen und somit zu einer besseren Ausnutzung der Bohrmaschinen beizutragen, die Bohrarbeiten sicherer zu gestalten und damit eine größere Wirtschaftlichkeit für diese Arbeiten zu erreichen.The invention has therefore set itself the task of introducing To simplify such bores and thus to a better utilization of the Drilling machines help to make the drilling work safer and thus a to achieve greater profitability for this work.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bohrungen aber Test-, Entspannungs- und Entgasungszwecke möglichst lotrecht zum Einfallen der Wirkungsflächen der tektonischen Kräfte ins Gebirge gestoßen werden. Damit wird u.a. und vor allem ein besseres Ergebnis der Gasabsaugung erreicht. Bs ist nämlich bekaimt, daß bei gleichem Inkohlungsgrad und gleichen bergbaulichen Verhältnissen die in den einzelnen Bereichen des Grubengebäudes anstehenden Gasmengen unterschiedlich groß sind. was damit zu erklren ist, daß die tektonischen Kräfte in dem einen Bereich im Rahmen ihrer Reduzierung für bessere und im anderen Bereich für schlechtere Bewegungsmöglichkeiten für das Gas gesorgt haben. Wird erfi.ndungsgemäP lotrecht zu den ermittelten Wirkungsflächen der tektonischen Kräfte gebohrt, so werden durch die Bohrung die Kanäle, durch die das Gas fließen kann, aufgeschnitten bzw.The object is achieved according to the invention in that the bores but test, relaxation and degassing purposes as perpendicular as possible to the incidence the surfaces of the tectonic forces are pushed into the mountains. So that will among other things and above all a better result of the gas extraction is achieved. Namely, Bs is got that with the same degree of coalification and the same mining conditions the amount of gas in the individual areas of the mine building varies are great. which can be explained by the fact that the tectonic forces in one area in the context of their reduction for better and in the other area for worse possibilities of movement took care of the gas. According to the invention, it is perpendicular to the determined effective areas the tectonic forces are drilled, the channels through which the gas can flow, cut open or

aufgeschlossen. Zwar können d.ie Bohrlöcher leichter zufallen, weil die Schichten senkrecht angebohrt werden, doch ist dies nicht erheblich, zumal sich die Schichten z.T. auch gegenseitig verklemmen und so das Bohrloch doch nicht verschließen. Hinzu kommt, daß das im Bohrloch sich drehende Gestänge das Bohrloch auch nach Passieren der bohrkrone zusätzlich ieihält.open minded. It is true that the boreholes can close more easily because the layers are drilled vertically, but this is not significant, especially as it is the layers partly jam each other and so the borehole but don't close it. In addition, the rod rotating in the borehole the drill hole also holds after passing the drill bit.

Bei derartigen Bohrungen ist es vereinzelt zu kleineren oder größeren Entspannungsschlägen bzw.With such bores it is occasionally to be smaller or larger Relaxation strokes or

zu Erschütterungen gekommen, die zu einem Festklemmen des Bohrwerkzeuges bzw. des Bohrgestänges geführt haben. Um derartige Vorfälle zu vermeiden, die häufig zu einem teilweise oder gar vollkommenen Verlust des @ohrgestänges und Bohrwerkzeuges führen, werden erfindungsgemäß die Test-,Entspannungs- und Entgasungsbohrungen zunächst in Zonen geringerer und anschließend in Zonen stärkerer Reduzierung der tektonischen Kräfte ins Gebirge gestoßen. Damit wird gleichzeitig vermieden, daß derartige Bohrungen zu einem Anstieg der Differenz des Kräftepotentials zwischen Bereichen mit unterschiedlicher Reduzierung der tektonischen Kräfte und da zu einer Vergrößerung der Gobirgsschlaggefahr führen.came to vibrations, which lead to the drilling tool jamming or the drill string. To avoid such incidents that happen frequently to a partial or complete loss of the @ ear rod and drilling tool lead, according to the invention, the test, relaxation and degassing bores are initially in zones of lesser and then in zones of greater reduction in the tectonic Forces pushed into the mountains. This at the same time prevents such bores to an increase in the difference in potential forces between areas with different Reduction of the tectonic forces and therefore an increase in the risk of Gobirgsschlag to lead.

Da auch in Grenzbereichen Entgasungsbohrungen eingebracht werden müssen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Entgasungsbohrungen von Zonen größerer Reduzierung in Zonen geringerer Reduzierung der tektonischen Kräfte ins Gebirge zu stoßen. Auf diese Art werden die natürlichen Entgasungswege frühzeitig aufgeschlossen und somit dns Heraussehleudern von Kohlen infolge zu großen Gasdruckes vermieden.Since degassing holes also have to be drilled in border areas, it is proposed according to the invention, the degassing bores of zones of greater reduction pushing into the mountains in zones of less reduction in tectonic forces. on this way, the natural degassing pathways are opened up at an early stage and thus Avoided coal being thrown out as a result of excessive gas pressure.

Einer weiteren Absicherung der Bohrarbeiten dient der erfindun#gsgemäße Vorschlag, nachdem die Bohrungen der tektonischen Kräfte für Test-, Entgasurlgs-und Entspannungszwecke beim An- bzw. Durchbohren von Zonen mit größerer Reduzierung der tektonischen Kräfte und gleichzeitigem Auftreten von größerem Bohrmehlanfall in der Kohle ohne gleichzeitige Vergrößerung des Gasanfalls unterlassen bzw. eingestellt werden. Die beschriebenen Indizien deuten an, daß arniormale Verhältnisse herrschen, die zu einem Festsitzen des Bohrwerkzeuges undtoder zu einer Entladen anstehender Spannungen führen können.A further safeguarding of the drilling work is the one according to the invention Proposal after the drilling of the tectonic forces for test, degassing and Relaxation purposes when drilling into or through zones with greater reduction the tectonic forces and the simultaneous occurrence of large amounts of drill dust omitted or stopped in the coal without increasing the amount of gas at the same time will. The indications described indicate that arniormal conditions prevail, which lead to the drilling tool sticking and / or to unloading of the pending Tension.

Um dieses zu verhindern, ist die Bohrung zumindest zeitweise stillzulegen.In order to prevent this, the well must be shut down at least temporarily.

Anhand einer Figur wird das erfindungsgemäße Verfahren erläutert und verdeutlicht; es zeigt Fig. 1 einen Grundriß mit Wirkungsflächen der tektonischen Kräfte una Bohrungen.The method according to the invention is explained and based on a figure clarified; It shows Fig. 1 a plan with effective surfaces of the tectonic Forces una bores.

Die Pfeile 1 geben die Richtung der Wirkungsflächen 2 der tektonischen Kräfte an. Sie zeigen im vorliegenden Fall, daß die Wirkungsflächen 2 nach Nordosten gerichtet sind und von Osten nach Westen hin abnehmen. Die Wirkungsflächen 2 der tektonisciien Kräfte sind oft durch zahlreiche und stärker ausgeprägte Klüfte und Kleinststörunge-n gekennzeichnet.The arrows 1 indicate the direction of the surfaces 2 of the tectonic Forces on. In the present case, they show that the effective areas 2 face northeast are directed and decrease from east to west. The areas of action 2 of the tectonic forces are often characterized by numerous and more pronounced fissures and Smallest malfunctions marked.

Als solche sind sie zu erkennen und zu identifizieren.As such, they can be recognized and identified.

Sie können ferner nach Patentanmeldung........ berechnet oder gemessen werden. Die Bohrungen 3, die Tcst-, Entspannungs und Entgasungszwecken dienen, sind dann möglichst lotrecht auf die Wirkungsflächen 2 der tektonischen Kräfte zu setzen, wie in Fig. 1 gezeigt.They can also be calculated or measured according to patent application ........ will. The holes 3, the Tcst-, relaxation and degassing purposes are then as perpendicular as possible to the effective surfaces 2 the tectonic To set forces as shown in Fig. 1.

PatentansprücheClaims

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Method for making holes using rotary drilling or rotary percussion drilling machines in underground mining and tunneling, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the bores (3) for test, relaxation and Degassing purposes as perpendicular as possible to the incidence of the effective surfaces (2) of the tectonic Forces are pushed into the mountains.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the test, relaxation and degassing boreholes initially in zones of lesser proportions and then pushed into the mountains in zones of greater reduction in tectonic forces will

3. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the degassing bores from zones of greater reduction in zones of less the tectonic forces are pushed into the mountains.

4. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t that the bores (3) for test, relaxation and degassing purposes when Drilling or drilling through full zones with greater reduction of tectonic forces and simultaneous occurrence of large amounts of drill dust in the coal without simultaneous enlargement refrain from gas accumulation or

can be set.