DE2546547A1

DE2546547A1 - Verfahren zur untersuchung von gebirge auf zonen erhoehter spannung

Info

Publication number: DE2546547A1
Application number: DE19752546547
Authority: DE
Inventors: G Dipl Ing Dr Braeuner
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1977-04-21

Description

Verfahren zur Untersuchung von Gebirge auf Zonen erhöhter
Spannung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von Gebirge, in.sbesonclere gebirgsschiaggefährdeter Gebirgsteile im Bergbau, auf Zonen erhöhter Spannung, wobei in das Gebirge Bohrlöcher eingebracht und die Verformungen der Bohrlochstöße anhand eines Bohrparameters als Maßzahl für den Spannungszustand ermittelt werden.
Beim Bohren unter hohen Gebirgsdruck, insbesondere in Kohlenflözen, sind die Gebirgsspannungen oft größer als die Festigkeit der beim Pohren freigelegten Wandflächen des Bohrlochs.
Es kommt also dabei zum Hereinbrechen oder Hereinwandern größerer Mengen von Gestein- bzw. Kohleteilchen in das Bohrloch, die dann als zusätzliches Bohrklein von der Bohrstange aus dem Bohrloch abgefördert werden müssen. Die je Bohrlochabschnitt ermittelten Bohrkleinmengen dienen gemäß der in der DT-PS 1 207 323 vorgeschlagenen Lehre als Maßzahl für die Neigung Eines Gebirges zu Gebirgsschlägen. In der Praxis wird die Bohrkleinmenge, z.B. je Meter Bohrlochlänge, durch Auffangen des Bohrkleins in einem Behälter und anschließendes Auslitern (Messen mit Hilfe von Gefäßen) an Ort und Stelle bestimmt. Dieses Verfahren ist zeitraubend, erfordert zusätzliche Einrichtungen an der Bohrstelle und ist auch nicht immer fehlerfrei, da beispielsweise ein Teil des Bohrkleins beim Sammcln oder Umfüllen verloren gehen kann, beispielsweise durch Verwehen bei starkem Wetterzug.
Die Erfindung stellt sich demgemäß die Aufgabe, die beim Abschätzen des Spannungszustandes des Gebirges mit Hilfe der Bohrkleilengenbestimmung auftretenden Nachteile zu vermeiden und einen Bohrparameter zu finden, der als Maßzahl für den Spannungszustand des Gebirges geeignet ist und zugleich mechanisc!l bestimmbar und registrierbar ist sowie nur einen vergleichsweise geringen apparativen Aufwand zu seiner-Bestimmung erfordert.
Die h'rfindung löst diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch, daß als Bohrparameter der von der Bohrmaschine für das Bohren und den Abtransport des Bohrkleins aus dem Bohrloch benötigte Energieaufwand ermittelt wird.
Der Erfindung liegt'somit die Erkenntnis zugrunde, daß die in Spannungszonen des Gebirges anfallenden größeren Bohrkleinmengen auch entsprechend mehr Energie je Einheit Bohrfortschritt fÜr den Abtransport benötigen. Ein zusätzlicher Energiebedarf fällt in Spannungszonen weiterhin dadurch an, daß das Bohrge.stange ständig von den nachdrängenden Kohle- bzw.
Gesteinsteilchen festgeklemmt zu werden droht. Der spezifische Energieverbrauch ist somit in Spannungszonen höher als in Zonen mit normalem Gebirgsdruck. Der technische Fortschritt gegenüber den bekannten Verfahren besteht darin, daß die Arbeiten des Auffangens und des Ausliterns des Bohrkleins sowie die damit verbundenen Fehlerquellen entfallen. Die Ermittlung des Energieaufwandes ist einfacher und mit einfacheren Einrichtungen zu messen. Die Ermittlung erfolgt selbstätig mechanisch.
Zur Durch:L'uhrung des Verfahrens sind alle Bohrvorrichtungen geeignet, deren Bohrmaschinen zu diesem Zweck mit einem Energiemeß- und -registriergerät versehen sind. Z.B. kann bei druckluftl,etriebenen Bohrmaschinen der Luftverbrauch mit Standardmeßgeräten gemessen werden, etwa durch eine Blendenmeßstrecke nac DIN 1952, und in üblicher Weise durch Zählwerke oder auf graphischem Wege registriert werden. Damit ist bei den heute auf dem Gebiet der Gebirgsschlagerkennung und -bekämpfung gebräuchlichen sog. Testbohrverfahren oder Entspannungsbohr<zerfahren eine Möglichkeit gegeben, den Meßvorgang und damit den gesamten Bohrvorgang zu erleichtern und zu präzisieren sowie sicherer zu gestalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in einem Beispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm, das den Energieverbrauch in Abhängigkeit von der Bohrlochtiefe wiedergibt, und Fig. 2 eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Bohrvorrichttlng.
In der Fig. l ist in einem Diagramm der Energieverbrauch E einer Bohrmaschine in Abhängigkeit von der jeweils erreichten Bohrlochlänge L des Bohrgestänges aufgetragen. Von den beiden Kurven zeigt die Kurve a, daß der Energieverbrauch E je Bohrlochabschnitt beim Bohren unter normalem Gebirgsdruck mit zunehmender Bohrlochlänge L nur eine mäßige'Zunahme erfährt.
Demgegenüber steigt der Energieverbrauch, wie die Kurve b zeigt, stark an, wenn der Gebirgsdruck den Normalwert übersteigt. Denn je mehr Bohrklein je Bohrmeter anfällt, um so höher ist der Transportaufwand des Bohrgestänges und damit auch der spezifische Energieaufwand der. Bohrmaschine. Je stärker dazu noch die Bohrstange in einer Spannungszone im Bohrloch durch von der Bohrlochwandung her in das Bohrloch eindringenden Kohleteilchen eingeklemmt wird, um so höher steigt der spezifische Energieaufwand zusätzlich an. Welcher spezifische Energieaufwand als "normal" anzusprechen ist, läßt sich für jeden Gebirgsbereich anhand von Probebohrungen ermitteln.
In der Fig. 2 ist eine Bohrvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet, die im Beispiel aus einer Bohrmaschine 1 besteht, die ein Bohrgestänge 2 antreibt, welches in dem Gestein (Kohle) 3 ein Bohrloch 6 herstellt. Die Bohrmaschine 1 ist im Beispiel eine druckluftbetriebene Naschine, in die bei A in Pfeilrichtung die Druckluft eintritt und bei B in Pfeilrichtung austritt. Am Druckluftauslaß 4 der Bohrmaschine 1 ist eine Meßvorrichtung 5 angebracht, der ein Registriergerät 7 nachgeschaltet ist. Der Luftverbrauch,'der dem Energieverbrauch proportional ist, wird gemessen und z.B.
je Bohrlocabscnitt registriert.
Patentansprüche: L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche /n Verfahren zur Untersuchung von Gebirge, insbesondere gebirgsschlaggefährdeter Gebirgsteile im Bergbau, auf Zonen erhöhter Spannung, wobei in das Gebirge Bohrlöcher eingebracht und die Verformungen der Bohrlochstöße anhand eines Bohrparameters als Maßzahl für den Spannungszustand ermittelt worden, dadurch gekennzeichnet, daß als Bohrparameter der von der Bohrmaschine für das Bohren und den Abtransport des Bohrkleins aus dem Bohrloch benötigte Energieaufwand ermittelt wird.
2) Bohrvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrmaschine mit einem Energiemeß- und -registriergerät versehen ist.