DE2600545A1 - Verfahren zum einbringen von traenkfluessigkeit in erd- oder gesteinsbohrungen und verschlusstopfen hierfuer - Google Patents

Description

• Verfahren zum Einbringen von Tränkfliissigkeit in Erd- oder
• Gesteinsbohrungen und Verschlußstopfen hierzu Die Erfindung bezieht sich auf Verfhren zum Einbringen von Tränkflüssigkeit in Erd- oder Gesteinsbohrungen, wobei über eine in das Bohrloch abgedichtet eingesetzte Sonde Tränkflüssigkeit zugeführt und anschliessend die Sonde zurückgezogen und das Bohrloch flüssigkeitsdicht verschlossen wird, sowie auf zur Verwendung hierfür geeignete Verschlußstopfen.
• Beim Hereingewinnen von Steinkohle nach bergmännischen Abbauverfahren ist es bekannt und in verschiedener Form seit langem geübte Praxis, das Gebirge bzw. den Kohlenstoß vor Ort über vorher eingebrachte Bohrlöcher so weit mit Druckwasser zu tränken, daß die sonst mit dem Schiessen hervorgerufene Staubentwicklung unterbunden oder zumindest stark eingeschränkt wird. Es können auch in ähnlicher Weise lockere Gebirgswände, Erdwälle, Betonmauern od. dgl. durch Einpressen zweckentsprechender Tränkfiüssigkeiten in ihr Gefüge verfestigt werden. In diesen Fällen ist die verwendete Sonde für wiederholten Gebrauch stets sofort nach Beendigung eines Tränkvorganges aus dem Bohrloch zurückzuziehen und dieses gegen Ausfließen der Tränkflüssigkeit nach außen abzusperren.
• Das hierzu eingebrgerte Verfahren, die offenen Mündungen der Bohrlöcher mit Putzwolle und ähnlichen Stoffen zu verstopfen, ist als bloßer Behelf mit mancherlei Mängeln verbunden: es ist in der Ausführung umständlich und Zeitaufwendig und hat in der Aufsummierung einer größeren Anzahl von Einzelbohrungen beträchtliche Verluste an nicht genutzter Tränkflüssigkeit zur Folge. Als gravierender Nachteil wird dazu aber die Beschränkung des Tränkdruckes auf vergleichsweise niedrige, für viele Zwecke völlig unzureichende Werte empfunden. Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, die Abdichtung der Bohrlächer arbeitssparend und ohne Leckverluste gegen alle vorkommenden oder wünschenswerten Tränkdrücke sicherzustellen und damit die Anwendbarkeit des vorteilhaften Tränkverfahrens auf bisher noch unerschlossene Einsatzgebiete auszuweiten.
• Nach der Erfindung ist für Verfahren der eingangs geschilderten Art vorgeseller., da. die @ Sonde mit einem lösbar an ihrer Mündung befestigten Verschlußstopfen mit einer nur in Tränkrichtung offenen Durchgangsbohrung in das Bohrloch eingesetzt und nach Beendigung des Tränkvorganges von dem an den Bohrlochwandungen dichtend gehaltenen Verschlußstopfen abgezogen wiru. in zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneter Verschlußstopfen ist vorteilhaft ganz oder überwiegend aus Gummi oder gummiähnlichen elastischen Kunststoffen hergesteilt und mit einer seine Durchgangsbohrung entgegen der Tränkrichtung absperrenden tätigen Abschl u.%vorrichtung versehen, wobei die Abschlußvorrichtung wahr weite entweaer unter der Einwirkung eines Druckgefälles zwischen den Wändungen der Durchgangsbohrung oder mittels eines mit der Sonde zusammenhängenden Stellgliedes mechanisch umsteuerbar sein kann. Zum vorübergehenden Verbinden des Verschlußstopfens mit der Sonde kann die letztere i n die Durchgangsbohrung einfassende stielartige oder andere formschlüssig oder reibschlüssig wirkende Zugmittel aufweisen. Zweckmäßig ist der Verschlußstopfen aber mit formschlüssig auf die Sonde einwirkenden Befestigungsmitteln beispielsweise in Form von die Sonde irr Bereich ihrer Mündung umfassenden federnd-elastischen, in einer bevorzugteii Ausführung aus metal ischen Werkstoffen hergestellten Klammern versehen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erfüllt mit der Verwendung der neuartigen Verschlußstopfen alle wesentlichen Forderungen der Praxis, wobei auch der Aufbau der Sonden entweder aus biegsamen Schläuchen oder aus starren Rohren al sogenannte Tränklanzen und ihre Beschaffenheit im einzelnen ohne Bedeutung sind und vollständig außer acht gelassen werden können.
• Das gebrauchsfertige Zurichten der Sonden bereitet keine Schwierigkeiten, sondern ist im Linzel fall durch einfaches Aufstecken eines Verschlußstopfens auf die Sondenmiindung vorzunehmen, worauf eine solche Sonde in ibjicher Weise in das Bohrloch eingeführt und der zuströmenden Tränkflüssigkeit geöffnet werden kann. Die in Tränkrichtung offene Durchgangsbohrung der Verschlußstopfen läßt die Flüssigkeit umgehindert durchfliessen, während sie dagegen nach vollendetem Tränkvorgang und nach dem Abösen der Sonde selbsttätig, nach Art eines Rückschlagventils schließt, so daß die unter hohem Druck eingespeiste Tränkflüssigkeit von dem dichtrend an den Bohrlochwandungen anliegexden Verschlußstopfen in dem Bohrloch zurückgehalten wird. Da hierzu keine Manipulationen vorzunehmen sind und die Dichtwirkung praktisch gleichzeitig mit dem Abziehen der Sonde eintritt, bleibt die gesamte E'lüssigkeitsmenge unabhängig von dem statischen Druck für die InfiltraLlon verfügbar Die Dichtwirkung des Verschlußstopfens läßt sich gegebenenfalls durch axiale Stauchen und daraus folgendes radiales Dehnen des elastomeren Werkstoffes noch erhöhen.
• Zum Verdeutlichen des Erfindungsgedankens ist ein Ausführungsbeispiel eines Verschlußstopfens in der Zeichnung schematisch dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den Verschlußstopfen in Verbindung mit dem Mündungsabschnitt einer ßchlauchsonde im Längsschnitt.
• Der gezeichnete Verschlußstopfen 1 ist aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit im wesentlichen zylindrischem Außenmantel und einer durchgehenden Bohrung 2 hergestellt, wobei er der besseren Dichtwirkung wegen in seinem der Sonde abgekehrten vorderen Teil hohlwandig mit angeformten äußeren Verrippungen 11 ausgebildet ist. Zweckmäßig erweitert sich die nach vorn offene eingeformte Höhlung 3 kegelig, um mit ihren Wandungen 4 dem Reaktionsdruck der eingespeisten Tränkflüssigkeit eine wirksame Angriffsfläche zu bieten. Die Durchgangsbohrung 2 verläuft zu einem Teil innerhalb eines schlauchartigen Ventilkörpers 5, der in Strömungsrichtung in die fiöhlung 7' vorragt und mit beweglichen Mündungslamellen 15 einen Durchgangsschlitz 12 umschließt. Bei Druckgleichheit auf beiden Seiten liegen die Lamellen 15 lose aneinander an, um unter der Einwirkung eines gegen die Sonde gerichteten Druckgefälles fest gegeneinander in ihre SchluB£tellung gepreßt zu werden. Ihre Anordnung an dem inneren Mündungsende des Ventilkörpers 5 bringt es dagegen mit sich, daß sie dem Druck der zugeführten Tränkflüssigheit nachgeben und seibsttätig in ihre Cffnungsste.lung umsteuern.
• Der Verschlußstopfen 1 ist auf eine Schlauchsonde 6 üblicher Ausführung aufgesteckt und zu diesem Zweck mit einer metallischen Halteklammer 7 versehen. Die bügelförmige Halteklammer 7 ist in die eingangsseitige Mündung der Durchgangsbohrung ? formschlüssig eingesetzt und faßt andererseits unter elastischer Verformung federnd in eine Umfangsnut 9 im Außenmantel der Schlauchsonde 6 ein. Zum Unterstützen der halterung und um unerwünschte Verformungen des Verschlußstopfens 1 beim Abziehen der Schlauchsonde zu vermeiden, ist ein metalischer Haltestern 8 oder eine andere zweckentsprechende Versteifung an dem Boden d@@ Verschlußstopfens angebracht, beispielsweise anvulkanisiert oder auf andere Weise und mit anderen Mitteln daran befestigt.
• Zum Durchführen eines Tränkvorganges wird die Schlauchsonde b mit dem aufgesteckten Verschlußstopfen 1 in ein nicht gezeichnetes Bohrloch eingeschoben und Tränkflüssigkeit durch die Schlauchbohrung 16 zugeführt. Die Tränkflüssigkeit drängt die Mündungslamellen 15 des Ventilkörpers 5 auseinander und strömt in das Bohrloch ab, um mit fortschreitender Infiltration einen steigenden Gegendruck vor dem Verschlußstopfen aufzubauen. Nach Beendigung des Tränken steuern die Lamellen 15 selbsttätig unter der Wirkung des dann überwiegenden Druckes im Eohriochinnern in die gezeichnete Schließstellung um, so daß die Schlauchsonde ohne weitere Maßnahme zurückgezogen werden kann. Dabei lösen sich die B:ige der halteklammer 7 aus der Umfangsnut 9, und die Schlauchsonde 6 ist zum Beschicken eines weiteren Bohrloches verfügbar.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einbringen von Tränkf]üssigkeit in Ard- oder Gesteinsbohrungen, wobei über eine in cas Bohrloch abgedichtet eingesetzte Sonde Tränkflüssigkeit zugeführt und anschließend die Sonde zurückgezogen und das Bohrloch flüssigkeitsdicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde mit einem lösbar an ihrer Mündung befestigten Verschlußstopfen mit einer nur in Tränkrichtung offenen Durchgangsbohrung in das Bohrloch eisngesetzt und nach Beendigung des Tränkvorganges von dem an den Bohrlochwandungen dichtend gehaltenen Verschlußstopfen abgezogen wird.
2. 2. Verschlußstopfen zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ganz oder überwiegend aus Gummi oder gummiähnllchem elastischen Kunststoff hergestellt und mit einer seine Durchgangsbohrung (2) entgegen der Tränkrichtung absperrenden tätigen Abschlußvorrichtung versehen ist.
3. 3. Verschlußstopfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußvorrichtung unter der Einwirkung eines Druckgefälles zwischen den Mündungen der Durchgangsbohrung (2) umsteuerbar ist.
4. 4. Verschlußstopfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung mindestens teilstreckenweise in einem der Sonde (6) abgekehrten Schlauchansatz () mit im Bereich seiner freien Mündung zusammenpreßbaren Wandungen (15) verläuft.
5. 5. Verschlußstopfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußvorrichtung mittels eines mit der Sonde zusammenhängenden Stellgliedes mechanisch umsteuerbar ist.
6. 6. Verschlußstopfen nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mit formschlüssig auf die Sonde (6) einwirkenden Befestigungsmitteln versehen ist.
7. 7. Verschlußstopfen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel als die sonde (C) im Bereich ihrer Mündung umfassende federnd-eastlische, z.B. metallische, Klammern (7) ausgebildet sind.