DE3110198A1

DE3110198A1 - "bohrloch fuer den abbau- bzw. bergbau"

Info

Publication number: DE3110198A1
Application number: DE3110198A
Authority: DE
Inventors: Paul 92705 Santa Ana Calif. Richardson; David A. 92621 Brea Calif. Whitley
Original assignee: Santa Fe International Corp 92668 Orange Calif; Santa Fe International Corp
Current assignee: Santa Fe International Corp 92668 Orange Calif; Santa Fe International Corp
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-01-28
Also published as: AU6672781A; AU541250B2; DE3110198C2; GB2072239B; CA1167872A; US4330155A; GB2072239A

Description

Bohrloch für den Abbau- bzw. Bergbau.

Die Erfindung bezieht sich auf den Abbau von Lagerstätten von Mineralien/insbesondere den Kohlenbergbau.

Solange voneinander verschiedene Arten von Abbauverfahren über die Jahre für den Abbau von Kohle verwandt worden sind, fallen diese Verfahren im Grunde genommen in zwei Kategorien, nämlich in den Untertagebau und den übertagebau bzw. Tagebau. Beim Untertagebau gibt es einige verschiedene Arten von Verfahren, welche den Strebbau und den Pfeilerabbau, das Langfrontsystem und den hydraulischen Abbau umfassen. Bei all diesen Verfahren jedoch werden Tunnels bzw. Strecken in der Erde hergestellt, durch welche die Bergleute in der Erde den Ort der Kohle zum Ausführen der Abbauarbeit betreten. Beim Langfrontsystem und dem hydraulischen Abbau muß die First des Tunnels bzw. der Strecke durch Stempel bzw. Pfeiler in den Flözen getragen werden. Die Pfeiler können die Rückgewinnung um mehr als 5o% verringern.

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Beim Tagebau müssen sehr große Bereiche der
Erde entfernt werden, um Kohle längs des Kohlenflözes abzubauen bzw. zu gewinnen. Der Erdbereich,
über den sich der Tagebau erstreckt, hängt von der
Tiefe ab, auf welche das Kohlenflöz abgebaut werden soll. Je tiefer der Abbau des Flözes ist, um so
größer ist der Bereich der Erde, der gestört werden muß.

Es sind auch verschiedene Versuche gemacht worden, um Bohrarbeiten zwischen verschiedenen Strecken untertage durchzuführen. Beispiele von solchen Versuchen ergeben sich aus den Ausfuhrungsformen, die in den
US-Patentschriften 3,167,354 und 4,123,1o9 veranschaulicht sind. Außerdem wurden einige Versuche
bei dem hydraulischen Abbau von Minerallagerstätten gemacht, wie es in den US-Patentschriften 3,874,733 und 4,o92,o45 gezeigt ist. Weiterhin sind im Hinblick auf das Verfahren des Mischens von Mineralablagerungen,■ wie Kohle, in einen dünnflüssigen Schlamm zum Zwecke des Transports in einer Rohrleitung solche Techniken in den US-Patentschriften 3,o41,o53 und 3,924,895 gezeigt.

Bei der wachsenden Notwendigkeit einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit und des Auffindens von wirksamen Energiequellen ist es jedoch kritisch geworden, neue Techniken für das Abbauen von Kohle zu finden. Solche Probleme sind besonders im Licht der Sicherheitserwägungen beim Streckenbergbau und der Umgebungsverhältnisse beim Tagebau erhöht.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und der zugehörigen Einrichtung zum Abbauen von Kohlen in einer wirtschaftlicheren und wirksameren Art bzw. Weise.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein
verbessertes Verfahren für den Abbau von Kohle zu
schaffen, das die Gefahren beim Streckenbergbau und

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die Umgebungsverhältnisse beim Tagebau vermeidet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Abbauen von Mineralien, welches sich große Schachtdurchmesser bohrender Bohrgeräte bedient, die auf der Oberfläche der Erde bzw. des Bodens angeordnet sind.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Bohrgeräts zum Bohren entlang eines Kohlenflözesvon der Oberfläche der Erde bzw. des Bodens für den Abbau von Kohle.

Es ist auch ein Ziel der Erfindung, eine Technik zum Abbauen von Kohle zu schaffen, die sich eines in umgekehrter Richtung arbeitenden Bohrgeräts bzw. in umgekehrter Richtung bohrenden Geräts mit einem ein hohes Drehmoment aufweisenden Bohrer bedient, der an dem Ende eines Bohrstranges angebracht ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Bohrsystern zu schaffen, das befähigt ist, Kohle mit Hilfe eines Bohrbetriebes bzw. einer Bohrarbeit von der Oberfläche der Erde aus durch Aufbrechen der Kohle und Herausholen bzw. Herausziehen der Kohlestücke aus dem gebohrten Loch durch umlaufendes Fluid bzw. solche Flüssigkeit durch Teile des Bohrsystems in dem gebohrten Loch herauszuziehen bzw. herauszuholen.

Mineralien, insbesondere Kohle, welche in Schichten oder entlang von Flözen abgelagert sind, können abgebaut werden, indem Bohrverfahren mit Bohrausrüstungen verwandt werden, die an der Oberfläche der Erde angeordnet sind. Das Bohrsystem für einen solchen bzw. derartigen Abbauvorgang gemäß der Erfindung besteht aus einem großen Durchmesser aufweisenden Bohrapparat bzw. ein solches Gerät, das in der Lage ist, in einer Winkelorientierung gegenüber der Vertikalen zu bohren sowie die Bohrarbeit

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bzw. der Bohrvorgang fort-bzw. vorschreitet, wird die Kohle oder werden die Mineralien in Stücke gebrochen. Die gebrochenen Kohlenstücke werden aus dem gebohrten Loch mit Hilfe eines umgekehrten hydraulischen Verfahrens mit doppelwandigem Bohrstrang bzw. Bohrgestänge entfernt. Die Kohle wird dann gereinigt und die Schlammkonzentration für den Transport in einer Schlammrohrleitung verringert. In Abhängigkeit von dem Gelände und der gewünschten Abgabestelle kann die Kohle durch Pumpen oder durch die Schwerkraft einer Beladeendstelle oder einer Verbrauchsstelle zugeleitet werden. Beim Erreichen einer solchen Bestimmungsstelle wird die Kohle dann getrocknet.

Verschiedene Paktoren bzw. Umstände bestimmen die wirtschaftlichen Vorteile der Verwendung eines solchen Bohrvorganges. Solche Paktoren bzw. Umstände schließen die im Ganzen zurückgewinnbare Reserven, den Winkel und die Tiefe des Kohlenflözes, die Stetigkeit des Kohlenflözes, die Dicke- bzw. Stärke bzw. Mächtigkeit des Flözes, die umliegenden Formationen, das Gelände, das Klima, die verfügbaren WasserZuleitungen und den Durchdringungsgrad bzw. Leistungsgrad des Bohrens ein. Minerallagerstätten in dicken bzw. mächtigen Flözen, die vertikal oder nahezu vertikal sind, sind primär bzw. vor allen Dingen Anwärter bzw. vorbestiitimte Stellen für den Abbau durch Bohrarbeitsi .Insbesondere bituminöse. Kohlenlagerstätten, die vorliegendenfalls im Strebabbau im hydraulischen Verfahren oder Abschälbauverfahren (Tagebauverfahren) abgebaut werden, lassen Abbauverfahren zu, bei dem die Bohrarbeit bzw. die Bohr vorgänge und das Bohrgerät nach der Erfindung verwandt werden.

Nach dem Bohren eines jeden Loches kann das Loch wieder mit geeigneten Ausbaustützen wieder gefüllt werden. Die Ausbaustützen sind mit Hilfe der Anordnung von Zementstopfen in regelmäßigen Intervallen in den gebohrten Löchern geschaffen und durch Füllen des Zwischenraumes .zwischen den Zementstopfen

mit Abfallmaterial von den Abbauarbeiten bzw. Berge geschaffen. Durch Vorsehen von Abbaustützen in dieser Vfeise können benachbarte gebohrte Löcher enger bzw. näher nebeneinander mit zusätzlichen Reserven geschaffen werden. Die Bohrarbeit ist bei der Erfindung eine zuverlässigere Verrichtung als der Strecken- bzw. Tunnelbau insoweit als kein Untertagepersonal benötigt wird. Darüber hinaus ergibt die Bohrarbeit nach der Erfindung keine Umgebungsprobleme eines Tagesbaues. Bei der Verwendung der Bohrweise für den Abbau von Kohle ist es nicht notwendig, große Bereiche von Erde auszuheben, um die Kohle zu entfernen. Außerdem kann die Bohrarbeit dazu verwandt werden, die Kohle aus einer größeren Tiefe in der Erde zu entnehmen als es im Tagebau bzw. bei Schälabbau und Schrämabbau möglich ist.

Das Verfahren nach der Erfindung verwendet ein Bohrgerät, das auf der Oberfläche des Erdreiches angeordnet ist. Gemäß dieser Arbeitsweise wird das Bohrglied bzw. das Bohrwerkzeug zuerst nach unten in die Erde gebohrt, um ein Loch größen Durchmessers zu bilden und die Minerallagerstätte aufzubrechen, wenn das Bohren vor sich geht. Die gebrochenen Mineralstücke werden aus dem gebohrten Loch entfernt, wenn die Bohrarbeit vor- bzw. fortschreitet. Während Teilen bzw. Abschnitten der Bohrarbeit wird eine Kriech- bzw. Wanderbewegung in Teilen der Seitenwände des gebohrten Loches hervorrufen bzw. eingeleitet. Nach dem Fortsetzen des Bohrens auf eine gewisse Strecke in dem Loch wird dann das Bohrglied bzw. Bohrwerkzeug aus dem Loch zurückgezogen. Wenn das Bohrglied bzw. Bohrwerkzeug zurückgezogen ist, werden die Minderalstücke, die zurück in das Loch über das Bohrwerkzeug ^: infolge der eingeleiteten Kriechwirkung bzw. der Wandeindrückung in den Seitenwänden des Loches gebohrt. Diese Mineralstücke, welche gebohrt worden, wenn das

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Bohrwerkzeug bzw. das Bohrglied zurückgezogen ist, werden ,dann aus dem Loch entfernt.

Der Kriech- bzw. Wandervorgang, auf den in dieser Anmeldung Bezug genommen wird, ist ein Effekt der auftritt, wenn der von der das Loch umgebenden Erde ausgeübte Druck eine hinreichende Kraft ergibt, um zu bewirken, daß Teile der Innenwände des Loches teilweise zum Einstürzen gelangen. Ein solches Einstützen der Seitenwände ergibt zusätzliche Minerallagerstätten in dem Loch, welche dann durch einen Bohrvorgang bzw. mit Hilfe eines Bohrvorganges ausgehoben werden können. Wie es später noch auseinandergesetzt werden wird, kann ein solcher Wander- bzw. Einsturzeffekt eingeleitet werden, indem der Pluidspiegel bzw. Flüssigkeitsspiegel in dem Loch gemindert wird, so daß der Druck auf das Erdreich, welches das Loch an den Wänden umgibt, größer als der statische Flüssigkeitsdruck in dem Loch ist, wobei das Einstürzen verursacht wird.

Das Entfernen der Minderalstücke aus dem Loch wird am besten_dufch das Erzeugen eines Flüssigkeitsstromes durch das Bohrglied bzw. Bohrwerkzeug in dem gebohrten Loch vorgenommen. Der Fluidstrom führt die Mineralstücke aus dem Loch heraus. Der Fluid- bzw. Flüssigkeitsstrom kann durch die Verwendung eines doppelwandigen Bohrgeräts erzielt werden bzw. zustandegebracht werden, wo Wasser dem Loch durch eine Kammer des Bohrstranges zugeführt wird und das Wasser mit den Mineralstücken dann aus dem Loch durch die andere Kammer des Bohrstranges herausgezogen wird. Der Fluid- bzw. Flüssigkeit« strom wandert bzw. fließt auch quer über die Schneidoberfläche der Schneidkanten bzw. des Bohres, um so

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ständig die gebrochenen Mineralstücke wegzuwaschen, so daß die Stücke aus dem Loch abgezogen werden. Außerdem verhütet das Waschen der Schneidenfläche des Bohrgliedes bzw. Bohrwerkzeuges, daß das Bohrglied abgesperrt oder durch Mineralstücke verstopft wird.

Beim Verwenden des Bohrgeräts nach der Erfindung ist es möglich, in einer Winkelorientierung gegenüber der Oberfläche der Erde mit einem solchen Winkel zu bohren, der erheblich kleiner als ein rechter Winkel ist. Durch die Verwendung von verschiedenen Stabisilatoren der Bohrerschneiden, um jedes bemerkenswerte seitliche Bewegen zu verhüten, ist es möglich, die Bohrarbeit irgendwo zwischen 6o° bis 9o? gegenüber der horizontalen Ebene der Oberfläche der Erde auszuführen. Die Stabilisierungseinrichtung umfaßt eine Mehrheit von Rollen und zylindrischen Teilen, die im wesentlichen die gleiche Größe wie der Durchmesser des zu bohrenden Loches aufweisen. Um die Bohrschneidkante in der Erde sich bewegen zu lassen, sind jedoch die Stabilisatoren ein wenig kleiner, ungefähr einige wenige Zoll für einen Bohrdurchmesser von 2o Fuß (615 cm) als der Durchmesser des Loches. Wenn beispielsweise das Loch, welches gebohrt ist, einen Durchmesser von 2o Fuß ( etwa 61o cm) hat, dann hat der Stabilisator einen Durchmesser von 19 Fuß und 8 Zoll (59o cm).

Die vorliegenden Grenzen für ein winkliges Bohren bei den verschiedenen, hier offenbarten Ausführungsformen weichen 3o° von der Vertikalen ab. Wenn die Bohranordnung und der Bohrstrang mehr als 3o° von der Vertikalen abweichen, erhält der Wandungsdruck einen Überschuß von 3o% des Gewichts der Bohranordnung. Das Problem tritt auf, wenn der Wanddruck

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übermäßig wird, ist die Abweichung des Loches bzw. der Fehler um dem Fluß der Minerallagerstätte zu folgen und die Eindring- bzw. Durchdringmöglichkeit verringert. Wenn ein verbessertes Bohrgerät hergestellt werden kann, ist es möglich, in einem Winkel von 45° gegenüber der Vertikalen zu bohren.

Zusätzlich zu dem hydraulischen Gerät, das einen Fluid- bzw. Flüssigkeitsstrom zum Entfernen der gebrochenen Mineralstücke vorsieht, füllt die durch das Fluid bzw. die Flüssigkeit, welche durch die Vorrichtung gegeben wird, auch das gebohrte Loch. Die Vorsehung des Fluids bzw. der Flüssigkeit dient als statische Ausgleichkraft gegen den Druck an den Seitenwänden von der umgebenden Erde während des normalen Bohrvorganges ausgenommen, wenn ein Kriechbzw. Wandereffekt eingeleitet worden ist. Außerdem wirkt beim Bohren der Kohle die Vorsehung von Fluid bzw. Flüssigkeit in dem Loch als eine Sicherheitsvorrichtung während des Bohrvorganges.

Das Bohrsystem nach der Erfindung umfaßt einen ersten Bohrerschneidenmechanismus bzw. eine solche Bohrvorrichtung, die an dem Vorwärtsende der Bohrstrangteile angeordnet ist, welches sich in das Loch erstreckt. Eine Mehrheit von Bohrerschneiden bzw. Bohrern, wie solche eines Bohrsatzes, sind in dem vorderseitigen Ende der Bohrvorrichtung angebracht. Um eine Vorrichtung großer Drehkraft zu erhalten, was wünschenswert ist, wenn nur die Bohrschneiden selbst gedreht werden und nicht die ganze Vorrichtung und die Bohrsträngteile. Zu diesem Zweck ist eine Anordnung zum Drehen der Bohrer nach unten an den Boden des Loches, das gebohrt werden soll, anstelle des Drehens der Schneiden durch Drehen des ganzen Bohrstanges bzw. ·__ Bohrvorganges von der Oberfläche der Erde vorgesehen bzw. getroffen. Während des Bohrvorganges muß die Bohrvorrichtung

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gegen seitliche Bewegung gesichert werden, um zu ermöglichen, daß das Bohren entlang einen Kohlenflözes in der ERde erfolgt, welches sich in einer Winkelorientierung gegenüber der Oberfläche der Erde erstreckt.

Zum Zwecke des Drehens der Bohrschneiden bzw. des Bohrers können einige verschiedene Arten bekannter, im Bohrloch arbeitender Anordnungen verwandt werden. Solche Anordnungen schließen mit Fluid bzw. Flüssigkeit angetriebene Bohrschneiden und im Bohrloch liegende elektrische Bohrmotore ein. Gemäß den in der Anmeldung veranschaulichten Ausführungsformen weisen die Bohrerschneiden bzw. die Bohrer Fluidantrieb durch das hydraulische, durch die Bohreranordnung umlaufende Fluid auf, welches zum Entfernen der gebrochenen Mineralstücke dient.

Zusätzlich zu dem ersten Bohrmechanismus ist ein zweiter Bohrschneidenmechanismus entlang des Bohrstranges an einer Stelle oberhalb des ersten BohrSchneidenmechanismus angeordnet.

Die zweite Bohrschneidenvorrichtung bzw. Bohrvorrichtung ist dazu vorgesehen, um es zu ermöglichen, daß die Mineralablagerungen bzw. Minerallagerstätten gebohrt werden können, wenn der Bohrerstrang aus dem gebohrten Loch zurückgezogen wird. Zu diesem Zweck können ansteigende Bohrerschneidenflächen verwendet werden, die nach oben gerichtet sind. Die aufsteigenden-Bohrerschneiden bohren die Mineralablagerungen aus, welche in das gebohrte Loch infolge der Einleitung des Kriecheffekts in den Wandungen des gebohrten Loches gefallen sind.

Damit das Fluid bzw. die Flüssigkeit durch die Bohrvorrichtung umgewälzt werden kann, werden doppel- wandige Bohrstrangteile verwendet. Die doppelwandigen

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Bohrstrangglieder haben eine Innenkammer und eine Außenkammer. Das Fluid bzw. die Flüssigkeit wird durch eine der Kammern, im allgemeinen die Außenkarruner, quer über die Oberfläche der Bohrschneiden und zurück durch die andere Kammer umgewälzt. Da die Innenkammer im allgemeinen größer ist, wird ■das Fluid bzw. die Flüssigkeit mit ausgebrochenen Mineralstücken im allgemeinen durch die Innenkammer der doppelwandigen Bohrstrangkammerglieder herausgezogen. Um den Umlauf des Fluids bzw. der Flüssigkeit zu unterstützen, kann auch Luft in die Kammer gepumpt werden. Solche Luft kann entweder den notwendigen Druck zur Beibehaltung bzw. Aufrechterhaltung des Stromes des Fluids bzw. des Flüssigkeitstromes quer über die Bohrschneidenflächen aufrechtzuerhalten oder zum Zuleiten von Luft in die innere Kammer verwandt werden, um das Ausziehen des Fluids bzw. der Flüssigkeit mit den Mineralstücken aus einer solchen Kammer zu unterstützen.

Bei der Verwendung des Abbaubohrvorganges nach der Erfindung hängt die stündliche Tonnenzahl der gewonnenen Kohle von dem Durchmesser der Bohrvorrichtung und dem Fortschreiten bzw. Vorschreiten des Bohrens ab. Im Idealfall werden der Durchmesser und die Fortschreitgeschwindigkeit des Bohrens so gewählt, daß zum wenigstens 25 to je Stunde an Kohle gewonnen werden. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform muß bzw. soll der Durchmesser des Bohrers über zehn Fuß (3oo cm) gewählt werden, da ein solcher Bohrer mit extremer Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit zur Kohlengewinnung betrieben werden kann, auch wenn Kohle mit über 25 to je Stunde abzubauen ist. Hierfür beträgt der typische Eindringstufe bzw. Grad zum '-wenigsten bis 8 Fuß (24o cm) je Stunde.

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Um die Wiedergewinnung bzw. Rückgewinnung von Mineralablagerungen günstig zu gestalten, sollen nebeneinanderliegende Bohrlöcher mit einer verhältnismäßig engen Verteilung gebohrt werden. Um dies zu erreichen, werden Bohrlöcher in einer wechselnden Anordnung gebohrt, wobei die Mittellinie des Zwischenraumes solcher Lochungen bei 25o% der Lochdurchines ser anordnung für den ersten Satz von Lochungen liegt. Wenn der erste Satz von Lochungen gebohrt ist und folgend mit Zementstopfen geschlossen ist, die durch Abfallmaterial getrennt sind, wird der zweite Satz von Löchern auf einer Mittellinie gebohrt, die einen Abstand von 125% des Lochdurchmessers von der Mitte der Löcher des ersten Satzes von Löchern hat. Bei Anwendung dieser Methode des Lochzwischenraumes kann ein wesentlicher Prozentsatz von Platzreserve beispielsweise 65% zurückgewonnen werden.

Die Zeichnung, veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 ist eine schematische Wiedergabe eines Kohlenabbauvorganges nach der Erfindung.

Fig. 2 läßt einen Aufriß einer Bohrvorrichtung nach der Erfindung teilweise geschnitten erkennen.

Fig. 3 gibt einen Seitenaufriß teilweise geschnitten einer veränderten Ausführungsform einer Bohrvorrichtung nach der Erfindung wieder.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht im Aufriß einer geänderten Ausführungsform einer Bohrvorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 5 ist eine schematische Wiedergabe eines Bohrbeispiels längs des Flözes einer Kohlenlagerstätte mit der Bohrvorrichtung nach der Erfindung.

Eine schematische Wiedergabe eines bergbaulichen -_ Kohlengewinnungsvorgangs unter Verwendung der Erfindung

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ist in Fig. 1 gezeigt. Wie es in dieser Figur gezeigt ist, wird ein Bohrsystem 2 zum Bohren in einem Kohlenflöz in der Erde verwandt. Soweit als die größten Kohleni flöze in einem Winkel sich erstrecken, ist die Bohranordnung beim Bohren in einem Winkel in die Erde geze igt.

Das Bohrsystem 2 umfaßt eine Bohrvorrichtung 12, die an einer Plattform 14 angebracht ist. Wenn das System verwandt wird, bohrt die BohrSchneidenanordnung 16 in der Erde, um die KohlesEormation in Stücke aufzubrechen, welche von dem Loch entfernt werden können. Die BohrSchneidenanordnung ist an dem Ende eines Bohrstranges 18 angebracht, welcher an einer Mehrheit von Stranggliedern mit zusätzlichen Gliedern hergestellt sein kann, wenn die BohrerSchneidenanordnung in der Erde fortschreitet.

Bei der Arbeit gemäß der Erfindung ist es für den Bohrstrang 18 vorzuziehen, daß dieser nicht dreht um unmittelbar auf die Bohrerschneidenanordnung die drehenden Antriebskräfte wirken zu lassen. Hierfür bzw. zu diesem Zweck kann eine der verschiedenen Arten von niedergehenden bzw. nach unten gehenden Bohrantrieben verwandt werden. Während des normalen Arbeitens des Bohrverfahrens bzw. des Bohrvorganges ist das gebohrte Loch mit Flüssigkeit bis zum Spiegel 19 bzw. bis zur Höhe 19 gefüllt. Der Zweck einer solchen Flüssigkeit wird weiter unten erklärt werden.

Nach dem Herausbohren der Kohle aus dem Bohrloch wird dieses gereinigt, d.h. von den verschiedenen Gesteinsstücken und von Erde befreit, welche mit der Kohle zu einer Reinigungsstation 4 entfernt worden sind. Die Kohle wird alsdann in Schlammform an der Station 6 aufbereitet, um durch eine Kohlenschlammleitung 8

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befördert werden zu können. Der Kohlenschlamm, der durch die Schlammleitung 8 geht, kann entweder durch die Bohrleitung gedrückt oder infolge der Schwerkraft gedrückt werden, wenn die Ladestation bergab liegt bzw. im Gefälle liegt oder kann mit Hilfe einer Pumpe 1o durch Pumpen gefördert werden. Gegebenenfalls wandert die Kohle zu einer Station, wo sie entweder für einen weiteren Transport verladen oder vorliegendenfalls verwandt wird. Es sind verschiedene Techniken zum Transport von Kohle in Schlammform bekanntgeworden, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift, 3,924,895 gezeigt ist.

Wie es in größerer Einzelheit weiter unten erläutert wird, bohrt während des Bohrvorganges die Bohrerschneidenanordnung 16 zunächst in dem Loch in einer Vorwärtsrichtung. Nachdem die Schneidenanordnung sich um eine vorbestimmte Strecke vorbewegt hat, wird ein Kriecheffekt in einem Teil der Seitenwände des gebohrten Loches erzeugt. Der Kriecheffekt, auf dem hier Bezug genommen ist, ist ein Teileinsturzeffekt,, welcher auftritt, wenn der Druck auf die Wände des gebohrten Loches den statischen Druck in dem Loch übersteigt.

Wie vorangehend vermerkt ist, ist das Loch mit Flüssigkeit bis zu einem Spiegel 19 während des normalen Bohrvorganges gefüllt. Das Fluid bzw. die Flüssigkeit in dem Loch ergibt einen statischen Ausgleichdruck, was eine Einwölbung der Seitenwandung des Loches bzw. dessen Einstieg verhütet. Der Druck für eine solche Eindrückwirkung bzw. Aushöhlung wird dadurch hervorgerufen, daß ein Teil der Erde oberhalb des Bohrloches, daß infolge des Gewichtes der Erde eine Kraft in der Weise

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ausgeübt wird, wie es durch den Pfeil A in Fig. 1 angedeutet ist. Wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem gebohrten Loch auf einen hinreichend niedrigen Spiegel gefallen ist,dann verursacht der Erdteil über einen Teil des gebohrten Loches, daß ein solcher Wandteil teilweise ausgehöhlt bzw. ausgewölbt wird bzw. zum Einstieg gelangt. Dies weitet die Lochung und verlagert zusätzliche Kohle in dem Loch, die dann herausgebohrt werden kann.

Nachdem eine solche teilweise Aushöhlung oder Materialwanderung durchgeführt ist, kann ein umgekehrter Bohrvorgang ausgeübt werden. Zu diesem Zweck kann die Bohrschneidenanordnung 16 mit Bohrschneiden versehen werden, die in einer Aufwärtsrichtung entlang des Bohrweges vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Art der Bohrschneiden, die für diesen Zweck verwandt werden können, Bohrschneiden in Aufwärtsrichturig sein. Das Bohrgestänge mit dem Bohrkopf bzw. der BohrSchneidenanordnung wird dann aus dem gebohrten Loch mit nach oben weisenden Schneidkanten aus der Kohle zurückgezogen, die in das Loch gestürzt ist. Auf diese Weise kann Kohle aus dem Loch sowohl beim Vortreiben der BohrSchneidenanordnung in einer Vorwärtsrichturig als auch beim Zurückziehen einer solchen Anordnung aus dem Loch abgebaut werden. Während beiden Arbeitsverrichtungen werden die gebohrten Kohlestücke hydraulisch aus dem Bohrloch entfernt.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines Teils des Bohrsystems nach der Erfindung wiedergegeben. Wie es gezeigt ist, ist eine Bohrvorrichtung 2o an einem Bohrstrangglied bzw. einem Bohrgestänge 18

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angebracht, das sich unter dem Bodenspiegel erstreckt. Die Bohrvorrichtung 2o umfaßt an ihrem unteren Ende eine Bohrvorrichtung 22, welche eine Mehrheit von einzelnen Bohrschneiden aufweist. Um die Bohrvorrichtung gegen seitliche Bewegung während der Bohrarbeit zu sichern, kann eine Mehrheit von Stabilisatoren um den Bohrstrang angeordnet sein. Solche Stabilisatoren können eine Mehrheit von Rollen 24 und Stabilisatorringen 26 aufweisen. Wenngleich nur ein Satz von Stabilisatoren gezeigt ist, kann eine Mehrheit von solchen Teilen vorgesehen sein.

Eine Mehrheit von kreisförmigen Gewichten 28 und 3o ist entlang des Bohrstranges in dem Bereich neben der Bohrvorrichtung angeordnet. Solche Gewichte helfen, die Bohrvorrichtung mit den Bohrschneiden gegen den Boden des Loches, welches gebohrt wird, zu drücken. Hier kann wiederum eine Mehrheit von solchen Gewichten in Abhängigkeit von der Härte der besonderen Kohle vorgesehen sein. Oberhalb der Gewichte können zusätzliche Rollen und kreisförmige Stabilisatoren angebracht sein. Am Kopf der Bohrvorrichtung 2o ist eine Kappe 29 angeordnet. In dem Zwischenraum zwischen der Kappe 29 und dem Gewicht 28 können um den Bohrstrang 18 sowohl zusätzliche Gewichte als auch/oder zusätzliche Stabilisatoren vorgesehen sein.

Die besondere Art der verwandten Bohrschneidenanordnung an:der Bohrvorrichtung 22 ist ein Satz von Gruppenbohrsehneiden 32. Die Gruppenbohrsehneidenanordnung weist eine Mehrheit von Anordnungen 34, 36, 38 und 4o auf. Jede dieser Unteranordnungen von Schneiden bzw. Schneidkanten wird besonders

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mit Hilfe eines Flüssigkeitsstromes über jede Anordnung gedreht. Zusätzlich weist jede der Unteranordnungen eine Mehrheit von drehenden besonderen Bohrschneiden, so Schneidkanten 4 2 und 44 auf.

Um die BohrSchneidkanten anzutreiben, wird Flüssigkeit entlang des Bohrgliederstranges nach dem Bereich der Unteranordnung geleitet. Diese Flüssigkeit dient auch dazu, die gebohrten Kohlestücke während der Bohrarbeit zu entfernen. Darüber hinaus.füllt die Flüssigkeit das gebohrte Loch aus, um die statische Ausgleichskraft zu schaffen, die die Wände der Lochung vor einem übermäßigen Aushöhlen bewahrt, wenn es gewünscht ist, einen Kriecheffekt einzuleiten.

Zu diesem Zweck der Ermöglichung, daß die Flüssigkeit in das Bohrloch geleitet und dann daraus herausgezogen wird, werden Doppelwandstrangglieder verwandt. Die Strangglieder, welche den Bohrerschaft 18 bilden, haben eine Außenkammer 46 und eine Innenkammer 48. Flüssigkeit wird in die Außenkammer 46 durch den Flüssigkeitseinlaß 5o geleitet, der über den Boden bzw. der Erde angeordnet ist. Die Flüssigkeit wandert dann nach unten entlang der Außenkammer der Doppelwandschaftglieder bis die Flüssigkeitskammer bzw. Fluidkammer 55 erreicht ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Flüssigkeit von der Kammer 55 wandert alsdann unter dem Zulauf 53 in eine Flüssigkeitsantriebsleitung 56. Die Flüssigkeit strömt längs der Antriebsleitung 56 und ist in zwei getrennte Leitungen 58 und 6o verzweigt bzw. abgeleitet. Der Flüssigkeitsstrom wird in nur einer Richtung mit Hilfe eines Kugelrückschlagventils 61 aufrechterhalten, damit die Flüssigkeit mit irgendwelchen Kohlenstücken nicht zurück in die Kammer 52 von dem Bereich der BohrarbeitsverricHtung strömen kann. Der Strom von Fluid bzw. Flüssigkeit

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durch die Leitung wandert dann nach unten zu dem Bereich der Unteranordnungen. Durch Erzeugen einer Vortreibkraft längs des Leitrades 63 und durch das Drehen der Stütze 62 wird die Unteranordnung gedreht. Die Flüssigkeit strömt auch über die besonderen Bohrschneidkanten, so die Schneidkanten 42 und 44, um diese Schneidkanten zu drehen. Außerdem drehen, wenn die ganze Unteranordnung gedreht wird, die Bohrschneiden, da sie entlang der Kohle rollen bzw. wandern, die gebohrt wird.

Wenn die Dreharbeit fortschreitet, wird die Flüssigkeit mit den Kohlenstücken zurück in die Bohrstrangglieder durch eine Rückleitung 64 zurückgezogen.. Die Rückleitung 64 führt in die innere Kammer 48 des Bohrstranges 18 zurück. Um den Rückgang der Flüssigkeit mit den Kohlestücken von der Kammer 48 zu unterstützen, wird eine Druckkraft mit Hilfe der durch den Aaslaß 66 einer Luftleitung 52 ausgelassenen Luft unterstützt. Der Schlamm mit den Kohlestücken wird dann aus dem Bohrsystem durch den Auslaß 54 ausgelassen.

Eine abgewandelte Aüsführungsform der Bohrvorrichtung ist in Fig. 3 veranschaulicht. In dieser Figur" sind die Teile, die die gleichen wie in Fig. 2 sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Haupturiterschiede zwischen der in Fig. 3 veranschaulichten Bohrvorrichtung .68 und der in Fig. 2 wiedergegebenen Bohrvorrichtung 2o bestehen in dem Luftströmsystem, welches verwandt ist. Bei der Bohrvorrichtung 68 wird Luft durch den Einlaß 52 unmittelbar in die Außenkammer 46 des Bohrstrangteils eingeführt bzw. eingeleitet. Die Luft wandert dann weiter mit dem Fluid nach unten in die Kammer 74. Die Kammer 74 wird so unter Druck gesetzt, um das Drücken der Flüssigkeit durch die Antriebslei- ^ tung 56 beim Drehen der Bohrsehneidenuntoranordnung zu unterstützen. Die weitere Luft mit dem Kohlenschlamm kann in die Leitung 64 zurückgesaugt werden,

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um die Kohlenstücke herauszuziehen bzw. abzuziehen. Um die Luft in die Auszieh- bzw. Abziehleitung und in die innere Kammer 48 des Bohrstrangteiles ziehen zu können, sind Einlaßkanäle 7_O und 72 an dem Kopf der Kammer 74 vorgesehen. Die Arbeitsweise dieser abgeänderten Ausführungsform der Bohrvorrichtung ist der vorangehend oben beschriebenen Bohrvorrichtung 2o gleich bzw. ähnlich.

Eine andere geänderte Ausführungsform einer Bohrvorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt. Die Bohrvorrichtung 76 weist eine Bohrvorrichtung 22 auf, die gleich bzw. ähnlich der oben vorbeschriebenen Bohrvorrichtung ist. Über dem Bohrschneidenmechanismus sind Gewichte 78 und 8o sowie Stabilisierglieder 82, 84 und 86 angeordnet. Obgleich nur eine drehende Stabilisiervorrichtung 86 gezeigt ist, kann eine Mehrheit solcher Teile verwendet werden. An dem Kopf der Bohrvorrichtung 76 befinden sich ansteigende Bohrschneiden 88. Solche hochgestellten Bohrschneiden werden zum Bohren der Kohle verwandt, die zurück in das Loch infolge der Einleitung des Wanderns bzw, Kriechens bzw. Einstürzens während der Bohrarbeit. Auf diese Weise bohrt, wenn die Bohrvorrichtung 76 aus dem Loch zurückgezogen wird, der hochgestellte Bohreinsatz 88 die Kohle aus dem Loch. Der hochgestellte Bohreinsatz 88 kann auch an einer Bohrvorrichtung verwandt werden, die in Fig. 2 und 3 verdeutlicht ist. Auf diese Weise kann bei der Einlagerung bzw. dem Einschluß solcher hochstehender Bohrschneiden das Bohren von Kohle in beiden Richtungen ausgeführt werden, d.h. wenn die Bohrvorrichtung 22

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in die Erde vordringt und wenn sie aus der Erde zurückgezogen wird. Während beider Operationen bzw. Arbeitsverrichtungen können die gebrochenen Kohlestücke aus dem Loch durch Umwälzen von Wasser durch das Loch und durch den Bohrstrangteil bzw. das Bohrgestänge entfernt werden, so wie es vorangehend beschrieben worden ist.

Während der Bohrarbeit ist es wünschenswert, eine Mehrheit von Löchern so dicht wie möglich nebeneinander zu bohren. Andererseits muß ein hinreichend fester.(solider) Boden vorgesehen sein, um zu ermöglichen, daß die Bohranlage auf der Erde über dem Loch aufgestellt wird. Um beiden Anforderungen zu genügen, kann ein Bohrschema verwandt werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wie gezeigt ist, werden die Löcher längs eines Kohlenflözes gebohrt. Zuerst wird ein erster Satz von Löchern 92, 94 und 96 gebohrt. Der erste Satz von Löchern wird dann mit Hilfe von Zementstopfen verstopft bzw. geschlossen, welche durch Abfallmaterial getrennt sind, das aus dem Loch ausgehoben und von der Kohle getrennt worden ist. Nach dem Wiederschließen der ersten Löcher wird ein zweiter Satz von Lochungen 98 und 1oo gebohrt. Nach dem Bohren des- zweiten Satzes von Löchern können die Löcher wieder in der gleichen Weise wie die Löcher des ersten Satzes verstopft bzw. geschlossen werden. Der Zwischenraum zwischen den Löchern des ersten Satzes beträgt 25o% des Durchmessers D des Loches. Beim zweiten Satz von Löchern sind dann diese getrennt, so daß ihr Mittelpunkt von dem Mittelpunkt der benachbarten ersten Löcher durch einen Abstand L getrennt ist, der gleich in 125% des Durchmesser

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.33.

D der Löcher beträgt. Auf diese Weise kann etwa 65% der Kohle von dem Kohlenflöz aufgearbeitet werden.

Demgemäß wird bei der vorbeschriebenen Bohrausrüstung das Bohrwerkzeug zuerst in die Erde in einer Richtung .gebohrt, welche sich entlang des Kohlenflözes erstreckt, wobei mit dem Bohrwerkzeug die Kohle aufgebrochen wird. Die gebrochenen bzw. ausgebrochenen Kohlenstücke werden aus dem Loch herausgezogen, ..indem der Fluid- bzw. Flüssigkeitsstrom durch die Bohrstrangglieder verwandt wird und quer über die Fläche der Schneiden der Bohrvorrichtung strömt. Nachdem die Bohrsehneidenvorrichtungen eine gewisse Strecke in den Boden vorbewegt sind, wird der Flüssigkeitsspiegel in dem Loch gesenkt und ein Kriechen in dem Teil der Wände des gebohrten Loches eingeleitet bzw. erzeugt. Diese Wandteile stürzen dann teilweise ein und füllen " hierbei einen Teil desrücches mit zusätzlicher Kohle, welche ausgebohrt werden kann. Es muß darauf geachtet werden, daß es nicht verursacht wird, daß zuviel Kohle in das Loch stürzt und es hierbei unmöglich gemacht wird, in einer Auswärtsrich'tung zu bohren. Die Bohrschneiden bzw, der Bohrer wird dann aus dem Loch zurückgezogen. Während dieser Zeit wird ein weiteres Bohren in dem Loch ausgeführt. Die während des umgekehrten Bohrens gebrochene Kohle wird aus dem Loch mit dem Strom des Fluids bzw. der Flüssigkeits durch das Loch entfernt. Die Löcher werden nach ihrem Bohren mit mit Zwischenraum bzw. Abstand angeordneten Stopfen aus Beton lind Abfallmaterial der Bohrarbeit nach dem Zurückziehen des Bohrers bzw. der Bohrschneiden zugestopft.

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Ein neues Loch wird dann in einer Richtung längs des Kohlenflözes gebohrt.

Die Erfindung kann auch andere Ausführungsformen aufweisen, ohne daß diese Ausführungsformen den Erfindungsgedanken oder wesentliche Teile von diesem verlassen. Die vorliegenden Ausführungsform ist nur als Erläuterung wiedergegeben und nicht zur Einschränkung des Erfindungsgedankens, der durch die beigefügte Ansprüche besser als in der vorangehenden Beschreibung umrissen ist. Alle Änderungen in der Bedeutung im Bereich der Äquivalenz der Ansprüche sollen daher von diesen umschlossen werden.

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Leersei ie

Claims

Patentansprüche.

1. Verfahren zum Abbauen von minderalischen Vorkommen bzw. Lagerstätten unter Verwendung eines Bohrgeräts mit einem Bohrstrang großen Durchmessers, der auf der Oberfläche des Bodens bzw. der Erde angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Niederbohren bzw. Nachuntenbohren in die Erde mit Hilfe eines Bohrwerkzeuges, um ein Loch mit einem großen Durchmesser zu bilden, um so Materialvorkommen auf- bzw. auszubrechen, wenn das Bohren vor sich geht;

b) Entfernen der gebrochenen Minderalstücke aus dem gebohrten Loch;

c) Einleiten eines Materialwanderns bzw. einer Materialverschiebung in Teilen von Seitenwänden des gebohrten Loches während der Bohrarbeit;

d) Zurückziehen des Bohrgliedes bzw. Bohrwerkzeuges aus dem gebohrten Loch in einer solchen Weise, daß

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Mineralstücke in dem Loch oberhalb des Bohrgliedes bzw. des Bohrers ausgebohrt werden; und

e) Entfernen solcher Mineralstücke, wenn das Bohrglied bzw. Bohrwerkzeug aus dem gebohrten Loch zurückgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Mineralstücke durch Erzeugen eines Fluidstromes durch das Bohrglied bzw. das Bohrwerkzeug in dem gebohrten Loch zum Austragen der Mineralstücke durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Entfernerns der Mineralstücke das Füllen des gebohrten Loches mit Fluid bzw. Flüssigkeit und des ümwälzens von Fluid bzw. von Flüssigkeit durch das Bohrglied bzw. Bohrwerkzeug des Bohrgeräts und quer über die Schneidfläche des Bohrwerkzeugs des Bohrgeräts umfaßt, wobei der Flüssigkeitsstrom die Mineralstücke mit sich führt, um solche Mineralstücke aus dem gebohrten Loch zu entfernen .

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kriechen bzw. Wandern in Teilen der inneren Wand des gebohrten Loches durch Verringern der Höhe bzw. des Spiegels des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem Bohrloch derart erzeugt wird, daß der Druck in Teilen der Wand des gebohrten Loches der umgebenden Erde außenseitig des gebohrten Loches größer als der statische Fluid- bzw. Flüssigkeitsdruck des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem Loch ist, so daß die Wandteile zum Teil einstürzen.

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—* -ί —

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, cjekennzeichnet durch den Schritt des Stabilisierens des Bohrers bzw. der Bohrschneiden und des Bohrgliedes des Bohrgeräts in dem Bohrloch gegen jede im wesentlichen seitliche Bewegung während der Bohrarbeit .

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit in einer Winkelorientierung zur horizontalen Flächen des Bodens-bzw, der Erde in einem Winkel erfolgt, der kleiner als ein rechter Winkel ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß während eines wesentlichen Teils der Bohrarbeit das gebohrte Loch mit einem Fluid bzw. einer Flüssigkeit gefüllt wird, um die Sicherheit der Bohrarbeit gewährleisten zu helfen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit in einer Winkelorientierurig zur horizontalen Fläche des Bodens ausgeführt wird, bei welcher der Winkel kleiner als ein rechter Winkel ist.

9. Verfahren zum Abbauen von Kohle unter Verwendung eines in umgekehrter Richtung bohrenden Geräts mit einem Bohrwerkzeug für hohe Drehkraft an dem Ende eines Bohrstranges bzw. Bohrgestänges und einer Wasserumwälzvorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bohren in dem Boden von der Bodenoberfläche mit einem Bohrwerkzeug zum Aufbrechen der Kohle;

b) Aufrechterhalten von Wasser in dem gebohrten Loch während der nomalen Bohrarbeit;

c) Umwälzen von Wasser durch den Bohrstrang bzw. das Bohregestänge quer über die Fläche des Bohrwerkzeugs bzw. der Bohrschneide und Ausziehen von Wasser

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aus dem Loch um die Kohlenbruchstücke aus dem gebohrten Loch zu entfernen;

d) Einleiten des Kriechens bzw. Wanderns in Teilen der Wände des gebohrten Loches während des Teilen (Abschnitte) der Dreharbeit um zu bewirken, daß solche Teile zum Teil einstürzen;

e) Zurückziehen der Bohrschneide- bzw. des Bohrwerkzeugs aus dem gebohrten Loch, so daß, wenn das Bohrwerkzeug zurückgezogen ist, weiteres Bohren von Kohle erfolgt; und

f) Entfernen der gebrochenen Kohle, wenn das Bohrwerkzeug aus dem gebohrten Loch zurückgezogen wird..

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit in einer Winkelorientierung zur horizontalen Oberfläche der Erde in einem solchen Winkel erfolgt, der kleiner als ein rechter Winkel ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit bzw. der Bohrbetrieb ein Loch mit einem Durchmesser von wenigstens 1o Fuß (31o cm) und einer Geschwindigskeitsstufe erfolgt, die ausreicht, um 25 to von Kohle je Stunde zu gewinnen .

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Entfernen von Mineralstücken das Füllen des gebohrten Loches mit Fluid bzw. Flüssigkeit sowie Umwälzen des Fluids bzw.

der Flüssigkeit umfaßt, so daß das Fluid bzw. die Flüssigkeit durch den Bohrerstrang bzw. das Bohrgestänge des Bohrgeräts und quer über die Fläche der Bohrschneide bzw. des Bohrers des Bohrgeräts strömt, und

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der Strom von Fluid bzw. Flüssigkeit die Mineralstücke zu ihrer Entfernung aus dem gebohrten Loch mit sich führt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandern bzw. Kriechen oder Verformen in Teilen der Innenwand des gebohrten Loches durch Verringern der Spiegelhöhe bzw. des Niveaus des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem Loch erzeugt wird, so daß ein Druck in Teilen der Wand des gebohrten Loches von der umgebenden Erde außenseitig des gebohrten Loches größer als der statische Fluid- bzw. Flüssigkeitsdruck des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem Loch ist, so daß die Wandteile teilweise eingedrückt werden bzw. einstürzen.

14. Verfahren nach Anspruch 9, 1o, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt der Stabilisierung der Bohrerschneide bzw. des Bohrers und des Bohrstranges bzw. des Bohrgestänges des Bohrgerätes in dem gebohrten Loch gegen jede wesentliche seitliche Bewegung während des Bohrvorganges vorgesehen wird.

15. Bohrsystern zum Abbau von Kohle nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durch Bohren in der Erde von der Oberfläche der Erde aus, Aufbrechen der Kohle und Herausziehen der ausgebrochenen Kohle aus dem gebohrten Loch durch den Umlauf von Fluid bzw. Flüssigkeit durch die Teile des Bohrsystems in dem gebohrten Loch, gekennzeichnet durch:

erste Bohrsehneidemitte1, die am vorderenen Ende des Systems zum Bohren in der Erde angeordnet sind und eine Mehrheit von Bohrern aufweisen;

ein Bohrstrangglied bzw. ein Bohrgestänge zum Anbringen der Bohrmittel an Teilen des Bohrgestänges

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-G-

welches an der Oberfläche der Erde angeordnet ist;

Mittel zum Drehen des Bohrers bzw. der Bohrerschneiden ohne das Bohrstrangglied bzw. das Bohrgestänge zu drehen; und

Stabilisierungsmittel, die mit dem Bohrstrangglied bzw. dem Bohrgestänge nahe der Bohrersehneidenmittel zur Sicherung des Bohrers bzw. der Bohrsehneidenmittel gegoi seitliche Bewegung gekuppelt sind, um die Bohrmittel gegen seitliches Bewegen zu sichern, damit die Bohrschneiden entlang eines Kohlenflözes in der Erde bohren können, welches sich in einer Winkelorientierung gegenüber der Oberfläche der Erde erstreckt.

16. Bohrsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Bohrer bzw. Bohrermittel nahe jedoch oberhalb der ersten Bohrmittel angeordnet sind, damit Kohle gebohrt werden kann, wenn der Bohrerstrang bzw. das Bohrgestänge zurückgezogen und die ersten Bohrmittel von dem gebohrten Loch zurückgezogen werden.

17. Bohrsystern nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß Fluid- bzw. Flüssigkeitsumwälzmittel zum Umwälzen des Fluids bzw. der Flüssigkeit quer über die Bohrerschneiden bzw. die Bohrer und durch den Bohrerstrang bzw. das Bohrgestänge zum Entfernen von Kohlenstücken aus dem gebohrten Loch vorgesehen sind.

18. Bohrsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerstrangteil bzw. das Bohrgestänge eine . Innenkammer und eine Außen- . kammer aufweist und daß die das Fluid bzw. die Flüssigkeit umwälzenden Mittel durch eine der

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Kammern quer über die Oberfläche der Bohrschneiden und zurück durch die andere der Kammern umwälzen.

19. Bohrsystem nach.Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid bzw. die Flüssigkeit umwälzende Mittel Mittel zum Pumpen von Luft in die eine der Kammern/ zum Unterstützen des Umlaufs des ir der Kammer befindlichen. !Fluids bzw. der Flüssigkeit, umfaßt.

20. Bohrsystern nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fluid bzw. die Flüssigkeit umwälzenden Mittel auch das Loch, das gebohrt werden soll, mit Fluid bzw. Flüssigkeit füllen.

21. Bohrsystem nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einleiten eines Kriechens bzw. Wanderns in Teilen der Wände des zu bohrenden Loches vorgesehen sind.

22. Bohrsystern nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einleitung eines Kriechens bzw. Wanderns Mittel zum Senken des Spiegels bzw. der Spiegelhöhe des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem gebohrten Loch umfassen, so daß Druck auf die Wände des gebohrten Loches von der umgebenden Erde größer als der statische Druck des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem gebohrten Loch ist, so daß Teile der Wände einstürzen.

23. Bohrsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fluid bzw. die Flüssigkeit umwälzenden Mittel auch das zu bohrende Loch mit Fluid bzw. Flüssigkeit füllen.

24. Bohrsystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einleiten bzw. Herbeiführen eines Kriechens bzw. Wanderns in Teilen der Wände des gebohrten Loches vorgesehen sind.

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25. Bohrsystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, zur Herbeiführung bzw. Einleitung eines Kriechens bzw. eines Verforinens Mittel zum Senken der Fluid- bzw. Flüssigkeitshöhe bzw. dieses Spiegels in dem gebohrten Loch umfassen, so daß der Druck an den Wänden des gebohrten Loches von der umgebenden Erde größer als der statische Druck in . dem gebohrten Loch ist, so daß Teile der Wände einbrechen bzw. einstürzen.

26. Bohrsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Drehen der Bohr schneiden eiren ins Bohrloch einführbarer bzw. in dieses ver senkbarer Bdhrmotor hoher Drehkraft bzw. mit hohem Drehmoment umfassen.

27. Bohrsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der ins Bohrloch einführbare bzw. versenkbare Motor einen hydraulischen·Antrieb aufweist.

28. Bohrsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bohrsehneidkanten eine angehobene Schneidfläche in Aufwärtsrichtung gegen die Oberfläche des Bodens aufweisen.

29. Verfahren zum Abbauen von Kohle im Bergbau, welcher ein in umgekehrter Richtung bohrendes Gerät mit einer Bohrschneide verwendet, die an dem Ende eines Bohrstranges bzw. Bohrgestänges angebracht und eine Vorrichtung zum Umwälzen von Wasser aufweist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Bohren in den Boden von der Oberfläche des Bodens aus in einer Richtung, die sich entlang eines Kohlenflözes erstreckt, mit dem Bohrer bzw. den Bohrschneiden zum Brechen der Kohle;

b) Entfernen bzw. Herausnehmen der gebrochenen Kohle aus dem gebohrten Loch während der Bohrarbeit;

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c) Herbeiführen bzw. Einleiten eines Kriechens oder Wanderns bzw. Einstürzens von Teilen der Wände des gebohrten Loches während Teilen bzw. Abschnitten der Bohrarbeit, um zu bewirken, daß solche Teile der Wände teilweise einstürzen;

d) Zurückziehen der Bohrerschneiden bzw. des Bohrers aus dem gebohrten Loch;

e) Weiterbohren in dem Loch, wenn die Bohrschneide zurückgezogen wird;

f) Entfernen der gebrochenen Kohlen, wenn der Bohrer aus dem gebohrten Loch zurückgezogen wird;

g) Verstopfen des gebohrten Loches mit im Abstand befindlichen Beton und Abfallmaterial bzw. Bergeversatz ο.dgl. von der Bohrarbeit, nachdem der Bohrer bzw. die Bohrerschneiden zurückgezogen sind; und

g) Beginn des Bohrens eines neuen Loches, das . sich in einer Richtung entlang des Kohlenflözes erstreckt.

3o. Bohrverfahren zum Abbauen von Kohle von Anspruch 29., dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Satz von Löchern zuerst gebohrt und mit Betonstopfen und Versatzmaterial bzw. Abfallmaterial verschlossen wird, und daß dann ein zweiter Satz von Löchern so gebohrt wird, daß die Löcher in die Löcher des ersten Satzes der gebohrten Löcher eingestreut sind, und daß solche Löcher so gebohrt sind, daß der Abstand zwischen dem Mittelpunkt benachbarter Löcher ungefähr 125% des Durchmessers eines gebohrten Loches beträgt.

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- 1ο -

31. Verfahren zum Abbauen von bergbaulichen Lagerstätten unter Verwendung eines Bohrgeräts mit folgenden Teilen:

eine erste Bohrvorrichtung, die an dem Vorwärtsende des Systems zum Bohren in die Erde angeordnet ist und eine Mehrheit von Bohrschneiden aufweist;

ein Bohrstrangglied bzw. ein Bohrgestänge zum Anbringen der Bohrvorrichtung an Teilen des Bohrsystems, welches an der Oberfläche der Erde angeordnet ist;

eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Bohrschneiden ohne Drehen des Bohrgestänges;

eine zweite Bohrvorrichtung in der Nähe jedoch oberhalb der ersten Bohrvorrichtung zur Ermöglichung des Bohrens von Kohle, wenn das Bohrstrangglied bzw. Bohrgestänge und die erste Bohrvorrichtung von einem gebohrten Loch zurückgezogen wird; und

eine Stabilisierurigsvorrichtung, die an das Bohrgestänge bzw. Bohrstrangglied nahe der Bohrvorrichtung zur Sicherung der Bohrvorrichtung gegen seitliches Verschieben angeschlossen ist, um es zu ermöglichen, daß die Bohrschneiden längs eines Kohlenflözes in der Erde bohren, welches sich in einer Winkelorientierung gegenüber der Oberfläche der Erde erstreckt; wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

a) es wird nach unten in die Erde mit der ersten Bohrvorrichtung gebohrt/ um ein Loch mit einem großen Durchmesser zu bilden, um so die Mineralstätte bzw. Mineraläblagerungen aufzubrechen, wenn das Bohren vor sich geht;

GGF; 130064/0874

b) es werden die erste Bohrvorrichtung gegen seitliche Bewegung während der Bohrarbeit stabilisiert;

c) die ausgebrochenen Mineralstücke werden aus dem gebohrten Loch entfernt;

d) es wird in Teile der Seitenwände des ausgebohrten Loches während der Bohrarbeit ein Kriechvorgang bzw. Wandervorgang eingeleitet;

e) die erste Bohrvorrichtung und das Bohrstrangglied bzw. das Bohrgestänge werden aus dem gebohrten Loch zurückgezogen und"wird mit der zweiten Bohrvorrichtung Mineralstücke und irgendwelche Mineralstücke in dem Loch oberhalb der zweiten Bohrvorrichtung ausgebohrt; und

f) die Mineralstücke werden entfernt, wenn das Bohrglied bzw. Bohrgestänge aus dem gebohrten Loch zurückgezogen wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrsystem eine Fluid-.bzw. · Flüssigkeitumwälzvorrichtung umfaßt und daß der Schritt des Entfernens der Mineralstücke mit Hilfe des Fluids bzw. Flüssigkeitsstromes durchgeführt wird, der durch das Bohrglied bzw. das Bohrgestänge von der Umwälzvorrichtung in dem gebohrten Loch zum Mitführen der Mineralstücke nach außen erzeugt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Entfernens der Mineralstücke das Füllen des gebohrten Loches mit Fluid bzw. Flüssigkeit und Umwälzen der Flüssigkeit bzw. des Fluids durch das Bohrgestänge des Bohrsystems und quer über die Schneidfläche der Bohrsehneidenvorrichtung des Bohrsystems umfaßt, wobei der Strom

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des Fluids bzw. der Flüssigkeit die Mineralstücke zur Entfernung solcher Stücke aus dem gebohrten Loch mitführt.'

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Kriechbewegung bzw. die Wanderbewegung der inneren Wand des gebohrten Loches durch Senken der Spiegelhöhe bzw. der Höhe des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem Loch erzeugt wird, so das der Druck auf Teile der Wand des gebohrten Loches von der umgebenden Erde außenseitig des gebohrten Loches größer als der statische Flüssigkeitsdruck des Fluids bzw. der Flüssigkeit in dem Loch ist, so daß solche Wandteile teilweise einstürzen.

35. Verfahren nach Anspruch 31, 32, 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit in einer Winkelorientierung gegenüber der horizontalen Oberfläche der Erde mit einem Winkel ausgeführt wird, der kleiner als ein rechter Winkel ist.

36. Verfahren nach Anspruch 31, 32, 33 oder

34, dadurch gekennzeichnet, daß während eines wesentlichen Teils bzw. Abschnitts der Bohrarbeit das gebohrte Loch mit Fluid oder Flüssigkeit gefüllt wird, um die Sicherheit der Bohrarbeit gewährleisten zu helfen.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit bei einer Winkelorientierung gegen die horizontale Oberfläche der Erde in einem Winkel von weniger als ein rechter Winkel ausgeführt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit ein Loch mit einem Durchmesser von über 1o Fuß (3oo cm) in einer hinreichenden Vordringstufe bohrt, um 25 to von Kohle je Stunde zu gewinnen.

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39. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung zum Drehen der Bohrschneiden bzw. des Bohrers ein in das Bohrloch einführbarer bzw. ins Bohrloch versenkbarer Bohrmotor mit einem großen Drehmoment ist und außerdem den Schritt des hydraulischen Antriebs des einführbaren bzw. versenkbaren Motors umfaßt.

40. Verfahren nach Anspruch 31, bei welchem ein erster Satz von Bohrungen zuerst gebohrt und mit Betonstopfen und Bergeversatz bzw. Abfallmaterial zugestopft wird und danach ein zweiter Satz von Löchern so gebohrt wird, daß diese mit den Löchern des ersten Satzes der gebohrten Löcher gestreut sind, wobei solche Löcher so gebohrt sind, daß der Abstand zwischen den Mittellinien von benachbarten Löchern ungefähr 125% des Druchmessers von jedem gebohrten Loch beträgt.

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