DE3426992C2 - Borehole probing device - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Bohrlochsondieren und damit zur Überwachung gebirgsschlaggefährdeter Bereiche im Steinkohlebergbau mit einem mindestens die Länge eines Bohrloches aber einen geringeren Durchmesser aufweisenden Sondierstab und einem in das vordere Teilstück des Bohrloches eingeführten, mit der Bohrlochwandung kraftschlüssig verbundenen, als Standrohr ausgebildetem Rohrstück.The invention relates to a device for borehole probing and thus for monitoring rockfall threats Areas in coal mining with at least the length of a borehole but one smaller diameter probing rod and one introduced into the front section of the borehole, with the borehole wall non-positively connected, designed as a standpipe piece of pipe.
Bohrlochsondierungen werden im untertägigen Steinkohlenbergbau zur Überprüfung und zur Überwachung der Stabilität der bergmännisch aufgefahrenen Hohlräume eingesetzt Mit ihrer Hilfe werden die Veränderungen in den Bohrlöchern überwacht, um so gewisse Aussagen über den Zustand des Gebirges und damit der Gebirgsschlaggefahr abgeben zu können. Es wird bei der Bohrlochsondierung zwischen der Einfachsondierung, bei der ein Plastikrohr in das Bohrloch geschoben und in festgelegten Abständen auf Beweglichkeit kontrolliert wird und der Bohrlochsondierung mit festliegendem Sondierstab unterschieden, bei derBorehole soundings are used in underground hard coal mining for checking and monitoring the stability of the mined cavities used. With their help, the changes monitored in the boreholes to make certain statements about the state of the mountains and so that the risk of rockfalls can be given up. In borehole probing, a distinction is made between single probing, in which a plastic pipe is pushed into the borehole and at fixed intervals for mobility is controlled and a distinction is made between borehole probing with a fixed probe rod in which
ίο das Plastikrohr im Bohrlochtiefsten festgelegt wird und über ein dem Festlegungspunkt zugeordnetes Drehgelenk drehbeweglich bleibtίο the plastic pipe is fixed in the deepest part of the borehole and remains rotatable via a swivel joint assigned to the fixing point
Bei der Überwachung des Kohlenstoßes mit dem Einfachsondieren, wie es in der DE-AS 24 02 058 beschrieben ist ist es in der Praxis zu Unregelmäßigkeiten gekommen, weil durch das Hin- und Herfahren im Bohrloch das Bohrloch sich frühzeitig mit Haufwerk verfüllt hatte oder weil der Sondierstab aus irgendwelchen Gründen durch Abschneiden gekürzt war. Auch gibt eine solche Meßeinrichtung, die eine Längeneinteilung auf dem Sondierstab aber keinen entsprechenden Fixpunkt aufweist, keine eindeutigen Ergebnisse wieder.When monitoring the coal face with single probing, as described in DE-AS 24 02 058 there have been irregularities in practice because of the back and forth movement in the borehole the borehole was filled with debris at an early stage or because the probing rod came out of some Reasons was shortened by cutting off. There is also such a measuring device, which has a length graduation but does not have a corresponding fixed point on the probing rod, no clear results again.
Die DE-CS 31 28 940 beschreibt unter anderem eine Prüfeinrichtung zum Bohrlochsondieren, die aus einem mit einem mindestens die Tiefe des Bohrlochs aufweisenden Rohr korrespondierenden und im Bchrlochtiefsten festlegbaren Paßstück und in das Rohr einführbaren Sondierstäben besteht, wobei die Drehverbindung in einem Abstand zur Verbindung des Paßstückes mit dem Rohr in Richtung Bohrlochmund angeordnet ist. Eine solche Prüfeinrichtung erlaubt zunächst durch Drehung die Feststellung, ob Druckbewegungen stattgefunden haben. Weiterhin erlaubt das Rohr mit Hilfe des Flansches am Standrohr eine Längenmessung. Es handelt sich jedoch um eine aufwendige und somit teure Vorrichtung, die nicht wiedergewinnbar ausgebildet ist. Die Wiedergewinnbarkeit spielt insofern ein wichtige Rolle, als heutzutage eine erhebliche Anzahl Testbohrlöcher hergestellt und zu ständigen Messungen herangezogen werden.DE-CS 31 28 940 describes, among other things, a test device for borehole probing, which consists of a with a tube corresponding to at least the depth of the borehole and deepest in the hole fixable adapter and insertable probing rods into the pipe, the rotary joint is arranged at a distance from the connection of the fitting with the pipe in the direction of the borehole mouth. Such a test device initially allows it to be determined by rotation whether pressure movements have taken place to have. Furthermore, the pipe allows a length measurement with the help of the flange on the standpipe. It however, it is a complex and therefore expensive device which is not designed to be recoverable. Recoverability is important in that there are significant numbers of test wells today can be made and used for constant measurements.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, deren Sondierstab in Längsrichtung des Bohrloches festlegbar, dennoch drehbar und grundsätzlich wiedergewinnbar ist.In contrast, the invention is based on the object of creating a device whose probing rod can be fixed in the longitudinal direction of the borehole, yet rotatable and basically recoverable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sondierstab gegenüber dem Standrohr mit dem
Querschnitt des Durchgangs des Standrohres überragenden Arretierungskörpern versehen ist.
Durch das kraftschlüssig mit der Bohrlochwandung verbundene Standrohr wird nun das Sondierrohr in das
Bohrloch geschoben und dann gegen das Standrohr so gesichert, daß es unbeabsichtigt nicht mehr daraus entfernt
werden kann. Dies wird durch die Arretierungskörper bzw. einer entsprechenden Ausbildung des
Durchganges erreicht. Diese Fixierung im Bohrloch läßt sowohl eine Drehbewegung wie auch eine geringe
Längsbewegung des Sondierstabes im Bohrloch zu. Gleichzeitig dient das festgelegte Standrohr vorteilhaft
als Festpunkt für Längenmessungen, da es aus dem Bohrloch mit einem bestimmten Betrag herausragt. Zur
Rückgewinnung des Sondierstabes nach Abschluß der Messungen ist es lediglich notwendig, die Wirkung der
Arretierungskörper bzw. Blockiereinrichtung aufzuheben, um den Sondierstab zurückzugewinnen und für
weitere Einsatzfälle zur Verfügung zu haben.According to the invention, this object is achieved in that the probing rod is provided with locking bodies protruding from the standpipe with the cross section of the passage of the standpipe.
The probe tube is now pushed into the borehole through the standpipe connected to the wall of the borehole and then secured against the standpipe in such a way that it can no longer be unintentionally removed therefrom. This is achieved by the locking body or a corresponding design of the passage. This fixation in the borehole allows both a rotary movement and a slight longitudinal movement of the probing rod in the borehole. At the same time, the fixed standpipe advantageously serves as a fixed point for length measurements, since it protrudes from the borehole by a certain amount. To recover the probing rod after the measurements have been completed, it is only necessary to cancel the action of the locking body or blocking device in order to recover the probing rod and make it available for further applications.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung weisen der Sondierstab auf dem Außenmantel rillenförmige Arretierungskörper und das Standrohr in Rieh-According to an expedient embodiment of the invention, the probing rod have groove-shaped on the outer jacket Locking body and the standpipe in Rieh-
tung Bohrlochtiefstes und Sondierstab vorstehende Spreizlippen auf. Arretierungskörper und Spreizlippen wirken so, daß der Sondierstab nur einen begrenzten Weg in Längsrichtung des Bohrloches bewegt werden kann, während er in Umfangsrichtung beliebig drehbar ist Durch Aufhebung der Wirkung der Spreizlippen kann dann der Sondierstab einfach zurückgewonnen werden.The deepest of the borehole and the probing rod have protruding spreading lips. Locking body and spreading lips act so that the probing rod can only be moved a limited distance in the longitudinal direction of the borehole can, while it is freely rotatable in the circumferential direction By canceling the effect of the spreading lips the probe can then simply be recovered.
Eine wirksam kraftschlüssige Verbindung zwischen Bohrlochwandung und dem Standrohr kann vorteilhaft dann erreicht werden, wenn das Standrohr in eine erweiterte Standrohrbohrung eingeschoben ist Das Standrohr weist damit einen größeren Durchmesser als das durchgehende Bohrloch auf, kann somit vorteilhaft auch einen entsprechend dicker bemessenen Sondierstab sicher aufnehmen und in der Endstellung fixierend wirken. Durch die erweiterte Standrohrbohrung ist es darüber hinaus leichter möglich, das Standrohr sicher festzulegen, weil diese Bohrung erst kurz ve dem Einführen des Standrohres eingebracht wird, also einwandfrei stehende Wandungen aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, zwischen Bohrlochwandung und Standrohr eine zwischen endseitig angeordneten Dichtungsringen eingebrachte Füllung vorzusehen. Damit ist eine genaue Fixierung des Standrohres in der Standrohrbohrung zu erreichen.An effective non-positive connection between the borehole wall and the standpipe can be advantageous can only be achieved when the standpipe is pushed into an enlarged standpipe bore Standpipe thus has a larger diameter than the continuous borehole and can thus be advantageous also securely pick up a correspondingly thick probing rod and fix it in the end position works. The extended standpipe hole also makes it easier to secure the standpipe to be determined because this hole is only introduced shortly ve the insertion of the standpipe, so it is flawless has standing walls. It is advantageous to have one between the borehole wall and the standpipe to provide filling introduced between sealing rings arranged at the ends. So that's an accurate one To achieve fixation of the standpipe in the standpipe hole.
Eine andere Möglichkeit, das Standrohr im Bohrloch zu fixieren, ist die, das Standrohr in Richtung Bohrlochtiefstes konisch zulaufend auszubilden. Dabei wird das Standrohr mit Hammerschlägen oder anderen geeigneten Maßnahmen in das Bohrloch so weit wie notwendig eingetrieben, wobei ein bestimmtes Maß immer über den Bohrlochmund vorsteht.Another possibility to fix the standpipe in the borehole is to place the standpipe in the direction of the deepest part of the borehole to be conically tapered. The standpipe is blown with a hammer or other suitable means Measures driven into the borehole as far as necessary, always above a certain level the borehole mouth protrudes.
Die Aufhebung der Arretierung des Sondierstabes erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß die Spreizlippen entriegelbar ausgebildet sind. Dabei kann mit einer geeigneten Einrichtung durch das Standrohr hindurch auf die Spreizlippen so eingewirkt werden, daß diese entweder an den Sondierstab herangepreßt und somit unwirksam werden oder von diesem abgehalten werden, so daß der Sondierstab sie passieren kann, ohne daß die Arretierungskörper wirksam werden.The release of the locking of the probing rod is expediently carried out in that the expanding lips are formed unlockable. It can be done with a suitable device through the standpipe are acted on the spreading lips so that they are either pressed against the probing rod and thus become ineffective or be prevented from this so that the probing rod can pass them without the locking body become effective.
Das Standrohr kann vorteilhaft als Festpunkt für Längenmessungen verwendet werden und auch zur Überwachung des Kohlenstoßes, wenn dem Sondierstab eine Maßeinteilung zugeordnet ist.The standpipe can advantageously be used as a fixed point for length measurements are used and also for monitoring the coal face, if the probing rod a Graduation is assigned.
Eine andere Ausbildung des im Bohrloch festlegbaren Sondierstabes ist die, bei der die Wandung des Sondierstabes im Bereich des Standrohres und im nach Außen vorstehenden Teil verdünnt oder versetzt ausgebildet ist und daß der Durchgang im Standrohr einen unter dem des übrigen Sondierstabes liegenden Durchmesser aufweist, wobei das Standrohr lösbar im Bohrloch festlegbar ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, da£ nicht nur der Sondierstab rückgewinnbar ist, sondern gleichzeitig auch das Standrohr, so daß die gesamte Vorrichtung für mehrere Einsätze verwendbar ist.Another embodiment of the probing rod that can be fixed in the borehole is that in which the wall of the probing rod thinned or offset in the area of the standpipe and in the outwardly protruding part and that the passage in the standpipe has a diameter below that of the rest of the probing rod having, wherein the standpipe is releasably fixable in the borehole. This training has the advantage that £ doesn't only the probing rod is recoverable, but also the standpipe at the same time, so that the entire device can be used for multiple uses.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, daß der Sondierstab im Bereich des Standrohres eine außen aufsitzende Verdickung und der Durchgang des Standrohres im aus dem Bohrloch herausragenden Teil einen den Durchgang verengenden Haltebund aufweist. Hier kann der Sondierstab leicht im Bohrloch gedreht und damit dessen Zustand gut überwacht werden, wo bei Zurückgewinnung der Haltebund durch Absägen oder ähnliche Maßnahmen entfernt werden muß, um den Sondierstab mit der Verdickung herausziehen zu können.Another embodiment provides that the probing rod in the area of the standpipe is seated on the outside Thickening and the passage of the standpipe in the part protruding from the borehole form the passage has narrowing retaining collar. Here the probing rod can easily be rotated in the borehole and thus its Condition can be well monitored, where when recovering the retaining collar by sawing or similar Measures must be removed in order to pull out the probing rod with the thickening can.
Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß eine einfache Fixierung des Sondierstabes im Bohrloch geschaffen ist, die bei Bedarf wieder aufgehoben werden kann, so daß die gesamte Vorrichtung, zumindest aber der Sondierstab zurückgewonnen werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß damit eine einfache und sehr sichere Beobachtung des Gebirgsdruckes in den Kohlenstößen gewährleistet istThe technical progress of the invention can be seen in particular in the fact that a simple fixation of the Probe rod is created in the borehole, which can be lifted again if necessary, so that the entire Device, but at least the probe rod can be recovered. It is particularly advantageous that with it a simple and very reliable observation of the rock pressure in the coal collisions is guaranteed
Die Erfindung wird nachfolgend der Figuren weiter beschrieben. Dabei zeigtThe invention is further described below with reference to the figures. It shows
F i g. 1 einen Längsschnitt mit einer in ein Bohrloch eingeführten Vorrichtung,F i g. 1 shows a longitudinal section with a device inserted into a borehole,
F i g. 2 einen Querschnitt im Bereich des Standrohres,F i g. 2 a cross section in the area of the standpipe,
F i g. 3 einen Längsschnitt im Bereich des Standrohres mit einer zweiten Ausbildung des Standrohres,F i g. 3 a longitudinal section in the area of the standpipe with a second design of the standpipe,
F i g. 4 eine dritte Ausbildung des Standrohres,F i g. 4 a third design of the standpipe,
F i g. 5 eine vierte Ausbildung des Standrohres,F i g. 5 a fourth design of the standpipe,
Fig. 6 eine Lösevorrichtung für die Spreizlippen nach F i g. 1 in Seitenansicht,6 shows a release device for the spreading lips according to FIG. 1 in side view,
F i g. 7 die Lösevorrichtung in Vorkopfansicht vor Eingriff und Fixierung, undF i g. 7 shows the release device in front view before engagement and fixation, and
F i g. 8 die Lösevorrichtung im Einsatz in Vorkopfansicht. F i g. 8 the release device in use in a front view of the head.
F i g. 1 zeigt eine in den Kohlenstoß 1 eingetriebene Testbohrung. Das hierfür hergestellte Bohrloch 2 kann neben den Testbohrungen für die Sondierung nur dann benutzt werden, wenn der Bohrkleinanfall und andere Anzeichen vorgegebene Kriterien nicht überschreiten. Werden diese vorgegebenen Kriterien nicht überschritten, so wird wie F i g. 1 zeigt das Bohrloch auf ca. 1 Meter mit einer größeren Bohrkrone so erweitert, daß eine Standrohrbohrung 3 entsteht. In diese Standrohrbohrung 3 wird dann das Standrohr 4 eingeschoben und kraftschlüssig mit der Bohrlochwandung 7 verbunden. Durch dieses Standrohr 4 wird der Sondierstab 5 in das Bohrloch 2 geschoben und zwar durch den Durchgang 6 des Standrohres 4 hindurch.F i g. 1 shows a test borehole driven into the coal face 1. The borehole 2 produced for this purpose can only be used for the exploration in addition to the test boreholes if the cuttings and other signs do not exceed predetermined criteria. If these specified criteria are not exceeded, then as shown in FIG. 1 shows the borehole expanded to about 1 meter with a larger drill bit so that a standpipe bore 3 is created. The standpipe 4 is then pushed into this standpipe bore 3 and connected to the borehole wall 7 with a force fit. The probe rod 5 is pushed through this standpipe 4 into the borehole 2, specifically through the passage 6 of the standpipe 4.
Auf dem Umfang des Sondierstabes 5 sind Arretierungskörper 8 ausgebildet, die zusammen mit den in Richtung Bohrlochtiefstes 9 und Sondierstab 5 vorstehenden Spreizlippen 11 so korrespondieren, daß der Sondierstab 5 nach dem Durchführen der Arretierungskörper 8 über die Spreizlippen 11 hinaus festgelegt ist. Die Wandung 10 des Sondierstabes 5 ist durchgehend gleich, so daß nach aufgetretenem Druck und Festsetzen des Sondierstabes im Bohrloch durch ihn hindurch zusätzliche Überprüfungs- und Überwachungsmaßnahmen vorgenommen werden können.On the circumference of the probing rod 5 locking bodies 8 are formed, which together with the in Direction borehole deepest 9 and probing rod 5 protruding spreading lips 11 correspond so that the Probing rod 5 is fixed after the locking body 8 has been passed through the expanding lips 11. The wall 10 of the probing rod 5 is the same throughout, so that after pressure and seizure has occurred the probing rod in the borehole through it additional checking and monitoring measures can be made.
Endseitig ist dem Sondierstab 5 eine Maßeinteilung 12 zugeordnet, über die sowohl der Einführweg wie auch andere Daten überwacht und ermittelt werden können.At the end of the probing rod 5 is assigned a scale 12 over which both the insertion path and other data can also be monitored and determined.
Die über die Arretierungskörper 8 und die Spreizlippen 11 erreichte Fixierung des Sondierstabes 5 im Bohrloch 2 läßt sowohl Drehbewegungen wie auch geringe Längsbewegungen im Bohrloch zu. Das Standrohr 4 ragt, wie Fig. 1 zeigt, um ein bestimmtes Maß aus dem Bohrloch 2 hervor.The fixing of the probing rod 5 in the borehole achieved via the locking body 8 and the expanding lips 11 2 allows both rotary movements and small longitudinal movements in the borehole. The standpipe 4 protrudes, as FIG. 1 shows, from the borehole 2 to a certain extent.
F i g. 2 zeigt einen Schnitt im Bereich des Standrohres 4, wobei hier zusätzlich das Standrohr 4 in der Standrohrbohrung 3 festgelegt ist und zwar in der aus F i g. 3 ersichtlichen Art und Weise. Hierzu sind endseitig des Standrohres 4 Dichtungsringe 15, 16 auf den Außenmantel des Standrohres 4 aufgebracht, zwischen die dann eine Füllung 17 mit Hilfe der Rohrzuführung 18 eingedrückt werden kann. Dadurch ist eine genaue Fixierung des Standrohres 4 gegeben.F i g. 2 shows a section in the area of the standpipe 4, with the standpipe 4 additionally in the standpipe bore 3 is set, namely in the from F i g. 3 obvious way. For this purpose, the end of the Standpipe 4 sealing rings 15, 16 applied to the outer jacket of the standpipe 4, between the then a filling 17 can be pressed in with the aid of the pipe feed 18. This ensures an exact fixation of the standpipe 4 given.
Fig.4 zeigt eine Ausbildung der Erfindung, bei der der Sondierstab 5 im vorderen Teil verdünnt ist hzw.Fig.4 shows an embodiment of the invention in which the probe rod 5 is thinned in the front part hzw.
einen geringeren Durchmesser aufweist. Auf diese Weise kann der Durchmesser des Durchganges 6 ebenfalls verringert werden, so daß nach dem Einführen von Standrohr 4 und Sondierstab 5 in das Bohrloch 2 der Sondierstab 5 im Bohrloch 2 wirksam festgelegt ist. s Hierfür sorgt die Versetzung 19, die ein Rückführen des Sondierstabes 5 nicht zuläßt, ohne daß gleichzeitig auch das Standrohr 4 mit aus dem Bohrloch heraus entfernt wird. Letzteres ist möglich, beispielsweise mit geeigneten Mitteln, indem das aus dem Bohrloch 2 vorstehende Teil des Standrohres 4 erfaßt und dann herausgedreht oder herausgezogen wird.has a smaller diameter. In this way, the diameter of the passage 6 can also be reduced, so that after the introduction of the standpipe 4 and probe rod 5 in the borehole 2 of Probing rod 5 is effectively set in borehole 2. This is ensured by the offset 19, which enables the Probing rod 5 does not allow the standpipe 4 to be removed from the borehole at the same time will. The latter is possible, for example by suitable means, in that the protruding from the borehole 2 Part of the standpipe 4 is detected and then screwed out or pulled out.
Eine weitere Ausbildung, die in F i g. 5 wiedergegeben ist, zeigt ein rohrförmig ausgebildetes Standrohr 4, das auf dem Außenmantel Widerhaken 22 hat und damit im Bohrloch festgelegt werden kann. Endseitig des Standrohres 4 ist ein Haltebund 21 vorgesehen, über den die Bewegung des Sondierstabes 5 in Längsrichtung des Bohrloches 2 unterbunden ist, weil dieser in diesem Bereich eine Verdickung 20 trägt. Die Verdickung 20 verhindert somit das Herausziehen des Sondierstabes aus dem Bohrloch 2, was nur möglich ist, wenn vorher der Haltebund 21 entfernt, beispielsweise abgesägt ist Hierzu kann er von vornherein mit Sollbruchstellen versehen werden, um sein bewußtes Entfernen zu erleichtern. Another training that is shown in FIG. 5 is shown, shows a tubular standpipe 4, which has barbs 22 on the outer jacket and can thus be fixed in the borehole. End of the Standpipe 4, a retaining collar 21 is provided over which the movement of the probing rod 5 in the longitudinal direction of the borehole 2 is prevented because it has a thickening 20 in this area. The thickening 20 thus prevents the probe rod from being pulled out of the borehole 2, which is only possible if beforehand the retaining collar 21 is removed, for example sawed off. For this purpose, it can be provided with predetermined breaking points from the outset to facilitate its deliberate removal.
Die F i g. 6, 7 und 8 zeigen eine Lösevorrichtung, mit der die Wirkung der Spreizlippen 11 bei der Ausbildung nach F i g. 1 aufgehoben werden kann. F i g. 6 zeigt die gesamte Lösevorrichtung in Seitenansicht, wobei diese aus dem Rohrstück 24 mit angesetzten Haltegriffen 23 und den vorkragend ausgebildeten beiden Laschen 25 besteht Diese Laschen 25 tragen endseitig Zungenstükke 26, mit deren Hilfe die Spreiziippen 11, wie in F i g. 8 dargestellt, die Spreizlippen durch die Zungenstücke an den Sondierstab 5 gepreßt sind, so daß der Sondierstab aus dem Bohrloch 2 herausgezogen werden kann.The F i g. 6, 7 and 8 show a release device with which the action of the spreading lips 11 during the training according to FIG. 1 can be repealed. F i g. 6 shows the entire release device in side view, this from the pipe section 24 with attached handles 23 and the two protruding tabs 25 These tabs 25 have tongue pieces 26 at their ends, with the aid of which the expanding ribs 11, as in FIG. 8th shown, the expansion lips are pressed by the tongue pieces on the probing rod 5, so that the probing rod can be pulled out of the borehole 2.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: RAG AG, 45128 ESSEN, DE BERGWERKSVERBAND GMBH, 453 |