DE4037921C2

DE4037921C2 - Process for removing rock obstacles in shallow bores, earth slots, construction pits and similar structures

Info

Publication number: DE4037921C2
Application number: DE19904037921
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Christoph
Original assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Current assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AKTIENGESELLSCHAFT (LAUBAG),
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2010-11-27
Also published as: DE4037921A1

Description

Die Erfindung wird vorrangig im Bereich des Bergbaus und des Bauwesens eingesetzt. Sowohl beim Niederbringen von Bohrungen und beim Auffahren von Erdschlitzen im Bergbau als auch bei Arbeiten im Tiefbau und Spezial tiefbau stellt die Hindernisbeseitigung ein besonderes Problem dar. Hinder nisse im Sinne der Erfindung sind Gesteinsbrocken und -einschlüsse, die mit den üblichen Werkzeugen nicht ohne weiteres beseitigt werden können und demzufolge den Fortgang der Arbeiten unmöglich machen. Es gibt nun ver schiedene Möglichkeiten, die in der Praxis zur Hindernisbeseitigung angewen det werden.The invention is primarily in the field of mining and construction used. Both when drilling holes and when driving up of earth slots in mining as well as work in civil engineering and special Civil engineering is a particular problem when it comes to removing obstacles Nisse in the sense of the invention are rocks and inclusions that are associated with the usual tools can not be easily removed and consequently make the progress of the work impossible. There are now ver various options that are used in practice to remove obstacles be det.

Kleinere im Durchmesser unter dem Bohrlochdurchmesser bzw. der Schlitz breite liegende Gesteinshindernisse werden mittels Steinfangrohren, Greifern und ähnlichen Fangwerkzeugen und -vorrichtungen geborgen.Smaller in diameter under the borehole diameter or the slot broad stone obstacles are removed using stone traps, grabs and similar safety tools and devices.

Bei im Durchmesser größeren Hindernissen müssen diese zuerst zerstört wer den, um dann auf die oben genannte Art und Weise beseitigt zu werden. Bekannt nach dem Stand der Technik sind beispielsweise Bohrwerkzeuge aus der Festgesteinsbohrtechnik wie Rollenmeißel, Diamantwerkzeuge, Innenloch bohrhämmer usw. Damit wird selbstverständlich der Bohrfortschritt erheblich reduziert. Unter bestimmten Bedingungen, wie beispielsweise beim Auffahren von Dichtungswänden, werden sogar Taucher zur Beseitigung von Gesteins hindernissen eingesetzt.In the case of larger obstacles, they must first be destroyed to then be disposed of in the manner mentioned above. For example, drilling tools are known from the prior art of rock drilling technology such as roller chisels, diamond tools, inner hole rotary hammers, etc. Of course, the drilling progress is significant reduced. Under certain conditions, such as when driving up of sealing walls, even divers are used to remove rocks obstacles.

Bekannt zur Zerstörung von Steinhindernissen in Boh rungen und Erdschlitzen ist auch der Einsatz üblicher, zur Verwendung unter Wasser geeigneter Sprengstoffe im Aufleger-Sprengverfahren als Brunnen patronen oder Bohrlochtorpedos, deren ungerichtete allseitige Wirkung jedoch sehr stark die Bohrung bzw. den Erdschlitz gefährdet. Weiterhin ist der Einsatz gerichteter Ladungen, sogenannter Hohlladungen, zur Zerstörung von Gestein sowohl auf der Erdoberfläche als auch unter Wasser bekannt. Die Patentschrift DD 2 80 167 A1 beinhaltet ein Verfahren zur Zerstörung freiliegender Steine im Tagebau mittels gerichteter Sprengladungen aus überwiegend nicht gelati nösen ANO-Sprengstoffen. Die Sprengladungen werden jeweils als Einzel ladung, entsprechend dem zu zerstörenden Stein dimensioniert. Ein Einsatz unter Wasser ist nicht vorgesehen. Der vorgeschlagene ANO-Sprengstoff ist dafür auch wenig geeignet. Known for destroying stone obstacles in Boh stanchions and earth slots is also more common, for use below Water-suitable explosives in the demolition blasting process as wells cartridges or downhole torpedoes, but their omnidirectional all-round effect very seriously endangers the drilling or the earth slot. The stake continues Directed charges, so-called shaped charges, for the destruction of rock known both on the surface of the earth and under water. The patent specification DD 2 80 167 A1 contains a method for destroying exposed stones in the open-cast mine using directional explosive charges from predominantly not gelati ANO explosives. The explosive charges are each individually charge, dimensioned according to the stone to be destroyed. A stake under water is not provided. The proposed ANO explosive is not very suitable for that.

In der Patentschrift DE 23 34 573 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gräben im Festgestein auf dem Meeresboden unter Verwendung von in Beton eingeschlossenen geformten Ladungen beschrieben. Als wesentliche Voraus setzung zur Anwendung des Verfahrens wird die Kenntnis über die Gesteins beschaffenheit und die geometrischen Abmessungen des notwendigen Wir kungsbereichs/Grabenquerschnitts gefordert. Diese Voraussetzungen sind jedoch bei Antreffen eines nach Größe und Beschaffenheit unbekannten Stein hindernisses in Bohrungen und Erdschlitzen nicht gegeben. Dem Erfordernis der Schonung der Bohrloch- bzw. der Wände des Erdschlitzes im Locker gestein wird mit der Ladungsausbildung und der Gestaltung der Ladungstrag vorrichtungen nicht entsprochen.In the patent DE 23 34 573 C2 a method for the production of Trenches in bedrock on the seabed using concrete trapped molded charges described. As an essential advance Knowledge of the rock is used to apply the method quality and the geometric dimensions of the necessary We area / trench cross-section required. These are prerequisites however, when encountering a stone unknown in size and nature There are no obstacles in bores and earth slots. The requirement the protection of the borehole or the walls of the earth slot in the loose rocks become with the charge formation and the design of the load carrying devices not met.

Die DD 2 34 589 beinhaltet ebenfalls ein Auflegersprengverfahren zum Zer stören freiliegender einzelner Steinhindernisse. Das Verfahren ist für einen Unterwassereinsatz nicht geeignet. Es sind auch keine Ladungsformen mit gerichteter Wirkung als Hohlladung vorgesehen.DD 2 34 589 also includes a lay-up blasting process for the Zer disrupt exposed individual stone obstacles. The procedure is for one Not suitable for underwater use. There are also no charge forms with directed effect provided as a shaped charge.

In EP 00 69 817 A2 ist ein Verfahren mit Verwendung von Sprengstoff zur Zerstörung von Gestein beschrieben. Dieses Verfahren ist aber bei Spren gungen in mit Spülung/Wasser gefüllten Bohrungen oder Erdschlitzen nicht anwendbar.EP 00 69 817 A2 describes a method using explosives for Destruction of rock described. However, this procedure is with Spren not in bores or earth slots filled with flushing / water applicable.

So müssen trotz der genannten Möglichkeiten in der Praxis oftmals Bohrungen aufgegeben werden, weil die Endteufe aufgrund der geologischen Bedingun gen nicht erreicht werden kann.So despite the possibilities mentioned, in practice, drilling is often necessary be abandoned because of the final depth due to the geological conditions conditions cannot be achieved.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die bekannten technischen Nachteile nicht auftreten und das gleichzeitig variabel und kosten günstig anwendbar ist.The aim of the invention is to develop a method in which the known technical disadvantages do not occur and at the same time variable and cost is conveniently applicable.

Erfindungsgemäß erfolgt dies durch ein Verfahren, bei dem die Hindernis beseitigung mittels Hohlladungen erfolgt, die hinsichtlich Ladungsgröße, Sprengstoffart und Formgebung dem Ziel ausreichender Sprengwirkung bei größtmöglicher Richtwirkung und Schonung des Bauwerkes im Unterwasser einsatz entsprechen.According to the invention, this is done by a method in which the obstacle elimination takes place by means of hollow charges, with regard to charge size, The type of explosive and the shape contribute to the aim of sufficient explosive effect greatest possible directivity and protection of the structure in the underwater match the assignment.

Beim Antreffen eines Gesteinshindernisses wird zuerst die Bohrloch- bzw. Erdschlitzsohle gesäubert, um die Oberfläche des Hindernisses möglichst freizulegen. Danach wird das Werkzeug ausgebaut und die Ladung vorbereitet. Die Auswahl des entsprechenden Ladungsträgers erfolgt passend zum Bohr durchmesser bzw. der Schlitzbreite. Eine bestimmte Anzahl von Bohrloch hohlladungen, die ausreicht, die bearbeitete Fläche, in der das Hindernis ange troffen wurde, zu beschießen, wird auf dem Ladungsträger befestigt, die Zünder werden eingeschraubt und verdrahtet. Im allgemeinen werden die Zünder elektrisch in Reihe geschalten, damit ungezündete Ladungen nicht weggerissen werden.When a rock obstacle is encountered, the borehole or Ground slot sole cleaned to the surface of the obstacle as possible to expose. The tool is then removed and the load prepared. The appropriate load carrier is selected to match the drill diameter or the slot width. A certain number of boreholes Hollow charges, the machined area in which the obstacle is indicated hit, is attached to the load carrier, which Detonators are screwed in and wired. In general, the Igniter electrically connected in series so that unignited charges do not be torn away.

Die Ladungsträger werden nun an einer Einbauvorrichtung befestigt und mit der kurzgeschlossenen Zündleitung verbunden. Die Einbauvorrichtung kann mittels Bohrgestänge oder Seil auf die Sohle abgelassen werden.The load carriers are now attached to an installation device and with the shorted ignition wire connected. The installation device can be lowered onto the sole using a drill pipe or rope.

Bei verrohrten Bohrungen werden die Bohrrohre um etwa 1 m angehoben. Nun können die Bohrlochhohlladungen gezündet werden. Die Einbauvorrich tung wird wieder ausgebaut. Mit dem Nachsetzen der Bohrrohre bzw. dem Fortführen des Bohrvorganges oder dem Niederbringen des Erdschlitzes wird wieder in der üblichen Technologie weitergearbeitet.In the case of cased bores, the drill pipes are raised by about 1 m. The borehole hollow charges can now be ignited. The built-in device tion will be expanded again. With the repositioning of the drill pipes or Continuing the drilling process or bringing down the earth slot continued working in the usual technology.

Embodiment

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The method according to the invention will now be based on an embodiment are explained in more detail.

Beim Fräsen eines Erdschlitzes müssen Geröllhorizonte durchteuft werden, wobei immer wieder auf Gesteinseinlagerungen gestoßen wird, die aufgrund ihrer Größe auch mittels Greifer nicht oder nur schwer geborgen werden können.When milling an earth slot, rubble horizons must be intersected, whereby rock deposits are repeatedly encountered due to their size cannot be recovered or only with difficulty using a gripper can.

Bei Erdschlitzen zur Herstellung einer Dichtungswand führt die Aufgabe des Abschnittes, in dem das Steinhindernis angetroffen und nicht beseitigt werden kann, zur vollen Funktionsuntüchtigkeit der Dichtungswand.In the case of earth slots for the manufacture of a sealing wall, the task of Section in which the stone obstacle is encountered and not removed can, to the complete inoperability of the sealing wall.

Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zuerst die Schlitzsohle gründ lich gespült und gesäubert, um das in der Sohle eingebettete Hindernis ober flächenseitig freizulegen. Nun wird die Fräse aus dem Schlitzabschnitt ausge fahren und die Ladung vorbereitet. Da das genaue Feststellen der Art und Größe eines Hindernisses mit vertretbarem technischen Aufwand nicht mög lich ist, ist eine direkte und gezielte Positionierung der Hohlladung auf das Hindernis mittels einer Einzelladung nicht gesichert und unwirtschaftlich. Der betreffende Sohlenabschnitt ist mit einer solchen Anzahl von Hohlladungen gleichzeitig zu beschießen, daß das Hindernis mit einer hohen Wahrschein lichkeit getroffen und zerstört wird.According to a method according to the invention, the slot sole is first set up rinsed and cleaned to remove the obstacle embedded in the sole to be exposed on the surface. Now the milling machine is removed from the slot section drive and prepare the cargo. Since the exact determination of the type and The size of an obstacle is not possible with reasonable technical effort is a direct and targeted positioning of the shaped charge on the Obstacle not secured with a single load and uneconomical. Of the Sole section in question is with such a number of shaped charges at the same time to bombard that obstacle with a high probability is hit and destroyed.

Die Hohlladungen werden im allgemeinen an Kunststoff- oder Holzleisten geschraubt, die beim Sprengen zerstört und problemlos beim Fortsetzen des Fräsvorganges mit dem Fräsgut gefördert werden können. Die Kunststoff leisten sind an einem metallischen Trägergestell befestigt. Nun werden die Zünder eingeschraubt, elektrisch in Reihe geschaltet und verdrahtet und mit der kurzgeschlossenen Zündleitung verbunden.The shaped charges are generally on plastic or wooden strips screwed, which is destroyed when blasting and easily when continuing the Milling process can be promoted with the milled material. The plastic strips are attached to a metallic support frame. Now the Screwed in detonator, electrically connected in series and wired and with the shorted ignition wire connected.

Vor dem Einlassen des Trägergestells mit den Hohlladungen ist der Erdschlitz im betreffenden Bereich hinsichtlich einer gesicherten Durchgängigkeit der Gesamtladung bis zum Hindernis abzufahren, um Verklemmungen und ggf. Verlust auszuschließen.Before the carrier frame with the shaped charges is let in, there is the earth slot in the area concerned with regard to a secure continuity of the Drive the entire load to the obstacle in order to prevent jamming and possibly Exclude loss.

Nun wird das Trägergestell mit den Hohlladungen am Seil in den Erdschlitz eingelassen. Da die Hohlladungen eine bevorzugte Wirkungsrichtung haben, sind sie so einzubringen, daß sie auf dem Hindernis aufsitzen und die Wirkung auf die Sohle gerichtet ist.Now the carrier frame with the shaped charges on the rope is in the earth slot let in. Since the shaped charges have a preferred direction of action, they must be brought in so that they sit on the obstacle and the effect is aimed at the sole.

Danach erfolgt das Zünden der Ladung und damit ein Zertrümmern des Gesteins. Das Trägergestell wird nach der Sprengung unbeschädigt geborgen und ist damit für den nächsten Einsatz wieder verfügbar.This is followed by the ignition of the charge and thus the destruction of the Rock. The carrier frame is recovered undamaged after the blasting and is therefore available again for the next use.

Der Erdschlitz kann jetzt mit der Fräse sofort wieder befahren werden. Beschä digungen der Schlitzwände, Auskesselungen oder Nachfallerscheinungen tre ten nicht auf. Bei sehr großen Steinhindernissen ist nach Beseitigung der Sprengtrümmer der jeweiligen Sprengung unter Umständen ein wiederholter Einsatz von Bohrungshohlladungen bis zur vollständigen Zerstörung des Hin dernisses erforderlich.The earth slot can now be used again with the milling machine. Dam damage to the diaphragm walls, excavations or signs of deterioration didn't stop. In the case of very large stone obstacles, the Debris from the respective blast may be repeated Use of hollow bore charges until the rear is completely destroyed dernis required.

Claims

Process for removing rock obstacles in shallow holes, earth slits or construction pits, characterized in that

- the rock obstacle is largely exposed on the surface,
- the tool is removed,
the charge consisting of hollow bore charges is fastened to a charge carrier after screwing in the detonators, electrically connected in series and wired,
- the load carrier is attached to an installation device and connected to the short-circuited ignition line,
- The entire installation device is deposited on the surface of the rock obstacle by means of a rope or after fastening the installation device to the drill pipe by means of the drill pipe,
- in the case of cased bores, the drill pipes are raised by about 1 m,
- the charge is ignited and
- the work is continued after the installation device has been dismantled.