DE69531486T2

DE69531486T2 - Werkzeug und Verfahren zum Bohren eines Bohrloches

Info

Publication number: DE69531486T2
Application number: DE69531486T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Inashiki-gun Aizawa; Takeo Kashiwa-shi Washimi; Nobuhiro Inashiki-gun Kusakawa; Masanori Hari; Akira Kashiwa-shi Satoh; Tadashi Inashiki-gun Muraoka; Tomihiro Tsuchiura-shi Aihara
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: KR100354987B1; JPH08303169A; EP0741227A2; DE69531486D1; EP0741227B1; EP0741227A3; CN1136126A; JP3241235B2; CN1063515C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bohren eines Bohrloches durch: Bohren eines Führungsloches 6 in einen Untergrund 1, das einen Durchmesser hat, der kleiner als ein Sollbohrloch 7a ist, und Einsetzen einer Führungsstange 7 in das Führungsloch, Montieren einer Bohreinheit 8 an die Führungsstange, wobei die Bohreinheit ein Bohrgerät 19d, 19e zum Bohren des Untergrunds, eine Einrichtung 20 zum Drehen des Bohrgerätes, eine Einrichtung 21 zum Antreiben des Bohrgerätes und eine Einrichtung 62 zum Befestigen eines Hauptkörpers der Bohreinheit relativ zu dem Untergrund aufweist, und Bewirken des Vorschiebens des Bohrgerätes entlang der Führungsstange, um das Sollbohrloch zu bohren, sowie eine Bohrlochbohrmaschine, die mit Folgendem versehen ist: einer ersten Bohreinheit 3 zum Bohren eines Führungsloches 6 in einen Untergrund 1, das kleiner als ein Sollbohrloch 7a ist, einer Führungsstange 7 zum Einsetzen an einer Seite ihres einen Endes in das Führungsloch, das durch die erste Bohreinheit ausgebildet ist, und einer zweiten Bohreinheit 8, die eine Einrichtung 62 zum Befestigen eines Hauptkörpers der zweiten Bohreinheit relativ zu dem Untergrund und ein Bohrgerät zum Bohren des Untergrundes hat, wobei die zweite Bohreinheit durch die Führungsstange geführt wird, um das Sollbohrloch zu bohren, wobei die zweite Bohreinheit ferner aufweist: einen Hauptkörper mit einer stationären Einheit 10, die gegenüber einer Wand des Sollbohrloches über die Führungsstange befestigbar ist, und einer bewegbaren Einheit 12, die entlang einer Länge der Führungsstange bewegbar ist, wobei die bewegbare Einheit mit der stationären Einheit verbunden ist, und mit einem nicht drehenden Abschnitt 16, der um eine Wand der Führungsstange und die Wand des Sollbohrloches in der Drehung beschränkt ist, und einem drehenden Abschnitt 18 versehen ist, der um die Wände der Führungsstange und des Sollbohrloches drehbar ist, eine Einrichtung 60, 61 zum Befestigen der stationären Einheit gegenüber der Wand des Sollbohrloches, das Bohrgerät, das an einem sich drehenden Abschnitt der bewegbaren Einheit zum Bohren des Sollbohrloches in den Untergrund montiert ist, eine Einrichtung zum Drehen des Bohrgerätes, und eine Einrichtung zum Bewirken, dass die bewegbare Einheit vorgeschoben wird, wobei die Vorschubbewirkungseinrichtung an ihrem einen Ende mit einem nicht drehenden Abschnitt der bewegbaren Einheit und an ihrem einen entgegengesetzten Ende mit der stationären Einheit verbunden ist.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus DE-40 28 596 bekannt.
Herkömmliche Techniken zum Bohren von Bohrlöchern, wie etwa Schächte in Minen, und um Bohrlöcher für Dämme, vertikale Bohrlöcher für allgemeine Gründungsarbeiten und vertikale Bohrlöcher für Felsbohrungsgründungsarbeiten auszuführen, enthalten z. B. ein erstes Beispiel, das in den 24A und 24B gezeigt ist, ein zweites Beispiel, das in 25 dargestellt ist, und ein drittes Beispiel, das in 26 veranschaulicht ist.
Die erste herkömmliche Technik, die in den 24A und 24B gezeigt ist, wird als "Aufwärtsbohren" (raise boring) bezeichnet. Gemäß der ersten herkömmlichen Technik, die in 24B veranschaulicht ist, wird ein Räumbohrer 172 als Bohrgerät an einem unteren Ende einer Stange 171 angebracht und ein Bohreinheit-Hauptkörper 175 ist an einem oberen Ende der Stange 171 angeordnet. Dieser Bohreinheit-Hauptkörper ist mit einer Einheit 173 zum Erzeugen einer Dreh- und Vorschubkraft zum Aufbringen einer Vorschubkraft zum Anheben der Stange 171, während sie gedreht wird, sowie außerdem mit einer großen Basisplatte 174 für das Tragen einer Reaktionskraft während des Bohrens versehen.
Gemäß der ersten herkömmlichen Technik, die in 24A dargestellt ist, ist der Bohreinheit-Hauptkörper 175 in einer oberen Förderstrecke 176 befestigt, die einen oberen Raum definiert, und der Räumbohrer ist, wie in 24B gezeigt ist, an der Stange 171 in einer unteren Förderstrecke angebracht, die einen unteren Raum definiert. Bei dieser Anordnung wird die Einheit 173 zum Erzeugen einer Dreh- und Vorschubkraft des Bohreinheit-Hauptkörpers 175 angetrieben, um den Räumbohrer 172 von der unteren Förderstrecke 177 zur oberen Förderstrecke 16 anzuheben, während er gedreht wird, so dass ein vertikales Bohrloch gebildet wird. Durch das Bohren vorkommendes gebrochenes Erdreich und Gestein 178 wird durch Förderwagen oder dergleichen nach außen transportiert. Als eine bekannte Technik, die das Aufwärtsbohren betrifft, kann z. B. auf eine Technik Bezug genommen werden, die in der cffenlegung der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. SHO 57-112593 offenbart ist.
Die zweite herkömmliche Technik, die in 26 dargestellt ist, wird als "umgekehrtes Spülbohrverfahren" (reverse circulation drilling) bezeichnet. Gemäß dieser zweiten herkömmlichen Technik wird ein Bohrer 182 als ein Bohrgerät an einem unteren Ende eines Bohrstrangs 181 angebracht. An einem oberen Ende des Bohrstrangs 181 ist ein Drehtisch 183 zum Drehen des Bohrstrangs 181 angeordnet. Die sich ergebende Gesamtbaueinheit wird aufgehängt und über einen Haken von einem nicht dargestellten großen Kran gehalten. Der Bohrstrang 181 ist ferner mit einer Wasserzufuhreinrichtung, einem Schlammabsonderungsrohr 185 und einer nicht dargestellten Saugpumpe versehen. Die Wasserzufuhreinrichtung enthält eine nicht dargestellte Tauchpumpe, die Wasser 186 fördert, um ein Abbrechen des Bodens 180 zu verhindern. Das Schlammabsonderungsrohr 185 dient zum Abführen von Schlamm, der durch das Bohren entsteht, nach außen. Um beim Bohren eine Vorschubkraft zu erzeugen, ist das Gewicht des Bohrstrangs 181 groß gewählt.
Gemäß der zweiten herkömmlichen Technik wird das Wasser 186 kontinuierlich zugeführt und der Drehtisch 183 wird angetrieben, um den Bohrstrang 181 zu drehen. Während der Kran abgesenkt wird, wird der Untergrund durch den Bohrer 182 gebohrt. Unter Verwendung des eigenen Gewichts des Bohrstrangs 181 als Vortriebskraft wird bewirkt, dass der Bohrer allmählich bohrt und nach unten vorgetrieben wird, so dass ein vertikales Bohrloch gebohrt wird. Als eine bekannte Technik, die das Bohren durch das umgekehrte Spülbohrverfahren betrifft, kann insbesondere z. B. auf die Technik Bezug genommen werden, die in der Offenlegung der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. SHO 55-45902 offenbart ist.
Ferner wird die dritte herkömmliche Technik, die in 26 veranschaulicht ist, als "Drehmantelantriebseinrichtung" (rotary casing driver) bezeichnet. Die Drehmantelantriebseinrichtung gemäß dieser dritten herkömmlichen Technik ist mit einem innen hohlen Mantelrohr 193 mit einem an seinem freien Ende befindlichen Bohrmeißel 192 als Bohrgerät, einem Mantelantrieb-Hauptkörper 194 zum Drehen des Mantelrohrs 193, einer mit dem Mantelantrieb-Hauptkörper 194 verbundenen Gewichtsbasis 195 zum Tragen einer Reaktionskraft während des Bohrens und einem großen Kran 197 zum Aufbringen einer -Druckkraft versehen, um die Gewichtsbasis 195 ruhig zu halten und einen Bohrgreifer zu tragen, der von einem freien Ende des Krans herabhängt, um beim Bohren vorkommendes gebrochenes Erdreich und Gestein zu ergreifen und dieses anschließend nach außen abzusondern.
Bei dieser dritten herkömmlichen Technik wird der Mantelantrieb-Hauptkörper 194 angetrieben, um das Mantelrohr 193 zu drehen. Die Reaktionskraft während des Bohrens wird durch die Gewichtsbasis 195 und den Kran 197 getragen. Gebrochenes Erdreich und Gestein, das sich während des Bohrens im Mantelrohr 193 angesammelt hat, wird durch den Bohrgreifer 196 erfasst, der in das Mantelrohr 193 hängt, und wird nach außen absondert, wodurch ein vertikales Bohrloch gebohrt wird. Als eine bekannte Technik, die die Drehmantelantriebseinrichtung betrifft, kann z. B. auf die Technik Bezug genommen werden, die in der Offenlegung der japanischen Gebrauchmusteranmeldung (Kokai) Nr. SHO 60-40545 offenbart ist.
27 ist eine Seitenansicht, die noch ein weiteres Beispiel der herkömmlichen Verfahren und Maschinen zum Bohren von Bohrlöchern veranschaulicht, und 28 ist eine Seitenansicht, die eine in 27 dargestellte Bohreinheit in vergrößertem Maßstab zeigt.
Bei dieser herkömmlichen Technik, die in 27 veranschaulicht ist, ist eine Bohrmaschine 240 zum Bohren eines Sollbohrloches 219 in einen Untergrund 218 mit einer Befestigungseinrichtung 240 zum Halten eines Hauptkörpers der Bohrmaschine durch Drücken gegen eine Wand des Bohrloches 219 und außerdem mit einem Bohrgerät 241, das unter dem Hauptkörper angeordnet ist, ausgerüstet.
Die obenerwähnten Befestigungseinrichtungen 240 enthalten jeweils, wie in 28 gezeigt ist, eine ausziehbare Platte 222, die in dem Untergrund 218 gegen die Wand des Bohrloches 219 drücken kann, und einen Hydraulikzylinder 221, um zu bewirken, dass die entsprechende ausziehbare Platte 222 vorgeschoben wird, so dass die ausziehbare Platte 222 gegen den Untergrund 218 gedrückt wird, sowie um außerdem zu bewirken, dass die ausziehbare Platte 222 zurückgezogen wird, so dass die ausziehbare Platte von dem Untergrund 218 getrennt wird. Die Befestigungseinrichtungen 240, die jeweils diese Hydraulikzylinder 221 und die ausziehbaren Platten 222 in Kombination enthalten, sind in einer horizontalen Ebene in drei Richtungen angeordnet. Es sollte angemerkt werden, dass lediglich zwei Gruppen dieser Befestigungseinrichtung in den 27 und 28 gezeigt sind. Diese Befestigungseinrichtungen 240 sind ferner an einer stationären Einheit 233 montiert.
Eine bewegbare Einheit 234, die über Lager drehbar ist, ist mit einem unteren Abschnitt der stationären Einheit 234 verbunden. Diese stationäre Einheit 233 und die bewegbare Einheit 234 bilden der Hauptkörper der Bohrmaschine 220.
Die bewegbare Einheit 234 ist außerdem durch eine Dreheinrichtung, d. h. einen Elektromotor 236 drehbar. Durch eine Vorschubeinrichtung, d. h. einen Hydraulikzylinder 235, der an seinem einen Ende mit der stationären Einheit 233 und an seinem entgegengesetzten Ende mit der bewegbaren Einheit 234 verbunden ist, ist die bewegbare Einheit 234 ferner relativ zu der stationären Einheit 233, die in einem festen Zustand bleibt, nach unten bewegbar. Diese bewegbare Einheit 235 ist außerdem an ihrer untersten Position mit einem zentralen Bohrmeißel 237 und an einer Position, die höher als der zentrale Bohrmeißel liegt, mit einem äußeren Umfangsbohrmeißel 238, der einen festen Bohrer bildet, und außerdem mit einem äußersten Umfangsbohrmeißel 239, der einen bewegbaren Bohrer bildet, der in einer radialen Richtung vorgeschoben und zurückgezogen werden kann, versehen. Dieser zentrale Bohrmeißel 237, der äußere Umfangsbohrmeißel 238 und der äußerste Umfangsbohrmeißel 239 bilden das Bohrgerät 241, das in Erdboden, Sand, Gestein und dergleichen bohren kann.
Gebrochenes Erdreich und Gestein, das durch die Bohrmaschine 241 gebohrt wurde, wird durch ein Abraumabsonderungsrohr in einen Trichter 226 gesaugt, wenn eine Unterdruck-Saugeinrichtung 224 betätigt wird. Gebrochenes Erdreich und Gestein wird durch einen unteren Teil des Trichters 226 nach außen abgesondert. Ein unterer Endabschnitt des Abraumabsonderungsrohrs 225 ist gleichzeitig durch eine zylindrische Öffnung 233a, die in der stationären Einheit 233 der Bohrmaschine 220 ausgebildet ist und einen ausreichend großen Durchmesser besitzt, zu einem Punkt eingesetzt, an dem der untere Endabschnitt einer hinteren Wand dem zentralen Bohrmeißel 237 gegenüber steht. An einer Position über dem Bohrloch 219 ist ein Bohrturm 223 aufrecht angeordnet. Dieser Bohrturm 223 ist mit einem Laser-Vertikalitätsmessgerät 227 versehen, das dazu dient, einen Versatz zwischen einer Mittelachse der Bohrmaschine 220 und der Mittelachse des Bohrloches 219 als Sollbohrloch zu erfassen. Es ist außerdem ein Haken 231 vorgesehen, der dazu dient, die Bohrmaschine 220 und dergleichen in einer hängenden Position anzuheben oder abzusenken.
Ferner ist eine Fernsehkamera 240a, die die obenerwähnte Befestigungseinrichtung 240, die Vorschubeinrichtung und das Bohrgerät 241 überwachen kann, an einer oberen Wand der stationären Einheit 233 der Bohrmaschine 220 angeordnet. Auf dem Erdboden sind nahe am Bohrturm 223 eine Überwachungs- oder Betätigungskonsole 228, eine Versorgungseinheit 229 und ein Generator 230 angeordnet. In die Überwachungs- oder Betätigungskonsole 228 können Videosignale von der Fernsehkamera 240a und Erfassungssignale von dem Laser-Vertikalitätsmessgerät 227 eingegeben werden. Die Versorgungseinheit 229 dient als Antriebsquelle für den Hydraulikzylinder 221, der die Befestigungseinrichtung 240 bildet, für den Hydraulikzylinder 235, der die Vortriebseinrichtung bildet, und außerdem für den Hydraulikzylinder, der bewirkt, dass der äußerste Umfangsbohrmeißel 239 vorgeschoben und zurückzogen wird. Der Generator 230 dient als eine Antriebsquelle für den Elektromotor 236 und dergleichen.
Die obenerwähnte Bohrmaschine 220, der Bohrturm 223 mit dem Laser-Vertikali tätsmessgerät 227, die Abraumabsonderungseinrichtung mit der Unterdruck-Saugeinrichtung 224, der Trichter 226 und das Abraumabsonderungsrohr 225, die Überwachungs- oder Betätigungskonsole 228, die Versorgungseinheit 229, der Generator 230 und dergleichen bilden eine Bohrmaschine zum Bohren des Sollbohrloches 219 im Untergrund 218.
Gemäß der herkömmlichen Technik, die in den 27 und 28 gezeigt ist, wird das Bohren unter Verwendung der auf diese Weise aufgebauten Bohrmaschine zum Bohren eines Bohrloches ausgeführt, wie nachfolgend beschrieben wird.
Es wird z. B. ein großes Loch im Voraus direkt unter dem Bohrturm 223 gebohrt. Die Bohrmaschine 220 wird mittels des Hakens 231 des Bohrturms 223 in hängender Position in das Loch abgesenkt. In dieser Position wird bewirkt, dass die Hydraulikzylinder 221 der Befestigungseinrichtungen 240, die in 28 gezeigt sind, vorgeschoben werden, so dass die ausziehbaren Platten 222 in einer horizontalen Ebene gegen eine Wand des obenerwähnten Loches gedrückt werden. Folglich ist die stationäre Einheit 223 der Bohrmaschine 220 befestigt.
Anschließend wird der Elektromotor 236 angetrieben, so dass ein Erstrecken des Hydraulikzylinders 235, der die Vorschubeinrichtung bildet, bewirkt wird, während die bewegbare Einheit 234 gedreht wird. Im Ergebnis senken sich der zentrale Bohrmeißel 237, der äußere Umfangsbohrmeißel 238 und der äußerste Umfangsbohrmeißel 239 in den Untergrund ab, während sie gedreht werden, so dass das Bohrloch 219 in den Untergrund 219 gebohrt wird. Wenn sich die bewegbare Einheit 234 um einen Hub des Hydraulikzylinders 235 der Vorschubeinrichtung abgesenkt hat, wird der Elektromotor 236 angehalten.
Wenn in dieser Position ein Zusammenziehen der Hydraulikzylinder 221 der Befestigungseinrichtungen 240 bewirkt wird, werden die ausziehbaren Platten 222 von der Wand des Bohrloche s 219 in dem Untergrund 218 getrennt. Es wird somit bewirkt, dass sich der Hydraulikzylinder 235 der Vorschubeinrichtung z. B. durch das Eigengewicht der stationären Einheit 233 zusammenzieht, wodurch die stationäre Einheit 233 zur bewegbaren Einheit 234 absinkt.
Anschließend wird bewirkt, dass sich die Hydraulikzylinder 221 der Befestigungseinrichtung 240 wieder erstrecken, so dass die ausziehbaren Platten 222 gegen die Wand des durch das Bohren gebildeten Bohrloches 219 gedrückt werden. Im Ergebnis ist die stationäre Einheit 233 der Bohrmaschine 220 befestigt.
Anschließend wird der Elektromotor 236 angetrieben, so dass ein Erstrecken des Hydraulikzylinders 235 der Vorschubeinrichtung bewirkt wird, während die bewegbare Einheit 234 gedreht wird. Im Ergebnis wird ähnlich wie zuvor das Bohrloch 219 über eine Länge gebohrt, die dem Hub des Hydraulikzylinders 235 entspricht. Durch das Wiederholen ähnlicher Operationen kann dann das Bohrloch 219 der gewünschten Länge gebohrt werden.
Während des obenbeschriebenen Bohrens werden gebrochenes Erdreich und Gestein, die sich an der Rückwand des zentralen Bohrmeißels 237 durch das Bohren angesammelt haben, durch Betätigen der Unterdruck-Saugeinrichtung über das Abraumabsonderungsrohr 225 in den Trichter 226 gesaugt und durch den unteren Teil des Trichters 226 nach außen abgesondert.
Im Verlauf des obenerwähnten Bohrens kann ein Versatz, d. h. eine Fehlausrichtung zwischen der Mittelachse der Bohrmaschine 220 und der Mittelachse des Sollbohrloches 219 auftreten oder die Bohrmaschine 220 kann sich in Abhängigkeit vom Grad der Härte oder der Weichheit des Bodens oder vom Grad der Ungleichförmigkeit des Bodens des Untergrunds 218 neigen. In diesem Fall wird in Reaktion auf ein von der Laser-Vertikalitätsmesseinrichtung 227 ausgegebenes Erfassungssignal von der Überwachungs- und Betätigungskonsole 228 ein Signal zum Korrigieren des Versatzes oder der Neigung ausgegeben. In Reaktion auf das erste Signal wird bewirkt, das sich der relevante Hydraulikzylinder von den Hydraulikzylindern 221, die die Befestigungseinrichtung 240 bilden, erstreckt oder zusammenzieht.
Ferner können Operationen und dergleichen der Befestigungseinrichtungen 240 und des Bohrgeräts 241 an der Überwachungs- und Betätigungskonsole 228 durch Videosignale, die von der Fernsehkamera 240a ausgegeben werden, überwacht werden.
Die oben beschriebenen herkömmlichen Techniken werden jedoch jeweils von Problemen begleitet, die nachfolgend beschrieben werden.
Die erste herkömmliche Technik, die in den 24A und 24B gezeigt ist, erfordert zusätzliche Arbeiten, um die obere Förderstrecke 176 zum Anordnen des Bohrmaschinen-Hauptkörpers 175 sowie die untere Förderstrecke 177 zum Montieren des Räumbohrers 172 an der Stange 171 zu bilden. Das führt zu mehr Bohrschritten und somit zu höheren Bohrkosten. Ferner muss das zu bohrende Bohrloch kleiner als die Basisplatte 174 sein, so das für den Durchmesser eines zu bohrenden Bohrloches eine Einschränkung besteht.
Ferner erfordert das zweite herkömmliche Beispiel, das in 25 veranschaulicht ist, die vorherige Einstellung des Gewichts des Bohrgestänges 181 und dergleichen auf einen größeren Wert, um eine Vortriebskraft zu erzeugen, und erfordert außerdem einen großen Kran, obwohl dieser in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Die Maschine ist deswegen insgesamt groß und schwer, so dass die erforderlichen Arbeiten, um sie zu einer Bohrstelle zu transportieren, Schwierigkeiten bereiten. Das zweite herkömmliche Beispiel erfordert außerdem Wasserzuführungseinrichtungen zum Zuführen einer großen Wassermenge 186, um ein Abfallen des Untergrunds 180 zu verhindern, sowie Schlammabsonderungseinrichtungen, die das Schlammabsonderungsrohr 185 enthalten, zum Absondern einer großen Schlammmenge, eine nicht dargestellte Saugpumpe und dergleichen. Es kann deswegen nicht gebohrt werden, bis derartige Wasserzuführungseinrichtungen und Schlammabsonderungseinrichtungen angeordnet werden können. Das führt zu mehr Bohrschritten und somit zu höheren Bohrkosten, selbst wenn das Bohren durchführbar ist. Darüber hinaus sind die Saugpumpe, die die Wasserzuführungseinrichtung bildet, und die Schlammabsonderungseinrichtung grundsätzlich in der Kapazität begrenzt, so dass die Schlammmenge, die abgesondert werden kann, begrenzt ist. Dadurch ergibt sich eine Begrenzung des Durchmessers eines Bohrloches, das mit dem Bohrgestänge 181 gebohrt werden kann.
Bei der dritten Ausführungsform, die in 26 dargestellt ist, müssen andererseits der Kran 197 und das Basisgewicht 195 mit großen Abmessungen und hohem Gewicht konstruiert werden, so dass während des Bohrens eine Reaktionskraft getragen werden kann. Die Arbeiten, die erforderlich sind, um den Kran und dergleichen zu einer Bohrstelle zu transportieren, bereiten deswegen Schwierigkeiten. Das führt zu mehr Bohrschritten und somit zu höheren Bohrkosten. Darüber hinaus ist der Durchmesser des Mantelrohrs 193 bei seiner. Herstellung beschränkt, so dass der Durchmesser des Bohrloches, das gebohrt werden kann, beschränkt ist.
Wie oben beschrieben wurde, erfordert das Aufwärtsbohren, das die erste herkömmliche Technik des Verfahrens zum Bohren eines Bohrloches und die Maschine zum Bohren eines vertikalen Bohrloches definiert, die oberen und unteren Förderstrecken und kann deswegen nicht in einem gewöhnlichen Untergrund ausgeführt werden. Das umgekehrte Spülbohrverfahren als die zweite Technik und der Drehmantelantrieb als die dritte Technik erfordern jeweils eine Maschine, die große Gesamtabmessungen und ein äußerst großes Gewicht aufweist, um während des Bohrens eine Reaktionskraft zu tragen oder um eine Vorschubkraft für das Bohrgerät sicherzustellen. Die Arbeiten, die zum Transportieren der Bohrmaschine zur Bohrstelle erforderlich sind, bereiten deswegen Schwierigkeiten, was zu dem Problem führt, dass mehr Bohrschritte zum Bohren benötigt werden und die Bohrkosten steigen.
Außerdem werden alle obenerwähnten herkömmlichen Techniken im Allgemeinen zum Bohren von Bohrlöchern verwendet, deren Durchmesser bis zu 2 bis 3 Meter betragen, was das weitere Problem zur Folge hat, dass der Durchmesser eines zu bohrenden Sollbohrloches begrenzt ist. Beim Aufbau von Stromleitungsmasten z. B. in einer bergigen Region ist es erforderlich, Bohrlöcher im Durchmesser von bis zu 2 bis 3 Meter im Untergrund als Fundamentlöcher zu bilden. Um derart große Bohrlöcher zu bohren, muss die Maschine gemäß jeder der obenerwähnten herkömmlichen Techniken in noch größeren Abmessungen und noch schwerer konstruiert werden. Im Grund genommen ist es jedoch schwierig, eine derartige Maschine zu konstruieren. Selbst wenn die Konstruktion einer solchen Bohrmaschine machbar ist, ist es trotzdem erforderlich, eine derartige große und schwere Bohrmaschine zu einer Bohrstelle in der bergigen Region zu transportieren, was keinen einfachen Transport darstellt. Dieser Transport ist problematisch, so dass für jede der herkömmlichen Techniken keine praktische Verwendung erwartet werden kann. Die gegenwärtige Situation besteht deswegen darin, dass das Bohren von Fundamentlöchern für jeden Mast, der in einer derartigen bergigen Region aufgebaut wird, durch das Handbohren der Arbeiter ausgeführt wird. Es sind deswegen mehr Bohrschritte notwendig. Es scheint jedoch, dass keine Verbesserungen beim Wirkungsgrad der Bohrarbeiten machbar sind, was zum Ansteigen der Bohrkosten führt.
Gemäß der herkömmlichen Technik, die in den 27 und 28 gezeigt ist, wird jedoch das Halten der Bohrmaschine 220 erreicht, indem lediglich ausziehbare Platten 222 gegen die Wand des Bohrloches 219 gedrückt werden, nachdem dieses gebohrt und die Bohrmaschine dort befestigt wurde. In Abhängigkeit von der Güte des Untergrunds 218 und/oder in Folge von Unterschieden des Hubs unter den Hydraulikzylindern 221, die die Befestigungseinrichtungen 240 darstellen, besteht die Tendenz, dass eine verhältnismäßig große Mittenabweichung zwischen der Mittelachse des Sollbohrloches 219 und der Mittelachse der Bohrmaschine 220 auftritt oder dass die Bohrmaschine 220 einer verhältnismäßig großen Neigung unterzogen wird, wenn die Bohrabreiten fortschreiten. In diesem Fall ist eine lange Zeit erforderlich, um die Operationen zu steuern, damit die Position der Bohrmaschine 220 eingestellt und korrigiert wird. Es ist deswegen schwierig, eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Bohrarbeiten zu erwarten.
Es besteht außerdem keine andere Wahl als das Ausbilden einer reflektierenden Oberfläche der Laser-Vertikalitätsmesseinrichtung 227 an einem Teil der Bohrmaschine 220, die jedoch starke Schwingungen erzeugen kann. Es ist deswegen schwierig, den obenerwähnten Versatz und/oder die Neigung zu erkennen. Das macht es schwierig, ein Bohrloch mit einer sehr genauen Vertikalität zu bohren.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obenbeschriebene gegenwärtige Situation der herkömmlichen Techniken gemacht.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und eine Bohrlochbohrmaschine zu schaffen, durch die es möglich ist, eine Bohrmaschine mit kleinen Gesamtabmessungen und geringem Gewicht zu konstruieren und darüber hinaus ein Bohrloch mit einem großen Durchmesser leicht zu bohren.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und eine Bohrlochbohrmaschine zu schaffen, die ermöglichen, dass das Auftreten des Versatzes und/oder der Neigung eines Bohrmaschinen-Hauptkörpers im Verlauf der Bohrarbeiten gesteuert werden können.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bohrlochbohrmaschine zu schaffen, die ein effektives Absondern von gebohrtem Erdreich und Gestein unabhängig von den Bedingungen eines Untergrunds und der Bohrtiefe ermöglicht.
Um die erste und die zweite Aufgabe, die oben beschrieben wurden, zu erreichen, wird ein Verfahren zum Bohren eines Bohrloches durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet.
Um die erste und die zweite Aufgabe, die oben beschrieben wurden, zu erreichen, wird gleichfalls die Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 8 gekennzeichnet.
Die Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung ist gleichfalls dadurch gekennzeichnet, dass in der obenbeschriebenen Erfindung gemäß Anspruch 8 die Maschine zusätzlich mit Einrichtungen versehen ist, die gebohrten Abraum, der durch Bohren des Untergrunds mit dem Bohrgerät der zweiten Bohreinheit vorkommt, aus dem Untergrund absondern.
Um insbesondere die dritte Aufgabe zu erreichen, ist die Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass in der obenbeschriebenen Erfindung gemäß Anspruch 15 das Bohrgerät der zweiten Bohreinheit ein Abraumbohrfördergefäß ist und dieses Abraumbohrfördergefäß ebenfalls als die Absonderungseinrichtung des gebohrten Abraumes dient.
Das Verfahren zum Bohren eines Bohrloches gemäß Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung und die Bohrlochbohrmaschinen gemäß den Ansprüchen 8 und 15 können jeweils beim Bohren eines Bohrloches eine Reaktionskraft tragen, indem der Hauptkörper der Bohrmaschine, die das Sollbohrloch bohrt, an der Wand des Sollbohrloches befestigt wird, sowie außerdem durch die Führungsstange, die die Bohrmaschine führt. Demzufolge muss bei der Bohrmaschine selbst nicht berücksichtigt werden, dass sie eine derartige große Reaktionskraft wie bei jeder der obenbeschriebenen Techniken trägt und sie kann mit kleineren Abmessungen und geringerem Gewicht hergestellt werden.
Dadurch ist es möglich, die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erreichen, d. h. Verkleinerung der Gesamtabmessung und des Gewichts der Bohrmaschine.
Es ist ferner außerdem möglich, eine Steuerung auszuführen, so dass das Schwingen der Bohrmaschine bei den Bohrarbeiten verringert ist.
Es ist demzufolge möglich, ein genaues Bohren längs der Erstreckungsrichtung der Führungsstange auszuführen und somit die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erreichen, d. h. Verhinderung des Auftretens des Versatzes der Mittelachse der Bohrmaschine relativ zu der Mittelachse des Sollbohrloches und außerdem der Neigung der Bohrmaschine.
Bei der Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung dient das Abraumbohrfördergefäß als das Bohrgerät ebenfalls als Absonderungseinrichtung des gebohrten Abraumes und gebohrter Abraum kann unabhängig von den Bedingungen des Untergrunds und der Bohrtiefe in dem Abraumbohrfördergefäß in einer Menge abgelagert werden, die der Kapazität des Abraumbohrfördergefäßes entspricht.
Das Absondern des gebohrten Abraumes nach außen kann deswegen durch Anheben der Bohrmaschine aus dem Sollbohrloch erreicht werden. Ohne die Notwendigkeit der Anordnung einer speziellen Absonderungseinrichtung des gebohrten Abraumes ist es somit möglich, insbesondere die dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erreichen, d. h. effektive Absonderungsarbeiten des Abraumes.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erfolgen, in der:
1A bis 1F eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bohren eines Bohrloches gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
2 eine Seitenansicht ist, die eine zweite Bohreinheit zeigt, die eine erste Ausführungsform einer Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, bei der bestimmte Teile geschnitten gezeigt sind und die Befestigungseinrichtung weggelassen ist;
3 eine Seitenansicht der in 2 gezeigten Bohrmaschine ist, bei der die inhärent vorhandene Befestigungseinrichtung gezeichnet ist, die Vortriebseinrichtung jedoch weggelassen ist;
4 eine Draufsicht der in 2 gezeigten Bohrmaschine ist, bei der die Befestigungseinrichtung gezeichnet ist;
5 eine geschnittene Seitenansicht einer Führungsstange ist, längs der die in 2 gezeigte Bohreinheit geführt wird;
6 eine Seitenansicht ist, die eine Beziehung zwischen einem Bohrturm und der zweiten Bohreinheit veranschaulicht, die zusammen die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bilden;
7 eine Draufsicht ist, die eine Positionsbeziehung zwischen der zweiten Bohreinheit und den die Reaktionskraft tragenden Platten, die an dem Bohrturm angeordnet sind, veranschaulicht, wobei die zweite Bohreinheit und die die Reaktionskraft tragenden Platten die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bilden;
8 eine Seitenansicht ist, die die relative Anordnung zwischen der Führungsstange, einem Führungsstift, der in die Führungsstange eingesetzt ist, und einem Belastungssensor zum Erfassen der an den Stift übertragenen Kraft darstellt, wobei die Führungsstange, der Stift und der Belastungssensor die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bilden;
9 eine Seitenansicht ist, die die relative Anordnung zwischen dem in die Führungsstange eingesetzten Stift, dem Belastungssensor zum Erfassen der an den Stift übertragenen Kraft und einem Hydraulikzylinder zum Positionieren des Stifts zeigt, wobei der Stift, der Belastungssensor und der Hydraulikzylinder die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung bilden;
10 eine Seitenansicht ist, die den Zustand der Bohrlochbohrarbeit zeigt, die durch die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
11 eine Draufsicht ist, die die Beziehung zwischen dem Bohrturm, einem Steuerraum und einer hydraulischen Versorgungseinheit in dem in 10 gezeigten Zustand zeigt;
12 eine Seitenansicht ist, die den Zustand der Abraumabsonderungsarbeit zeigt, die durch die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
13 eine Seitenansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem die zweite Bohreinheit von dem in 12 gezeigten Zustand seitwärts bewegt wurde;
14 eine Seitenansicht ist, die einen Zustand veranschaulicht, in dem Geröllsteine, die in einem gebohrten Bohrloch vorhanden sind, entfernt werden sollen, wobei die zweite Bohreinheit 2 wie in 13 seitwärts bewegt wurde;
15 ein Blockschaltplan ist, der die Beziehung zwischen verschiedenen Schaltern und Steuervorrichtungen, die in dem in 11 gezeigten Steuerraum angeordnet sind, und verschiedenen Sensoren und verschiedenen Aktuatoren, die in der zweiten Bohreinheit oder am Bohrturm angeordnet sind, darstellt;
16 eine Draufsicht der Führungsstange und der zweiten Bohreinheit ist, um die Richtungen und Größen der Vorspartnungsbelastungen zu veranschaulichen, die auf die Führungsstange in der ersten Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wirken;
17 eine Seitenansicht ist, die der 16 entspricht;
18 eine Seitenansicht ist, die die relative Anordnung zwischen dem Bohrturm und der zweiten Bohreinheit darstellt, um die Richtungen und Größen der Vorspannungsbelastungen zu veranschaulichen, die auf die Führungsstange in der ersten Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wirken;
19 eine Vorspannungsbelastung schematisch veranschaulicht, die auf die Führungsstange in der ersten Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt;
20 eine schematische Darstellung ist, die die Richtungen und Größen der Vorspannungsbelastung, die auf die Führungsstange wirkt, wobei die Vorspannungsbelastung in 19 dargestellt wurde, in einer Form zeigt, die in die Größe der Kraft zum Antreiben der Befestigungseinrichtung umgesetzt ist;
21 eine Seitenansicht ist, die eine zweite Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
22 eine Draufsicht der in 21 gezeigten zweiten Ausführungsform ist;
23 eine Seitenansicht ist, die eine dritte Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels von herkömmlichen Bohrlochbohrmaschinen ist;
25 eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels von herkömmlichen Bohrlochbohrmaschinen ist;
26 eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels von herkömmlichen Bohrlochbohrmaschinen ist;
27 eine Seitenansicht ist, die ein weiteres Beispiel von herkömmlichen Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und Bohrlochbohrmaschinen ist; und
28 eine Seitenansicht ist, die die in 27 dargestellte Bohrmaschine in größerem Maßstab zeigt.
Die Ausführungsformen des Verfahrens zum Bohren eines Bohrloches und der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Die 1A bis 1F sind schematische Darstellungen des Verfahrens zum Bohren eines Bohrloches gemäß der ersten Ausführungsform entsprechend den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 und 9 der vorliegenden Anmeldung.
Wie in 1A gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform die erste Bohreinheit zum Bohren eines Leitlochs, das kleiner als ein Sollbohrloch ist, d. h. eines Führungslochs auf einem Untergrund 1 angeordnet. Diese erste Bohreinheit enthält einen Abwärtsbohrer 2 zum Bohren des Führungsloches, einen Drehtisch 3 zum Drehen des Abwärtsbohrers 2, eine hydraulische Antriebseinheit 4 als eine Antriebsquelle für den Abwärtsbohrer 2 und den Drehtisch 3, und einen nicht dargestellten Kompressor als eine Antriebsquelle für den Abwärtsbohrer 2. Die erste Bohreinheit, die mit dem Abwärtsbohrer 2 ausgerüstet ist, ist allgemein bekannt, da sie in den Offenlegungen japanischer Patentanmeldungen Nr. HEI 3-119284 und SHO 63-312497 offenbart ist.
Wenn die hydraulische Antriebseinheit 4 im Zustand von 1A betätigt wird, um den Drehtisch 3 zu drehen, wird das Bohren des Abwärtsbohrers 2 durch Luft von einem Kompressor, der in 1B dargestellt ist, ausgeführt. Durch das Bohren vorkommendes gebrochenes Erdreich und Gestein wird aus dem Untergrund 1 nach außen z. B. durch das Blasen von Luft abgesondert, die von dem Kompressor gegen den gebohrten Bereich geleitet wird. Wenn der Abwärtsbohrer 2 nach oben in den oberen Zustand angehoben wird, ist ein Führungsloch 6 in dem Untergrund 1 ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Bohrturm 62 oberhalb des Führungslochs 6 aufrecht aufgebaut, wie insbesondere in 1C gezeigt ist. Dieser Bohrturm 62 ist mit einem Hebezeug 63 versehen. In diesem Zustand wird eine Führungsstange 7 in das Führungsloch 6 eingesetzt und eine zweite Bohreinheit 8 zum Ausbilden eines Sollbohrloches, das einen größeren Durchmesser besitzt als das Führungsloch 6, wird an der Führungsstange 7 montiert. Das ergibt den Zustand, dass sich die Führungsstange 7 durch eine zentrale Öffnung erstreckt, die mittig in der zweiten Bohreinheit 8 ausgebildet ist. Obwohl die Führungsstange 7 in das Führungsloch 6, das in dieser Ausführungsform durch den Abwärtsbohrer 2 ausgebildet wurde, eingesetzt wurde, kann der Abwärtsbohrer 2 außerdem als die Führungsstange 7 verwendet werden. Dabei sind Seilscheiben 66 an einem oberen Teil der zweiten Bohreinheit 8 angeordnet und der Bohrturm 62 ist ebenfalls mit einer Seilscheibe 64 versehen. Ein Seil 65, das von dem Hebezeug 63 an dem Bohrturm 62 abgewickelt wurde, ist um die Seilscheiben 66 an der zweiten Bohreinheit 8 und die Seilscheibe 64 an dem Bohrturm 62 gewickelt. Ein Endabschnitt des Seils 65 ist an dem Bohrturm 62 verankert. Das Seil 65 wird deswegen durch den Antrieb des Hebezeugs 63 ab- oder aufgewickelt, so dass die zweite Bohreinheit 8 in einem hängenden Zustand längs der Erstreckung der Führungsstange 7 abgesenkt oder angehoben werden kann.
Die zweite Bohreinheit 8 enthält ein Bohrgerät zum Bohren des Untergrunds 1, eine Einrichtung zum Drehen des Bohrgeräts in einer horizontalen Ebene, eine Einrichtung zum Vorschieben des Bohrgeräts und eine Einrichtung zum Befestigen eines Hauptkörpers der Bohreinheit relativ zum Untergrund 1. Eine Antriebsquelle für die obenerwähnte Dreheinrichtung, die Vorschubeinrichtung und die Befestigungseinrichtung stellen die obenerwähnte hydraulische Antriebseinheit 4 dar. Eine Betätigung der hydraulischen Antriebseinheit 4 kann daher wahlweise die Dreheinrichtung, die Vorschubeinrichtung und die Befestigungseinrichtung der zweiten Bohreinheit 8 antreiben. Wenn die Befestigungseinrichtung angetrieben wird, um den oberen Teil zu befestigen, der den Hauptkörper der Bohreinheit 8 bildet, und die Dreheinrichtung und die Vorschubeinrichtung anschließend betätigt werden, wobei der obere Teil in der befestigten Position gehalten wird, wird bewirkt, dass das Bohrgerät, das an einem den Hauptkörper bildenden unteren Teil montiert ist, längs der Führungsstange 7 nach unten vorgeschoben wird, während es gedreht wird, wodurch ein vertikales Bohrloch als das gewünschte Sollbohrloch in den Untergrund 1 gebohrt werden kann.
In diesem Fall ist der Hauptkörper der zweiten Bohreinheit 8 z. B. so konstruiert, dass er die darauf montierte Befestigungseinrichtung trägt und außerdem eine stationäre Einheit 10, die an einer Wand des in dem Untergrund 1 ausgebildeten Sollbohrloches 7a befestigbar ist, sowie eine bewegbare Einheit 12, die ein Bohrgerät 19a hält, aufweist. Die obenbeschriebene Befestigungseinrichtung ist aus ausziehbaren Platten 61, die gegen die Wand des Sollbohrloches 7a gedrückt werden können, und Hydraulikzylindern 60 zum Erstrecken oder Zusammenziehen der entsprechenden ausziehbaren Platten 61 aufgebaut. Die obenerwähnte Dreheinrichtung enthält z. B. hydraulische Motoren 20 und bewirkt, dass sich die bewegbare Einheit 12 in einer horizontalen Ebene dreht. Die obenerwähnte Vorschubeinrichtung enthält z. B. einen Hydraulikzylinder 21 und bewirkt, dass sich die bewegbare Einheit 12 nach unten vorschiebt.
Beim Beginn der Bohrtätigkeit durch die zweite Bohreinheit 8, wird zuerst die Befestigungseinrichtung der zweiten Bohreinheit 8 angetrieben, d. h. es wird bewirkt, dass sich die Hydraulikzylinder 60 erstrecken, so dass die stationäre Einheit 10 der zweiten Bohreinheit 8 an Bauelementen des Bohrturms 62 befestigt wird. In diesem Zustand wird die hydraulische Antriebseinheit 4 betätigt, um die hydraulischen Motoren 20 als die Dreheinrichtung für die zweite Bohreinheit 8 und die Hydraulikzylinder 21 als die Vorschubeinrichtung anzutreiben. Anschließend wird die bewegbare Einheit 12 mit dem Abraumbohrfördergefäß 19a als das Bohrgerät nach unten vorgeschoben, während sie gedreht wird, wodurch das Bohren über eine vorgegebene Strecke ausgeführt wird, die dem Hub des Hydraulikzylinders 21 als Vorschubeinrichtung entspricht. Dann wird die zweite Bohreinheit 8 gestoppt. In diesem Zustand wird bewirkt, dass sich die Hydraulikzylinder 60 zusammenziehen, um die Befestigung der stationären Einheit 10 relativ zu dem Bohrturm 62 aufzuheben und das Hebezeug 63 wird angetrieben. Die stationäre Einheit 10 kann dann durch ihr eigenes Gewicht über die vorgegebene Strecke, die dem Hub des Hydraulikzylinders 21 entspricht, abgesenkt werden.
Wenn bewirkt wird, dass sich die Hydraulikzylinder 60 wieder erstrecken, werden die ausziehbaren Platten 61 mit der Wand des auf diese Weise gebildeten Bohrloches 7a in Kontakt gebracht, so dass die stationäre Einheit 10 befestigt ist. 1D veranschaulicht einen Zustand, in dem das Bohren mehrere Male ausgeführt wurde, jedes Mal über die vorgegebene Strecke nach der Beendigung des ersten Bohrens über die vorgegebene Strecke, wobei die stationäre Einheit 10 an dem Bohrturm 62 befestigt ist. Nachdem das Bohren mehrere Male jeweils über die vorgegebene Strecke ausgeführt wurde, wie oben beschrieben wurde, ist die stationäre Einheit 10 in einer solchen Position, dass sie an der Wand des Bohrloches 7a im Untergrund 1 befestigt ist. Eine Beschreibung, die hier anschließend erfolgt, beginnt in dem in 1D beschriebenen Zustand.
Nun werden die Hydraulikmotoren 20 und die Hydraulikzylinder 21 wieder angetrieben. Wie in 1E veranschaulicht ist, schiebt sich die bewegbare Einheit 12 mit dem Abraumbohrfördergefäß 19a als Bohrgerät dann nach unten vor, während sie sich dreht, so dass das Bohren über die vorgegebene Strecke, die dem Hub des Hydraulikzylinders 21 entspricht, ausgeführt wird.
Dann wird die Bohreinheit 8 wieder gestoppt und es wird bewirkt, dass sich die Hydraulikzylinder 60 zusammenziehen, um die ausziehbaren Platten 61 von der Wand des Bohrloches 7a zu trennen. Das beendet die Befestigung der stationären Einheit 10 relativ zu der Wand des Bohrloches 7a in dem Untergrund 1. Durch Antreiben des Hebezeugs 63 wird bewirkt, das die stationäre Einheit 10 durch ihr eigenes Gewicht über die vorgegebene Strecke, die dem Hub des Hydraulikzylinders 21 entspricht, abgesenkt wird, wie in 1F gezeigt ist.
Eine ähnliche Operation wird dann wiederholt, um die stationäre Einheit 10 und die bewegbare Einheit 12 abwechselnd zu bewegen. Dadurch ist es möglich, sukzessive mit dem Bohren fortzuschreiten, jedes Mal über die vorgegebene Strecke, die dem Hub des Hydraulikzylinders 21 entspricht, so dass das gewünschte Sollbohrloch 7a über seine gesamte Länge in dem Untergrund ausgebildet werden kann.
Während dieser Bohrtätigkeit wird durch das Bohren des Sollbohrloches 7a vorkommendes gebrochenes Erdreich und Gestein z. B. an der Rückwand des Abraumbohrfördergefäßes 19a unter Ausnutzung der Form des Abraumbohrfördergefäßes 19a abgelagert. Demzufolge kann das auf diese Weise gebohrte gebrochene Erdreich und Gestein aus dem Bohrloch 7a entfernt werden; indem das Hebezeug 63 angetrieben und die Bohreinheit 8 angehoben wird.
Nach der Bildung des Sollbohrloches 7a wird z. B. die zweite Bohreinheit 8 von der Führungsstange 7 abgenommen und wird aus dem Sollbohrloch 7a entfernt. Nachdem die zweite Bohreinheit 7a aus dem Sollbohrloch 7a entfernt wurde, wie oben beschrieben wurde, wird z. B. die Führungsstange 7 ebenfalls aus dem Sollbohrloch 7a entfernt. Die Bohrtätigkeit ist somit beendet.
Gemäß dem Verfahren zum Bohren eines Bohrloches dieser Ausführungsform kann eine Reaktionskraft, die während des Bohrens auftritt, über die Befestigungseinrichtung durch die Wand des Sollbohrloches 7a, das in den Untergrund 1 gebohrt wurde, getragen werden. Ferner kann die Reaktionskraft, die während des Bohrens auftritt, außerdem durch die Führungsstange 7 getragen werden, die eine ausreichende Starrheit aufweist. Es ist demzufolge möglich, diese Reaktionskraft so zu begrenzen, dass während des Bohrens ein Schwingen der zweiten Bohreinheit 8 minimal gemacht werden kann. Dadurch ist es möglich, den Untergrund gerade längs der Richtung der Erstreckung der Führungsstange 7 zu bohren, so dass ein Versatz der Mittelachse des Bohreinheit 8 relativ zu der Mittelachse des Sollbohrloches 7a und das Auftreten einer Neigung der Bohreinheit 8 verhindert werden können, wodurch möglich wird, das Bohrloch 7a mit einer sehr genauen Vertikalität zu bohren. Es ist ferner unnötig, die räumliche Orientierung der Bohreinheit 8 während der Bohrtätigkeit einzustellen. Das kann den Wirkungsgrad der Bohrtätigkeit verbessern. Da das Bohrloch 7a mit einer sehr genauen Vertikalität gebildet werden kann, ist es nicht mehr erforderlich, den Durchmesser des Bohrloches 7a unnötig groß zu machen. Wenn nach dem Bohren in das Bohrloch 7a Beton eingebracht werden soll, kann die Einbringung des Betons mit einem minimierten Verlust ausgeführt werden.
Es außerdem vorgesehen, gebrochenes Erdreich und Gestein mittels des Abraumbohrfördergefäßes 19a abzusondern. Mit anderen Worten, das Abraumbohrfördergefäß 19a dient ebenfalls als Absonderungseinrichtung für Abraum. Es ist allgemein bekannt, dass das Abraumbohrfördergefäß 19a ermöglicht, gebohrten Abraum in einer Menge abzulagern, die der Kapazität des Abraumbohrfördergefäßes 19a entspricht, unabhängig von den Bedingungen des Untergrunds und der Bohrtiefe. Es ist deswegen möglich, gebrochenes Erdreich und Gestein effektiv abzusondern, ohne dass eine spezielle Absonderungseinrichtung für Abraum angeordnet werden muss.
Wie oben beschrieben wurde, wird die Reaktionskraft, die während des Bohrens aufritt, durch die Wand des Sollbohrloches 7a und die Führungsstange 7 getragen. Es ist deswegen nicht erforderlich, das Tragen einer solchen großen Reaktionskraft durch die Bohreinheit 8 selbst vorzusehen. Das macht es möglich, die zweite Bohreinheit 8 mit kleiner Form und geringem Gewicht zu konstruieren. Die Führungsstange 7 kann ferner so konstruiert werden, dass sie eine verhältnismäßig kleine Durchmesserabmessung besitzt, damit sie in das Führungsloch 6 eingesetzt werden kann, die einen kleineren Durchmesser als das Sollbohrloch 7a besitzt. Auf Grund dieser Merkmale kann die Bohrlochbohrmaschine, die die erste Bohreinheit mit dem Abwärtsbohrer 2, der daran getragen wird, die Führungsstange 7 und die zweite Bohreinheit 8 enthält, in ihren Gesamtabmessungen kleiner und darüber hinaus leichter konstruiert werden. Dementsprechend kann die Arbeit, die erforderlich ist, um die Bohrlochbohrmaschine zu transportieren, die die erste Bohreinheit mit dem daran getragenen Abwärtsbohrer 2, die Führungsstange 7 und die zweite Bohreinheit 8 enthält, verhältnismäßig einfach ausgeführt werden. Im Zusammenhang damit kann die Anzahl von Schritten, die für das Bohren erforderlich sind, verringert werden, wodurch die Bohrkosten gesenkt werden können.
Wenn es erwünscht ist, das Sollbohrloch 7a mit einem größeren Durchmesser zu bilden, ist es lediglich erforderlich, die Größe des Abraumbohrfördergefäßes 10a oder dergleichen der zweiten Bohreinheit 8 in Übereinstimmung mit dem Durchmesser des Sollbohrloches 7a einzustellen. Dadurch ist es möglich, ein Sollbohrloch 7a mit einem gewünschten Durchmesser zu bohren, ohne die Notwendigkeit, die Führungsstange 7 und die zweite Bohreinheit 8 in Bezug auf Abessung und Gewicht zu vergrößern. Folglich kann die Bildung eines Sollbohrloches 7a mit einem großen Durchmesser von etwa 3 bis 4 Metern leicht erreicht werden durch die Bildung eines großen Sollbohrloches, was bisher als verhältnismäßig schwierig betrachtet wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Arbeit zum Transportieren der Bohrlochbohrmaschine zu einer Bohrstelle verhältnismäßig einfach und die Bildung eines Sollbohrloches mit einem großen Sollbohrloch von etwa 3 bis 4 Metern ist einfach machbar. Dementsprechend kann diese Ausführungsform außerdem bei der Bildung von Fundamentbohrlöchern für Stromleitungsmasten oder dergleichen in einer bergigen Region angewendet werden, obwohl die Bildung derartiger Fundamentbohrlöcher bisher durch Handbohnen ausgeführt wurde. Wenn die vorliegende Erfindung anstelle des Handbohrens bei der Bildung von Fundamentbohrlöchern für Stromleitungsmasten oder dergleichen in einer bergigen Region angewendet wird, kann der Wirkungsgrad der Bohrtätigkeit bedeutend verbessert werden.
In der obenbeschriebenen Ausführungsform wurde gebrochenes Erdreich und Gestein, das durch das Bohren vorkommt, mittels des Abraumbohrfördergefäßes 19a, das als Bohrgerät wirkt, entfernt. Dieses gebrochene Erdreich und Gestein kann jedoch aus dem Untergrund 1 unter Verwendung von Luft oder durch das Zuführen von Wasser in Verbindung mit Luft abgesondert werden.
Beim Herausnehmen der Führungsstange 7 aus dem Sollbohrloch 7a nach der Bildung des Sollbohrloches 7a in der obenbeschriebenen Ausführungsform, kann die Führungsstange 7a aus dem Sollbohrloch 7a herausgenommen werden, nachdem diese zerlegt worden ist.
In der obenbeschriebenen Ausführungsform wurden die zweite Bohreinheit 8 und die Führungsstange 7 aus dem Sollbohrloch 7a aus dem Untergrund 1 entfernt, nachdem das Sollbohrloch 7a ausgebildet wurde. Wenn das Einsetzen einer Struktur, wie etwa eine Stütze, in das Sollbohrloch 1 nicht behindert wird, können diese zweite Bohreinheit 8 und die Führungsstange 7 gemeinsam von der Struktur, wie etwa von der in das Sollbohrloch 7a eingesetzten Stütze, im Untergrund 1 versenkt werden, ohne sie aus dem Untergrund 1 zu entfernen.
Ferner wurde in der obenbeschriebenen Ausführungsform ein sich vertikal erstreckendes Bohrloch als Sollbohrloch 7a gebohrt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Bohren eines derartigen vertikalen Bohrloches beschränkt. Es ist möglich, ein Bohrloch, das sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, oder ein Bohrloch, das sich in einer Richtung erstreckt, die unter einem vorgegebenen Winkel relativ zu einer vertikalen Richtung geneigt ist, zu bohren.
In der obenbeschriebenen Ausführungsform wurde beim Bohren des Bohrloches 7a bewirkt, dass sich das Abraumbohrfördergefäß 19a vorschiebt, während es gleichzeitig in einer horizontalen Ebene gedreht wird, so dass ein Bohren ausgeführt wird. Es ist jedoch möglich, die Drehung des Bohrgerätes in der horizontalen Ebene und das Vorschieben des Bohrgerätes unabhängig voneinander auszuführen.
Die bewegbare Einheit 12, die den Hauptkörper der zweiten Bohreinheit 8 bildet, kann anstelle des obenerwähnten Abraumbohrfördergefäßes 19az. B. als ein Bohrgerät mit einem Fördergefäß, das in einer vertikalen Ebene drehbar ist, vorgesehen sein. Wenn die stationäre Einheit 10 der Bohreinheit 8 über die Befestigungseinrichtung an der Wand des in dem Untergrund 1 ausgebildeten Bohrloches 7a befestigt ist, wird das Fördergefäß dann in der vertikalen Ebene gedreht, während sich der Hydraulikzylinder 21 als Vorschubeinrichtung erstreckt. Folglich kann das Bohren längs der Richtung der Erstreckung der Führungsstange 7 über die vorgegebene gerade Strecke, die dem Hub des Hydraulikzylinders 21 entspricht, ausgeführt werden. Dann wird bewirkt, dass sich das Fördergefäß über die obenerwähnte vorgegebene gerade Strecke zurückzieht. In diesem Zustand werden die Schwenkmotoren 20 als Dreheinrichtung so angetrieben, dass die bewegbare Einheit 12, nämlich das Fördergefäß als Bohrgerät um einen vorgegebenen Winkel gedreht wird. Wie oben beschrieben wurde, wird der Hydraulikzylinder 21 in diesem Zustand wieder angetrieben, um das Bohrgerät abzusenken, so dass bewirkt wird, dass das Fördergefäß den Untergrund über die vorgegebene gerade Strecke bohrt. In ähnlicher Weise wird das Bohrloch 7a dann bis zu einer Tiefe gebohrt, die der vorgegebenen Strecke entspricht. Das Befestigen der stationären Einheit 10 durch die stationäre Einrichtung wird anschließend abgehoben, so dass das Absinken der stationären Einheit 10 z. B. durch ihr Eigengewicht möglich ist. Dabei wird wieder das Bohrloch 7a über die vorgegebene gerade Strecke gebohrt, wie oben beschrieben wurde. Durch das Wiederholen des Bohrens, das das Vorschieben und Zurückziehen des Fördergefäßes über die vorgegebene gerade Strecke und sein Drehen um den vorgegebenen Winkel einschließt, wie oben beschrieben wurde, kann das gewünschte Sollbohrloch 7a über seine gesamte Länge ausgebildet werden. Ein derartiges Verfahren zum Bohren eines Bohrloches entspricht der vorliegenden Erfindung, die im Anspruch 2 definiert ist.
Die 2 bis 20 sind schematische Darstellungen, die die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine entsprechend den Ansprüchen 11–17, 19–21 und 23–35 der vorliegenden Anmeldung zeigen.
Die erste Ausführungsform der Bohrmaschine besitzt als wesentliche Elemente die erste Bohreinheit zum Bohren des Führungsloches 6, das im Durchmesser kleiner ist als das Sollbohrloch 7a, in dem Untergrund 1, die Führungsstange 7, die in das Führungsloch 6, das durch die erste Bohreinheit ausgebildet wurde, eingesetzt ist, die zweite Bohreinheit, die das Bohrgerät zum Bohren des Untergrundes 1 und zum Bohren des Sollbohrloches 7a unter der Führung der obenerwähnten Führungsstange 7 enthält, und die Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Hauptkörpers der zweiten Bohreinheit.
Von diesen Elementen enthält die erste Bohreinheit zum Bohren des Führungsloches 6, wie z. B. in 1A gezeigt ist, den Abwärtsbohrer 2 zum Bohren des Führungsloches 6, das kleiner als das Sollbohrloch 7a ist, die hydraulische Antriebseinheit 4 als eine Antriebsquelle zum Antreiben des Abwärtsbohrers 2 und des Drehtisches 3 und einen Kompressor zum Liefern von komprimierter Luft an den Abwärtsbohrer 2. Wie oben beschrieben wurde, ist die erste Bohreinheit, die den Abwärtsbohrer 2 enthält, aus der Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 3-119284 und dergleichen bekannt.
Die restlichen Elemente werden nachfolgend insbesondere unter Bezugnahme auf die 2 bis 15 beschrieben.
Der Grundaufbau der Führungsstange 7, die in das durch die erste Bohreinheit ausgebildete Führungsloch 6 eingeführt wird, enthält ein zylindrisches Rohr, das so angeordnet ist, dass es sich z. B. in einer vertikalen Richtung erstreckt, wie in 5 gezeigt ist. Die Führungsstange 7 kann in mehrere Abschnitte zerlegt werden. Diese zerlegten Abschnitte sind an mit Gewinde versehenen Abschnitten 7b in gegenseitigem Gewindeeingriff, um ein einteiliges Element zu bilden.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, ist die zweite Bohreinheit 8, die an der Führungsstange 7 montiert ist, mit dem Hauptkörper versehen, der die stationäre Einheit 10, die an einer oberen Position angeordnet ist, und die bewegbare Einheit 12, die mit einem unteren Teil der stationären Einheit 10 verbunden ist und über die Länge der Führungsstange 7 bewegbar ist, enthält.
Die stationäre Einheit 10 ist mit den Befestigungseinrichtungen zum Befestigen der stationären Einheit 10 an der Wand des Sollbohrloches 7a in dem Untergrund 1 versehen. Jede Befestigungseinrichtung enthält, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, die ausziehbare Platte 61 und den Hydraulikzylinder 60. Die ausziehbare Platte 61 kann gegen die Wand des Sollbohrloches 7a gedrückt werden, während veranlasst werden kann, dass sich der Hydraulikzylinder 60 erstreckt oder zusammenzieht, so dass die ausziehbare Platte 61 bewegt werden kann. Die Befestigungseinrichtungen, die diese ausziehbaren Platten 61 und die Hydraulikzylinder 60 in Kombination enthalten, sind an vier Positionen, d. h. in einer horizontalen Ebene an einer vorderen, einer hinteren, einer linken und einer rechten Position angeordnet, wie in 4 beispielhaft gezeigt ist.
Wie in 2 usw. gezeigt ist, ist die obenbeschriebene bewegbare Einheit 12 mit einem Hauptrahmen 16, einem Unterrahmen 18, einem Schwenklager 17; dem Abraumbohrfördergefäß 19a, einem festen Bohrer 19d, einem bewegbaren Bohrer 19e und den Hydraulikmotoren 20 versehen. Der Hauptrahmen 16 definiert an einer zentralen Position davon die zentrale Öffnung 23 und bildet dann, wenn er mit der stationären Einheit 10 verbunden ist, eine nicht drehende Einheit, deren Drehung um die Führungsstange 7 und längs der Wand des Sollbohrloches 7 beschränkt ist. Der Unterrahmen 18 bildet eine drehende Einheit, die um die Führungsstange 7 und längs der Wand des Sollbohrloches 7a frei drehbar ist. Das Schwenklager 17 ist zwischen den Hauptrahmen 16 und den Unterrahmen 18 eingesetzt. Das Abraumbohrfördergefäß 19a, der feste Bohrer 19d und der bewegbare Bohrer 19e sind an dem Unterrahmen 18 befestigt und sind Bohrgeräte zum Bohren des Sollbohrloches 7a in den Untergrund. Die Hydraulikmotoren 20 sind an dem Hauptrahmen 16 befestigt und bilden Einrichtungen zum Drehen des Unterrahmens 18, nämlich des Abraumbohrfördergefäßes 19a.
Das obenerwähnte Abraumbohrfördergefäß 19a ist an einer untersten Position der bewegbaren Einheit 12 angeordnet und besitzt an deren Rückwand einen Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung, der gebohrtes Erdreich und Gestein dort halten kann, wie in 2 usw. gezeigt ist. Ein derartiges Abraumbohrfördergefäß ist allgemein bekannt. Durch Anheben der zweiten Bohreinheit 8 kann gebrochenes Erdreich und Gestein, das in dem Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung des Abraumbohrfördergefäßes 19a gehalten wird, aus dem Sollbohrloch 7a entfernt werden. Dieses Abraumbohrfördergefäß 19a dient nämlich nicht nur als ein Bohrgerät, sondern außerdem als Abraumabsonderungseinrichtung. Ferner ist der feste Bohrer 19a über einem Seitenabschnitt des Abraumbohrfördergefäßes 19a angeordnet und ist selbst unbewegbar an der bewegbaren Einheit 12 angebracht. Ferner ist der bewegbare Bohrer 19e ebenfalls über dem Seitenabschnitt des Abraumbohrfördergefäßes 19a angeordnet, ist jedoch in der radialen Richtung der Bohreinheit 8 bewegbar, mit anderen Worten, er kann den Durchmesser der Bohreinheit 8 durch einen Hydraulikzylinder 19f, der an der bewegbaren Einheit 12 montiert ist, vergrößern.
Zwischen der stationären Einheit 10 und der bewegbaren Einheit 12 ist die Vorschubeinrichtung zum Betätigen des Abraumbohrfördergefäßes 19a angeordnet, wie in 2 gezeigt ist. Diese Vorschubeinrichtung ist z. B. an ihrem oberen Ende mit dem Rahmen, der die stationäre Einheit 10 bildet, und an ihrem unteren Ende mit dem Hauptrahmen 16, der die nicht drehende Einheit der bewegbaren Einheit 12 bildet, verbunden und enthält den Hydraulikzylinder 21, der erstreckt und zusammengezogen werden kann. Wie beispielhaft in 4 gezeigt ist, sind vier Hydraulikzylinder 21 in gleichen Winkelintervallen angeordnet, so dass sie die Führungsstange 7 umgeben.
In der ersten Ausführungsform ist der Bohrturm 62, der die zweite Bohreinheit 8 in einem hängenden Zustand anheben und absenken kann, auf dem Untergrund 1 an der Bohrstelle des Sollbohrloches 7a angeordnet, wie in 6 usw. gezeigt ist. Dieser Bohrturm 62 enthält Masten 71, die an vier Positionen, d. h. in einer horizontalen Ebene an einer vorderen, einer hinteren, einer linken und einer rechten Position aufrecht angeordnet sind. Innerhalb dieser Masten 71 sind Reaktionskraft-Aufnahmeplatten 76 angeordnet, mit denen die ausziehbaren Platten 61, die die obenbeschriebenen Befestigungseinrichtungen bilden, jeweils in Kontakt gebracht werden können, wie ebenfalls in 7 gezeigt ist.
Ferner ist ein Rahmen 72 als ein Trageelement an oberen Teilen des Masts 71 angeordnet und eine Trageeinrichtung 73 ist an dem Rahmen 72 angeordnet. Das Hebezeug 63 und die Seilscheibe 64 sind auf der Trageeinrichtung 73 angebracht. Wie in 6 usw. gezeigt ist, sind ferner die Seilscheiben 66 an dem oberen Teil der stationären Einheit 10 der zweiten Bohreinheit 8 angeordnet, so dass das Seil 65 von dem Hebezeug 63 um die Seilscheiben 66 an der stationären Einheit 10 und die Seilscheibe 64 an der Trageeinrichtung 73 gewickelt und an seinem Endabschnitt an der Trageeinrichtung 73 verankert ist. Das Antreiben des Hebezeugs wickelt das Seil 65 auf oder ab, so dass die zweite Bohreinheit 8 im hängenden Zustand abgehoben oder abgesenkt werden kann. Das obenerwähnte Hebezeug 63 und das Seil 65 bilden eine Einrichtung zum Entfernen der zweiten Bohreinheit 8 aus dem Sollbohrloch 7a nach außen.
Der Bohrturm 62 ist außerdem, wie in den 8 und 9 gezeigt ist, mit einem Stift 78 zum Positionieren der Führungsstange 7 bei ihrem Einsetzen in das Führungsloch 6 versehen. Dieser Stift 78 ist mit einem Belastungssensor 77 zum Erfassen von Kräften versehen, die die Führungsstange 7 während der Bohrtätigkeit durch die zweite Bohreinheit 8 aufnimmt. Wie in 9 gezeigt ist, ist dieser Belastungssensor 77 an der Trageeinrichtung 73 montiert und wird durch Hydraulikzylinder 79 gehalten, die an vier Positionen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind und sich in vier Richtungen, d. h. nach vorn, nach hinten, nach links bzw. nach rechts erstrecken und zusammenziehen können.
Wie in 13 gezeigt ist, sind Schienen 14 an dem Rahmen 72 des Bohrturms 62 angeordnet und Rollen 75, die an den Schienen 74 in Eingriff gehalten werden, sind an einem unteren Teil der Trageeinrichtung 73 angeordnet. Indem bewirkt wird, dass die Rollen 75 auf den Schienen 74 rollen, kann die Trageeinrichtung 73 seitwärts, nämlich in einer horizontalen Ebene bewegt werden. Wie in 13 gezeigt ist, bilden die obenbeschriebenen Schienen 74 und die Rollen 75 eine Einrichtung zum Bewegen der Trageeinrichtung 73, so dass die zweite Bohreinheit 8 von einer Position über dem Sollbohrloch 7a seitwärts bewegt werden kann.
Wie in den 12 und 13 gezeigt ist, ist ferner eine Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum, um darauf gebohrten Abraum abzulagern, der von dem Abraumbohrfördergefäß 19a freigegeben wird, so angeordnet, dass die Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum in einem unteren Teil eines Raums positioniert werden kann, der durch die vier Masten 71 des Bohrturms 62 umgeben ist. Diese Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum ist bewegbar angeordnet.
Die hydraulische Antriebseinheit 4 zum Antreiben des Drehtisches 3, des Abwärtsbohrers 2 und dergleichen der obenbeschriebenen ersten Bohreinheit bildet außerdem eine Antriebsquelle zur Antreiben der Hydraulikzylinder 60, die die Befestigungseinrichtung für die zweite Bohreinheit 8 bilden, der Hydraulikmotoren 20, die die Dreheinrichtung bilden, der Hydraulikzylinder 21, die die Vorschubeinrichtung bilden, des Hydraulikzylinders 19f zum Antreiben des bewegbaren Bohrers 19e, der Hydraulikzylinder 79 zum Halten des an dem Bohrturm 62 angeordneten Belastungssensors und dergleichen.
Wie in 10 usw. gezeigt ist, ist außerdem ein Steuerraum 80 neben der hydraulischen Antriebseinheit 4 angeordnet, um die Operation, die Steuerung und dergleichen der zweiten Bohreinheit 8 auszuführen. Wie in 15 gezeigt ist, sind in dem Steuerraum 80 angeordnet ein Schalter 86 zum Absenken der Bohreinheit, der ein Befehlssignal zum Antreiben des Hebezeugs 63 ausgibt, so dass ein Absenken der zweiten Bohreinheit 8 bewirkt wird, ein Schalter 87 zum Anheben der Bohreinheit, der ein Befehlssignal zum Antreiben des Hebezeugs 63 ausgibt, so dass ein Anheben der zweiten Bohreinheit 8 bewirkt wird, einen Schalter 88 zum Beginnen des Bohrens, der ein Befehlssignal zum Beginnen des Bohrens durch die zweite Bohreinheit 8 ausgibt, ein Schalter 89 zum Stoppen des Bohrens, der ein Befehlssignal zum Stoppen des Bohrens durch die zweite Bohreinheit 8 ausgibt, ein Schalter 90 zum Beginnen der Abraumabsonderung, der ein Befehlssignal ausgibt, um die Absonderung von gebrochenem Erdreich und Gestein, das durch Bohren in dem Abraumbohrfördergefäß 19a abgelagert wurde, aus dem Sollbohrloch 7a zu beginnen, ein Schalter 91 zum Stoppen der Abraumabsonderung, der ein Befehlssignal ausgibt, um die Absonderung von gebrochenem Erdreich und Gestein zu stoppen, ein Schalter 110 zum Bewegen der Trageeinrichtung, der ein Befehlssignal zum Bewegen der Trageeinrichtung 73, die an dem Bohrturm 62 angeordnet ist, ausgibt, und ein Schalter 111 zum Bewegen der Schachtbühne, der ein Befehlssignal zum Bewegen der Schachtbühne für abgesonderten Abraum, die an dem Bohrturm 62 angeordnet ist, ausgibt.
In dem Steuerraum 80 ist außerdem ein Controller 99 zum Eingeben von Befehlssignalen, die von diesen Schaltern 86, 87, 88, 89, 90, 91, 110 und 111 ausgegeben werden, angeordnet. Dieser Controller 99 enthält z. B. einen Mikrocomputer und besitzt eine Eingabe/Ausgabeeinheit, eine Speichereinheit und eine Prozessoreinheit. Die Prozessoreinheit ist mit einer Bohrsteuereinheit 100 zum Steuern der Bohr- und Abraumabsonderungstätigkeit durch die zweite Bohreinheit 8 und einer Versatzsteuereinheit 101 zum Steuern der räumlichen Orientierung der zweiten Bohreinheit 8 während des Bohrens versehen.
Die Befehlssignale von den einzelnen obenerwähnten Schaltern 86, 87, 88, 89, 90, 91, 110 und 111 werden in die Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 eingegeben. Jedes Erfassungssignal von dem Belastungssensor 77, der an dem Bohrturm 62 angeordnet ist, wird in die Versatzsteuereinheit 101 des Controllers 99 eingegeben.
Die zweite Bohreinheit 8 ist außerdem mit einem Winkelsensor 93, der direkt unterhalb des Belastungssensors angeordnet ist, zum Erfassen einer Verschiebung der an der Führungsstange 7 monierten Bohreinheit 8 um die Führungsstange 7 relativ zu einer Referenzposition versehen. Jedes Erfassungssignal von dem Winkelsensor wird außerdem in eine Versatzsteuereinheit 101 des Controllers 99 eingegeben. In dieser Ausführungsform ist außerdem ein Entfernungssensor 94 für die Erfassung einer Entfernung L1 (die in 18 gezeigt ist) zwischen der Montageposition des Belastungssensors 77 und der zweiten Bohreinheit 8 versehen. Jedes Erfassungssignal von diesem Entfernungssensor 94 wird außerdem in die Versatzsteuereinheit 101 des Controllers 99 eingegeben. Es ist z. B. gleichfalls möglich, als Entfernungssensor 94 einen Sensor anzuordnen, der jede Längenänderung des Seils 65 erfasst, das vom Hebezeug 63 abgewickelt wird.
Steuersignale, die von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben werden, werden als elektrische Signale oder nach ihrer Umsetzung in der hydraulischen Antriebseinheit 4 in hydraulische Signale zu einer Hebezeugantriebseinheit 95 zum Antreiben des Hebezeugs 63, zu einer Trageeinrichtung-Bewegungseinheit 96 zum Bewegen der Trageeinrichtung 73, zu den Hydraulikmotoren 20 zum Drehen der bewegbaren Einheit 12 der Bohreinheit 8, zu den Hydraulikzylindern 21, um ein Vorschieben der bewegbaren Einheit 12 der Bohreinheit 8 zu bewirken, zu dem Hydraulikzylinder 19f zum Bewegen des bewegbaren Bohrers 19e, der an die bewegbare Einheit 12 der Bohreinheit 8 montiert ist, zu einem Öftnungs/Schließzylinder 97 zum Öffnen oder Schließen des Abraumbohrfördergefäßes 19a, das an die bewegbare Einheit 12 der Bohreinheit 8 montiert ist, zu einer Bewegungseinheit 98 der Schachtbühne für abgesonderten Abraum, um die an dem Bohrturm 62 angeordnete Schachtbühne für abgesonderten Abraum zu bewegen, bzw. zu den Hydraulikzylindern 60 zum Befestigen der stationären Einheit 10 der Bohreinheit 8 an der Wand des Sollbohrloches 7a geleitet. Ferner wird jedes Steuersignal, das von der Versatzsteuereinheit 101 des Controllers 99 ausgegeben wird, in der hydraulischen Antriebseinheit 4 in ein hydraulisches Signal umgesetzt und dann zu dem relevanten Zylinder der Hydraulikzylinder 60 zum Befestigen der stationären Einheit 10 an der Wand des Sollbohrloches 7a geleitet.
Unter der nochmaligen Bezugnahme auf die 1A bis 1F, die oben beschrieben wurden, erfolgt nachfolgend eine Beschreibung der Bohroperation, die durch die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine der vorliegenden Erfindung, die in der obenbeschriebenen Weise aufgebaut ist, ausgeführt wird.
Die erste Bohreinheit mit dem Abwärtsbohrer 2, die Führungsstange 7, die zweite Bohreinheit 8 und dergleichen werden zu einer Bohrstelle transportiert. Beim Ausführen der Bohrtätigkeit wird die erste Bohreinheit, die mit dem Abwärtsbohrer 2 und dem Drehtisch 3 ausgerüstet ist, zuerst auf dem Untergrund 1 angeordnet, um das Führungsloch 6 zu bohren, das einen kleineren Durchmesser besitzt als das Sollbohrloch 7a, wie in 1A gezeigt ist. In dem in 1A gezeigten Zustand wird die hydraulische Antriebseinheit 4 betätigt, um den Drehtisch 3 zu drehen, und von einem Kompressor wird Luft in den Abwärtsbohrer 2 geleitet. Das Bohren wird somit durch den Abwärtsbohrer 2 ausgeführt, wie in 1B gezeigt ist. Durch das Bohren vorkommendes gebrochenes Erdreich und Gestein wird aus dem Untergrund 1 durch Blasen der Luft, die von dem Kompressor zugeführt wird, gegen den gebohrten Bereich abgesondert. Der Abwärtsbohrer 2 wird dann angehoben, wodurch das Führungsloch 6 im Untergrund 1 ausgebildet ist. Die Führungsstange 7, die in 5 gezeigt ist, wird dann in das Führungsloch 6 eingesetzt.
Wenn z. B. die Führungsstange 7 in das Führungsloch 6 eingesetzt ist, ist der Bohrturm in der in 6 usw. gezeigten Weise aufgebaut und der im Steuerraum 80 angeordnete Schalter 111 zum Bewegen der Schachtbühne wird betätigt. Folglich wird ein Steuersignal von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 zu der Bewegungseinheit 98 der Schachtbühne für abgesonderten Abraum ausgegeben. Die in den 12 und 13 gezeigte Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum wird aus dem Bohrturm 62 bewegt, wodurch ein Raum geschaffen wird, der ausreichend groß ist, um darin die zweite Bohreinheit 8 zu platzieren.
Wenn die Bohreinheit 8 über das Seil 65 aufgehängt ist, wird der Schalter 86 zum Absenken der Bohreinheit oder der Schalter 87 zum Anheben der Bohreinheit, die in dem Steuerraum 80 angeordnet sind, betätigt. Im Ergebnis wird die Hebezeug-Antriebseinheit 95 angetrieben, um das Hebezeug 63 auf der Trageeinrichtung 73 des Bohrturms 62 so anzutreiben, dass die zweite Bohreinheit 8 in einem hängenden Zustand abgesenkt oder angehoben und an der Führungsstange 7 montiert wird, wie in 6 usw. gezeigt ist. 6 veranschaulicht die zweite Bohreinheit 8 in einem Zustand, nachdem sie an der Führungsstange 7 montiert wurde. Wie beispielhaft in 9 gezeigt ist, wird anschließend bewirkt, dass sich wahlweise einer oder mehrere der Hydraulikzylinder 79 (vier Zylinder, d. h. der vordere, der hintere, der linke und der rechte Zylinder) erstrecken oder zusammenziehen, um den Belastungssensor 77 und den Stift 78 so zu bewegen, dass der Stift 78 in der Führungsstange 7 eingesetzt wird. Die Führungsstange 7 wurde folglich so positioniert, dass sie keiner Schwingung unterliegt.
Beim Beginnen der Bohrtätigkeit durch die zweite Bohreinheit 8 wird zuerst der in 15 gezeigte Schalter 88 zum Beginnen des Bohrens, der in dem Steuerraum 80 angeordnet ist, betätigt. Im Ergebnis wird Hydraulikfluid zu den vier Hydraulikzylindern 60, die die Befestigungseinrichtung bilden, geleitet, so dass bewirkt wird, dass sich diese Hydraulikzylinder 60 erstrecken. Folglich wird bewirkt, dass die ausziehbaren Platten 61 die entsprechenden Reaktionskraft-Aufnahmeplatten 76 des Bohrturms 62 drücken, wodurch die stationäre Einheit 10 der Bohreinheit 8 an diesen Reaktionskraft-Aufnahmeplatten 76 befestigt wird. Ferner wird Hydraulikfluid außerdem zu dem Hydraulikzylinder 19f geleitet, so dass bewirkt wird, dass sich der Hydraulikzylinder 19f erstreckt, um den bewegbaren Bohrer 19e in einer Position zur Vergrößerung des Bohrdurchmessers zu halten. Der in den 6, 7, 8 und 9 gezeigte Zustand gibt den Zustand an, der an diesem Punkt erreicht wurde.
In diesem Zustand werden die Hydraulikmotoren 20 als die Dreheinrichtung und die Hydraulikzylinder 21 als die Vorschubeinrichtung in Reaktion auf Steuersignale, die von der Bohrsteuereinheit 100 des in 15 gezeigten Controllers 99 ausgegeben werden, betätigt. Dementsprechend wird die bewegbare Einheit 12 nach unten vorgeschoben, während sie sich dreht, so dass das Bohren über die vorgegebene Strecke, die dem Hub der Hydraulikzylinder 21 entspricht, durch die Bohrgeräte, d. h. das Abraumbohrfördergefäß 19a, den festen Bohrer 19d und den bewegbaren Bohrer 19e ausgeführt.
Wenn an dieser Stelle der Schalter 89 zum Stoppen des Bohrens betätigt wird, werden Signale von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben, damit die Hydraulikmotoren 20 und die Hydraulikzylinder 21 gestoppt werden, damit bewirkt wird, dass sich die Hydraulikzylinder 60, die die Befestigungseinrichtung bilden, zusammenziehen, um die ausziehbaren Platten 61 von den entsprechenden Reaktionskraft-Aufnahmeplatten 76 des Bohrturms 62 zu trennen und damit bewirkt wird, dass sich die Hydraulikzylinder 19f für den bewegbaren Bohrer 19e zusammenziehen.
Wenn der Schalter 86 zum Absenken der Bohreinheit in dem Steuerraum 80 in diesem Zustand betätigt wird, wird die Hebezeug-Steuereinheit 95 in Reaktion auf ein Steuersignal, das von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben wird, betätigt. Durch das Eigengewicht der stationären Einheit 10 der Bohreinheit 8 wird bewirkt, dass sich die Hydraulikzylinder 21 zusammenziehen, wodurch ermöglicht wird, dass die stationäre Einheit 10 zur bewegbaren Einheit 12 hin abgesenkt wird. Wenn die stationäre Einheit 10 über eine vorgegebene Strecke abgesenkt wurde, wird die Hebezeug-Steuereinheit 95 gestoppt.
Nachdem die Operation mehrere Male wiederholt wurde, wird der Schalter 88 zum Beginnen des Bohrens im Steuerraum 80 wieder betätigt. Es wird somit bewirkt, dass sich die Hydraulikzylinder 60 der Befestigungseinrichtung erstrecken, um die einzelnen ausziehbaren Platten 61 gegen die Wand des gebohrten Bohrloches 7a zu drücken, so dass die stationäre Einheit 10 befestigt ist. Außerdem werden die Hydraulikmotoren 20 und die Hydraulikzylinder 21 als die Vorschubeinrichtung ebenfalls betätigt. Das bewirkt, dass sich die bewegbare Einheit 12 während der Drehung nach unten vorschiebt, wodurch ein Bohren durch das Abraumbohrfördergefäß 19a, den festen Bohrer 19d und den bewegbaren Bohrer 19e über die vorgegebene Strecke, die dem Hub der Hydraulikzylinder 21 entspricht, ausgeführt wird.
Eine ähnliche Operation wird dann wiederholt, bis gebrochenes Erdreich und Gestein in einer ausreichenden Menge auf dem Abraumbohrfördergefäß 19a abgelagert wurde. Die 1D und 10 veranschaulichen bei der obenbeschriebenen Bohroperation einen Zustand unmittelbar vor dem Befestigen der stationären Einheit 10 in dem Sollbohrloch 7a durch die Befestigungseinrichtung und vor dem Beginn des Bohrens. 1E zeigt andererseits einen Zustand, in dem das Bohren über die vorgegebene Strecke, die dem Hub der Hydraulikzylinder entspricht, beendet wurde. Ferner stellt 1F einen Zustand dar, in dem die stationäre Einheit 10 in dem Sollbohrloch 7a durch die Befestigungseinrichtung befestigt wurde, um das Bohren über die nächste vorgegebene Strecke auszuführen.
Wenn eine bedeutende Menge von gebrochenem Erdreich und Gestein in dem Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung des Abraumbohrfördergefäßes 19a nach der Wiederholung der Bohroperation über die vorgegebene Strecke platziert wurde, wird im Steuerraum 80 der Schalter 87 zum Anheben der Bohreinheit betätigt. Im Ergebnis wird in Reaktion auf ein Steuersignal, das von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben wird, die Hebezeug-Antriebseinheit 95 betätigt, so dass die Bohreinheit 8 in hängendem Zustand in dem Bohrturm 62, der über dem Sollbohrloch 7a angeordnet ist, angehoben wird. Dabei wird der Schalter 111 zum Bewegen der Schachtbühne in dem Steuerraum 80 betätigt. Im Ergebnis wird die Schachtbühne 82 fürabgesonderten Abraum zu einer Position direkt unterhalb der Bohreinheit 8 bewegt. In diesem Zustand wird der Schalter 90 zum Beginnen der Abraumabsonderung im Steuerraum 80 betätigt. In Reaktion auf ein Steuersignal, das von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben wird, wird Hydraulikfluid zum Öffnungs/Schließzylinder 97 des Abraumbohrfördergefäßes geliefert, so dass das Abraumbohrfördergefäß 19a an seinem unteren Teil geöffnet wird. Somit wird gebohrtes Erdreich und Gestein von dem Abraumbohrfördergefäß 19a auf die Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum freigegeben, wie in 12 dargestellt ist. Nach Beendigung der Freigabe des gebohrten Erdreichs und Gesteins wird der Schalter 91 zum Stoppen der Abraumabsonderung im Steuerraum 80 betätigt. Folglich wird der Öffnungs/Schließzylinder 97 des Abraumbohrfördergefäßes in Reaktion auf ein Steuersignal, das von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben wird, betätigt, wodurch der untere Teil des Abraumbohrfördergefäßes 19a geschlossen wird. Wenn der Schalter 11 zum Bewegen der Schachtbühne anschließend betätigt wird, wird die Einheit 98 zum Bewegen der Schachtbühne für abgesonderten Abraum in Reaktion auf ein Steuersignal, das von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben wird, betätigt, wodurch die Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum mit darauf geladenem gebohrten Abraum 83 an eine Stelle außerhalb des Bohrturms 62 bewegt wird. Der gebohrte Abraum 83 auf der Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum wird durch eine nicht dargestellte Einrichtung von der Schachtbühne 82 für abgesonderten Abraum entfernt.
Wenn das Sollbohrloch 7a über seine gesamte Länge ausgebildet wurde und die Bohrtätigkeit beendet wurde oder wenn, wie in 14 gezeigt ist, im Verlauf der Bohrtätigkeit festgestellt wurde, dass in dem Sollbohrloch 17a Geröllsteine 85 oder dergleichen, die die Arbeiten stören, vorhanden sind, wird die Führungsstange 7 in der Nähe der Bohreinheit 8 zerteilt und der Schalter 110 zum Bewegen der Trageeinrichtung, der im Steuerraum 80 angeordnet ist, wird betätigt. Im Ergebnis wird eine nicht dargestellte Einheit zum Bewegen einer Trageeinrichtung in Reaktion auf ein Steuersignal, das von der Bohrsteuereinheit 100 des Controllers 99 ausgegeben wird, betätigt und die Trageeinrichtung 73 bewegt sich von einer Position über dem Sollbohrloch 7a seitwärts, so dass die Bohreinheit 8 seitwärts bewegt werden kann, wie in den 13 und 14 gezeigt ist. Demzufolge kann die Bohreinheit 8, die über das Seil 65 aufgehängt ist, von dem Seil 65 gelöst und weg bewegt werden. Wenn Geröllsteine 85 in dem Sollbohrloch 7a vorhanden sind, wie in 14 gezeigt ist, werden die Geröllsteine 85 entfernt und die Führungsstange 7 und die Bohreinheit 8 werden dann wieder angeordnet, so dass das Bohren erneut aufgenommen werden kann.
Wenn die zweite Bohreinheit 8 am Ende der Arbeit entfernt wird, wird der restliche geteilte Abschnitt der Führungsstange 7, der noch in dem Sollbohrloch 7a aufgenommen ist, ebenfalls aus dem Sollbohrloch 7a entnommen.
In der obenbeschriebenen Weise kann das Sollbohrloch 7a geradlinig längs der Erstreckung der Führungsstange 7 gebohrt werden.
Um ferner ein genaueres Sollbohrloch 7a auszubilden, wird die Steuerung der Bohreinheit 8 durch die Verarbeitung von Erfassungssignalen, die von dem Belastungssensor 77, dem Winkelsensor 93 bzw. dem Entfernungssensor 94 ausgegeben werden, ausgeführt. Diese Steuerung wird nachfolgend anhand der 16 bis 20 beschrieben.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Führungsstange 7 außerdem mit einem Belastungssensor 77 versehen. Dieser Belastungssensor 77 enthält jedoch z. B. eine Belastungszelle des Typs der Zweiachsenerfassung oder dergleichen, so dass Kräfte, die sich im rechten Winkel in zwei Richtungen von X-Y in 16 kreuzen, erfasst werden können. Die zwei Achsen X'-Y' in 16 repräsentieren zwei Achsen, die einander gegenüber liegende Vorschubeinrichtungen verbinden, die beim Befestigen der stationären Einheit 10 der Bohreinheit 8 an der Wand des Sollbohrloches 7a, nämlich der vier Hydraulikzylinder 21 befestigt werden sollen, und die sich im rechten Winkel zueinander erstrecken. Wenn die Führungsstange 7 und die Bohreinheit 8 mit einer Einrichtung versehen sind, die eine Bewegung der Bohreinheit 8 um die Führungsstange 7 verhindert, können die X-Y-Achsen, die die Richtungen der Kräfte sind, die durch den Belastungssensor 77 erfassbar sind, im Voraus mit den X'-Y'-Achsen in Übereinstimmung gebracht werden, die an der Bohreinheit 8 imaginär eingestellt sind. In diesem Fall ist der obenbeschriebene Winkelsensor 93, der an der Bohreinheit 8 angeordnet ist, nicht erforderlich. Da die obenerwähnte Verhinderungseinrichtung in der ersten Ausführungsform nicht vorhanden ist, können alle Versuche, die X-Y-Achsen des Belastungssensors 7 mit den an der Bohreinheit 8 eingestellten X'-Y'-Achsen in Übereinstimmung zu bringen, infolge der Verdrehung des Seils 65, über welches die Bohreinheit 8 aufgehängt ist, kaum erfolgreich sein. Demzufolge wird der Winkelsensor 93 der Bohreinheit 8 als Einrichtung verwendet, um Kräfte in den Richtungen der beiden X-Y-Achsen, die durch den Belastungssensor 77 erfasst wurden, in Kräfte in den Richtungen der beiden imaginären Achsen X'-Y', die an der Bohreinheit 8 eingestellt sind, umzusetzen.
Wie in 18 dargestellt ist, können ferner folgende Formeln aufgestellt werden: F = P + N (1) P × L2 = N × L1 (2)wobei
N: Kraft, die durch das Kombinieren von zwei Kräften in den beiden Richtungen X-Y, die durch den Belastungssensor 77 erfasst wurden, erhalten wird.
F: Vorspannungsbelastung, die im Verlauf des Bohrens durch das Abraumbohrfördergefäß 19a auf die Bohreinheit 8 angewendet wird.
P: Reaktionskraft, die auf die Führungsstange 7 wirkt.
L2: Strecke zwischen dem unteren Ende des Abraumbohrfördergefäßes 19a, an der die Reaktionskraft P erzeugt wird, und einem näherungsweise zentralen Punkt des Abraumbohrfördergefäßes 19a, betrachtet in der Richtung seiner Höhe unter der Voraussetzung, dass die Vorspannungsbelastung F an dem näherungsweise zentralen Punkt des Abraumbohrfördergefäßes 19a auftritt.
L1: Strecke von dem näherungsweise zentralen Punkt des Abraumbohrfördergefäßes 19a, betrachtet in der Richtung seiner Höhe, zu dem Belastungssensor 77.
Dabei kann die Strecke L2 als eine Konstante angenommen werden, die aus der Form des Abraumbohrfördergefäßes 19a bestimmt werden kann. Die Kraft N, die oben beschrieben wurde, kann als Zusammensetzung von Kräften, d. h. von Erfassungswerten in den Richtungen der beiden Achsen X-Y, die durch den Belastungssensor 77 erfasst werden, erhalten werden. Ferner wird die Strecke L1 gemäß einem Signal bestimmt, das von dem obenbeschriebenen Entfernungssensor 94 ausgegeben wird. Demzufolge kann die Reaktionskraft P, die auf die Führungsstange 7 wirkt, nach der Formel (2) berechnet werden. Außerdem kann anhand der Reaktionskraft P, die in der obenbeschriebenen Weise bestimmt wird, und der Kräftezusammensetzung N, die in der obenbeschriebenen Weise von dem Belastungssensor 77 erhalten wird, die Größe der Vorspannungsbelastung F, die auf die Bohreinheit 8 wirkt, nach der Formel (1) bestimmt werden. Die Vorspannungsbelastung F ist der Richtung der Reaktionskraft P und der Kräftezusammensetzung N entgegengesetzt.
Bei der Ausführung einer Bohrtätigkeit werden die einzelnen Erfassungssignale des Belastungssensors 767, des Winkelsensors 93 und des Entfernungssensors 94 in die Versatzsteuereinheit 101 des Controllers 99, der im Steuerraum 8 angeordnet ist, eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt führt die Versatzsteuereinheit 101 z. B. eine Bestimmung der Kräftezusammensetzung N aus Kräften in den Richtungen der beiden Achsen X-Y, die von dem Belastungssensor 77 erfasst werden, aus. Ferner wird außerdem aus einer Änderung der Länge des Seils 65, die von dem Entfernungssensor 94 erfasst wird, eine Bestimmung der Strecke L1, die in 18 gezeigt ist, ausgeführt. Die Berechnung wird dann nach der Formel (1) ausgeführt, um die Reaktionskraft P, die auf die Führungsstange 7 wirkt, aus der Reaktionskraft P und der Kräftezusammensetzung N, die in der beschriebenen Weise bestimmt wird, zu bestimmen.
Zwischen der Kräftezusammensetzung N und der Reaktionskraft P und der Vorspannungsbelastung F, die jeweils in der obenbeschriebenen Weise bestimmt werden, gibt eine Beziehung, die in der 19 dargestellt ist. Wie in 19 gezeigt ist, wird die Berechnung anhand der Erfassungssignale des Winkelsensors 93 ausgeführt, um die Vorspannungsbelastung F auf den X-Y-Achsen in eine Kraft F' auf den X'-Y'-Achsen umzusetzen und außerdem werden Komponenten der Kraft F' in den Richtungen der X'- und Y'-Achsen bestimmt. Die Berechnung wird dann ausgeführt, um eine Sollstrecke zu bestimmen, über die ein Erstrecken oder Zusammenziehen des relevanten Hydraulikzylinders 60 der in 16 gezeigten Befestigungseinrichtung bewirkt wird, um diese Komponenten auf 0 zu verringern. Ein Steuersignal, das dieser Sollbetätigungsstrecke entspricht, wird von der Versatzsteuereinheit 101 des Controllers 99 ausgegeben und der relevante Hydraulikzylinder 60 wird in Reaktion auf dieses Steuersignal betätigt.
In der obenbeschriebenen Weise ist es möglich, die räumliche Orientierung der Bohreinheit 8 während des Bohrens so zu steuern, dass die Bohreinheit 8 längs ihres gesamten Umfangs eine im Wesentlichen gleiche Kraft aufnimmt. Das macht es möglich, das Bohren auszuführen, während die Mittelachse der Bohreinheit 8 ständig so gehalten wird, dass sie mit der Mittelachse der Führungsstange 7, d. h. der Mittelachse des Sollbohrloches 7a im Wesentlichen übereinstimmt.
Die erste Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine, die in der obenbeschriebenen Weise aufgebaut ist, kann außerdem, wie oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform des in den 1A bis 1F gezeigten Verfahrens zum Bohren eines Bohrloches beschrieben wurde, eine Reaktionskraft durch die Wand des Sollbohrloches 7a über die Befestigungseinrichtung und außerdem durch die Führungsstange 7 tragen, so dass ein Schwingen der Bohreinheit 8 während des Bohrens begrenzt und verringert werden kann. Das macht es möglich, ein Bohren längs der Erstreckung der Führungsstange 7 auszuführen, während der Versatz der Mittelachse der Bohreinheit 8 relativ zur Mittelachse des Sollbohrloches 7a sowie das Auftreten einer Neigung der Bohreinheit 8 minimal gemacht werden können, so dass das Bohrloch 7a mit einer sehr genauen Vertikalität gebohrt werden kann. Es ist grundsätzlich keine Einstellung der räumlichen Orientierung der Bohreinheit 8 während der Bohrtätigkeit erforderlich, wodurch ermöglicht wird, den Wirkungsgrad der Bohrtätigkeit zu verbessern. Ferner kann das Bohrloch 7a mit einer sehr genauen Vertikalität ausgebildet werden, so dass der Durchmesser des Bohrloches 7a nicht mehr unnötig groß gemacht werden muss. Wenn nach dem Bohren in das Bohrloch 7a Beton eingebracht wird, kann der Beton mit einem minimalen Verlust eingebracht werden.
Ferner dient das Abraumbohrtördergefäß 19a ebenfalls als die Abraumabsonderungseinrichtung. Unabhängig von den Bedingungen des Untergrunds und der Bohrtiefe ermöglicht das Abraumbohrfördergefäß 19a gebohrtes Erdreich und Gestein darin in einer Menge abzulegen, die der Kapazität des Abraumbohrfördergefäßes 19a entspricht. Es ist deswegen möglich, die Absonderung von gebohrtem Erdreich und Gestein ohne die Notwendigkeit einer speziellen Abraumabsonderungseinrichtung effektiv auszuführen.
In der obenbeschriebenen Ausführungsform wird beim Beginnen des Bohrens durch die zweite Bohreinheit 8 die Reaktionskraft durch die Reaktionskraft-Trageplatten 76, die an entsprechenden Masten 71 des Bohrturms 62 angeordnet sind, getragen. Es wird deswegen keine weitere große Struktur zum Tragen von Bohr-Reaktionskräften benötigt, was einen wirtschaftlichen Vorteil bringt.
Ferner wird die Reaktionskraft während des Bohrens durch die Wand des Sollbohrloches 7a und die Führungsstange 7 getragen, wie oben beschrieben wurde. Es ist deswegen bei der zweiten Bohreinheit 8 selbst nicht erforderlich, das Tragen einer großen Reaktionskraft zu berücksichtigen, so dass die zweite Bohreinheit 8 klein und leicht konstruiert werden kann. Ferner kann die Führungsstange 7 so beschaffen sein, dass sie einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser besitzt, derart, dass sie in das Führungsloch 6, das einen kleineren Durchmesser als das Sollbohrloch 7a besitzt, eingesetzt werden kann. Auf Grund dieser Merkmale kann die Bohrlochbohrmaschine, die die erste Bohreinheit mit dem daran getragenen Abwärtsbohrer 2, die Führungsstange 7 und die zweite Bohreinheit 8 enthält, mit kleinen Gesamtabmessungen und geringem Gewicht gebildet werden. Die Arbeit zum Transportieren der Bohrlochbohrmaschine, die die erste Bohreinheit mit dem daran getragenen Abwärtsbohrer 2, die Führungsstange 7 und die zweite Bohreinheit 8 enthält, zu einer Bohrstelle ist verhältnismäßig einfach. Die Anzahl der Schritte, die zum Bohren erforderlich sind, kann somit verringert werden, wodurch die Bohrkosten gesenkt werden können.
Um ein Sollbohrloch 7a mit einem größeren Durchmesser auszubilden, ist es lediglich erforderlich, die Größe des Bohrgerätes, wie etwa das Abraumbohrfördergefäß 19a, an der zweiten Bohreinheit 8 entsprechend dem Durchmesser des Sollbohrloches 7a einzustellen. Ohne eine wesentliche Vergrößerung der Abmessungen und des Gewichts der Führungsstange 7 und der zweiten Bohrmaschine 8 zu bewirken, können deswegen Sollbohrlöcher mit einem großen Durchmesser von etwa 3 bis 4 Metern einfach ausgebildet werden, obwohl die Bildung von derartig großen Bohrlöchern bisher als verhältnismäßig schwierig angesehen wurde.
Da, wie oben erwähnt wurde, die Arbeit zum Transportieren der Bohrlochbohrmaschine zu einer Bohrstelle verhältnismäßig einfach ist und Sollbohrlöcher mit einem großen Durchmesser von etwa 3 bis 4 Metern einfach ausgebildet werden können, kann die Bohrlochbohrmaschine gemäß dieser Ausführungsform außerdem bei der Bildung von Fundamentbohrlöchern für Stromleitungsmasten oder dergleichen in bergigen Regionen angewendet werden, obwohl die Bildung derartiger Fundamentbohrlöcher bisher durch Handbohrung ausgeführt wurde. Wenn die Bohrlochbohrmaschine dieser Ausführungsform bei der Bildung von Fundamentbohrlöchern für Stromleitungsmasten oder dergleichen in bergigen Regionen in der obenbeschriebenen Weise anstelle der Handbohrung angewendet wird, kann der Wirkungsgrad der Bohrtätigkeit bedeutend verbessert werden.
Die zweite Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben.
Diese zweite Ausführungsform ist als Abraumabsonderungseinrichtung mit einer Einrichtung zum Absondern gebrochenen Erdreichs und Gesteins versehen, das in dem Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung des Abraumbohrfördergefäßes 19a durch Unterdrucksaugen, mit anderen Worten durch die Verwendung eines Luftdrucks abgelagert wurde.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform ist eine Unterdruckeinheit 102 auf dem Untergrund angeordnet und ein Trichter 104 zum Speichern von gebrochenem Erdreich und Gestein ist auf dem Bohrturm 62 angeordnet. In einer Rohrleitung zwischen dem Trichter 104 und der Unterdruckeinheit 102 ist eine Filtereinheit 103 angeordnet. Ein Abraumabsonderungsrohr 105, das an einem Ende davon an dem Trichter 104 angeschlossen ist, ist so angeordnet, dass es dem Abschnitt 19c des Abraumbohrfördergefäßes 19a an einem unteren Ende davon gegenübersteht. Die restliche Struktur ist der entsprechenden Struktur der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, ähnlich.
In dieser Ausführungsform wird die Unterdruckeinheit 102 betätigt, wenn erwünscht ist, gebrochenes Erdreich und Gestein, die in dem Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung des Abraumbohrfördergefäßes 19a als ein Ergebnis der Bohrtätigkeit abgelagert wurden, abzusondern. Bei Betätigung der Unterdruckeinheit 102 werden gebrochenes Erdreich und Gestein in den Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung in das Abraumabsonderungsrohr 105 gesaugt und dann im Trichter 104 aufbewahrt. Die Luft, die von der Unterdruckeinheit 102 angesaugt wird, wird in der Filtereinheit 103 gereinigt. Auf diese Weise können gebrochenes Erdreich und Gestein, die aus dem Abschnitt 19c zur vorübergehenden Speicherung des Abraumbohrfördergefäßes 19a entfernt wurden und anschließend in dem Trichter aufbewahrt wurden, durch eine geeignete Einrichtung zum Öffnen eines unteren Teils des Trichters aus dem Bohrturm 62 entfernt werden. Weitere vorteilhafte Wirkungen sind jenen ähnlich, die aus der obenbeschriebenen ersten Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung verfügbar sind.
Die dritte Ausführungsform der Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 23 beschrieben.
In der dritten Ausführungsform ist am unteren Ende der bewegbaren Einheit 21 der zweiten Bohreinheit 8 anstelle des obenbeschriebenen Abraumbohrfördergefäßes 19a, das in der in 22 gezeigten zweiten Ausführungsform angeordnet ist, ein Rollenbohrer bzw. Rollenmeißel 106, der den Untergrund 1 durch sich drehende Rollen bohrt, als ein Bohrgerät montiert. Die restliche Struktur ist der entsprechenden Struktur der obenbeschriebenen zweiten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ähnlich. Die Bohrlochbohrmaschine, die in der obenbeschriebenen Weise aufgebaut ist, kann ebenfalls ein Sollbohrloch 7a genau in den Untergrund bohren.
In den ersten bis dritten Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, ist die Führungsstange 7 so beschaffen, dass sie in mehrere Abschnitte zerlegt werden kann. Wenn die Bohrstrecke des Sollbohrloches 7a verhältnismäßig kurz ist, kann eine Führungsstange 7 ohne derartige zerlegte Abschnitte angeordnet werden.
Ferner sind die ersten bis dritten Ausführungsformen jeweils mit Hydraulikzylindern 60 als Einrichtung zum Antreiben der ausziehbaren Platten 61 der Befestigungseinrichtung versehen. Es ist jedoch möglich, einen derartigen Aufbau so anzupassen, dass anstelle der Hydraulikzylinder 60 ein Elektromotor angeordnet ist, dass eine Umsetzungseinrichtung, wie etwa eine Zahnstange oder dergleichen, angeordnet ist, um die Drehung des Elektromotors in eine lineare Bewegung umzusetzen, und es wird dann über die Umsetzungseinrichtung bewirkt, dass die ausziehbaren Platten sich erstrecken oder zusammenziehen. Vier Befestigungseinrichtungen sind an einer vorderen, einer hinteren, einer linken und einer rechten Position in einer horizontalen Ebene angeordnet. Lediglich zwei Befestigungseinrichtungen können jedoch einander gegenüber liegend angeordnet sein oder lediglich drei Befestigungseinrichtungen können mit gleichen Intervallen angeordnet sein. Es können außerdem bei Bedarf fünf oder mehr Befestigungseinrichtungen angeordnet sein.
In den ersten bis dritten Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, sind der Belastungssensor 77, der Winkelsensor 93 und der Entfernungssensor 94 angeordnet. Es ist jedoch möglich, sie ohne diese Sensoren 77, 93, 94 aufzubauen, da das Sollbohrloch 7a grundsätzlich mit einer sehr genauen Vertikalität gebohrt werden kann, ohne auf solche Erfassungssignale zu vertrauen.
Ferner sind in jeder der obenbeschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen Hydraulikmotoren 20 als Befestigungseinrichtungen angeordnet. Anstelle dieser Hydraulikmotoren 20 können Elektromotoren angeordnet sein.
In den obenbeschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen sind das Abraumbohrfördergefäß 19a, ein Bohrgerät oder die Unterdruckeinheit 102 als Abraumabsonderungseinrichtung angeordnet. Es ist jedoch möglich, eine Einrichtung anzuordnen, die in einem Bohrbereich komprimierte Luft gegen gebrochenes Erdreich und Gestein bläst und das gebrochene Erdreich und Gestein entfernt, während sie komprimierte Luft dagegen bläst. Als eine weitere Alternative kann außerdem eine Einrichtung zum Absondern von Abraum unter Verwendung des Wasserdrucks angeordnet werden.
Da die Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und die Bohrlochbohrmaschinen gemäß den Ansprüchen 1–35 der vorliegenden Anmeldung so beschaffen sind, dass die Bohrreaktionskräfte sowohl durch die Wand des Sollbohrloches als auch durch die Führungsstange in der obenbeschriebenen Weise getragen werden, kann die Bohreinheit zum Bohren des Sollbohrloches in einer Struktur mit kleinen Abmessungen und geringem Gewicht ausgebildet sein, die selbst keine großen Bohrreaktionskräfte tragen muss. Die Bohrlochbohrmaschine kann deswegen mit kleinen Gesamtabmessungen und geringem Gewicht gebildet sein. Die Arbeit, die zum Transportieren der Bohrmaschine zu einer Bohrstelle erforderlich ist, ist verhältnismäßig leicht, so dass die Anzahl von Schritten, die zum Bohren erforderlich sind, verringert werden kann, wodurch es möglich ist, die Bohrkosten im Vergleich mit den herkömmlichen Bohrmaschinen zu senken.
Um ferner ein Sollbohrloch mit einem größeren Durchmesser zu bilden, ist es lediglich erforderlich, die Größe eines Bohrgerätes, das an der Bohrmaschine montiert ist, gemäß dem Durchmesser des Sollbohrloches einzustellen. Dadurch ist es leicht möglich, ein Sollbohrloch der gewünschten Größe zu bohren, ohne dass eine wesentliche Vergrößerung der Abmessungen der Führungsstange und der Bohrmaschine erforderlich ist. Demzufolge können Sollbohrlöcher mit einem großen Durchmesser von etwa 3 bis 4 Metern in dem Untergrund ausgebildet werden, obwohl die Bildung von derartig großen Sollbohrlöchern bisher schwierig war.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Transportarbeit zu der Bohrstelle verhältnismäßig einfach geworden und die Bildung von Sollbohrlöchern mit einem großen Durchmesser von etwa 3 bis 4 Metern ist machbar. Deswegen können das Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und die Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem auf die Bildung von Fundamentbohrlöchern für Stromleitungsmasten und dergleichen in einer bergigen Region angewendet werden, obwohl derartige Fundamentbohrlöcher bisher durch Handbohrung ausgeführt wurden. Wenn das Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und die Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Bildung von Fundamentbohrlöchern für Stromleitungsmasten und dergleichen in einer bergigen Region angewendet werden, kann der Wirkungsgrad der Bohrtätigkeit bedeutend verbessert werden.
Außerdem kann die Bohrreaktionskraft sowohl durch die Wand des Sollbohrloches als auch durch die Führungsstange getragen werden, wie oben beschrieben wurde. Dadurch ist es möglich, das Schwingen der Bohrmaschine während der Bohrtätigkeit zu begrenzen und zu verringern. Es ist deswegen möglich, den Versatz der Mittelachse der Bohrmaschine relativ zu der Mittelachse des Sollbohrloches und außerdem das Auftreten einer Neigung der Bohrmaschine zu begrenzen, so dass das Sollbohrloch längs der Erstreckung der Führungsstange geradlinig ausgebildet werden kann. Folglich ist grundsätzlich keine Einstellung der räumlichen Orientierung der Bohrmaschine in einer horizontalen Ebene erforderlich, wodurch die Steuerung bei der Ausführung der Bohrtätigkeit einfacher wird. Im Vergleich zur herkömmlichen Technik können das Verfahren zum Bohren eines Bohrloches und die Bohrlochbohrmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung deswegen Bohrlöcher mit einer genaueren Vertikalität effektiv ausbilden.
Bei der Bohrlochbohrmaschine insbesondere gemäß Anspruch 21 ist das Bohrgerät das Abraumbohrfördergefäß, das ebenfalls als Abraumabsonderungseinrichtung dient. Die Arbeit zur Abraumabsonderung kann somit effektiv ausgeführt werden, indem das Abraumbohrfördergefäß in einem hängenden Zustand angehoben und abgesenkt wird. Es ist grundsätzlich nicht erforderlich, weitere Abraumabsonderungseinrichtungen anzuordnen. Die Bohrlochbohrmaschine kann deswegen den Wirkungsgrad der Absonderungsarbeit für gebrochenes Erdreich und Gestein verbessern und ist darüber hinaus wirtschaftlich, da die Anzahl von Personen, die für den Aufbau der Maschine benötigt wird, kleiner gehalten werden kann.

Claims

Verfahren zum Bohren eines Bohrloches durch: Bohren eines Führungsloches (6) in einen Untergrund (1), das einen Durchmesser hat, der kleiner als ein Sollbohrloch (7a) ist, und Einsetzen einer Führungsstange (7) in das Führungsloch, Montieren einer Bohreinheit (8) an die Führungsstange, wobei die Bohreinheit ein Bohrgerät (19, 19e) zum Bohren des Untergrundes, eine Einrichtung (20) zum Drehen des Bohrgerätes, eine Einrichtung (21) zum Antreiben des Bohrgerätes und eine Einrichtung (62) zum Befestigen eines Hauptkörpers der Bohreinheit relativ zu dem Untergrund aufweist, und Bewirken des Vorschiebens des Bohrgerätes entlang der Führungsstange, um das Sollbohrloch zu bohren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: 1) Einsetzen der Führungsstange an einer Seite ihres einen Endes in das Führungsloch; 2) Einsetzen der Bohreinheit in das Führungsloch von einer Seite eines entgegengesetzten Endes der Führungsstange, und Positionieren und Befestigen der Führungsstange an der Seite ihres entgegengesetzten Endes an einem Positionierstift, der an einem Bohrturm (62) vorgesehen ist, der oberhalb einer Öffnung des Führungsloches aufrecht angeordnet ist; 3) Bewirken, dass sich die Befestigungseinrichtung, welche an dem Hauptkörper der Bohreinheit angeordnet ist, derart erstreckt, dass der Hauptkörper der Bohreinheit an dem Bohrturm befestigt ist; 4) Bewirken, dass sich das Bohrgerät vorschiebt, während dasselbe gedreht wird; 5) nachdem das Sollloch über eine erste vorbestimmte Entfernung gebohrt worden ist, Stoppen der Bohreinheit und dann Bewirken, dass sich die Befestigungseinrichtung derart zusammenzieht, dass der Hauptkörper der Bohreinheit von dem Bohrturm getrennt wird; 6) Bewegen des Hauptkörpers der Bohreinheit über eine Entfernung, welche der ersten vorbestimmten Entfernung entspricht, zu dem Sollbohrloch; 7) Bewirken, dass sich die Befestigungseinrichtung, welche an dem Hauptkörper der Bohreinheit angeordnet ist, derart erstreckt, dass der Hauptkörper der Bohreinheit an einer Wand des Sollbohrloches befestigt ist, das durch das Bohrgerät gebohrt wird; 8) Bewirken des Vorschiebens des Bohrgerätes, während dasselbe gedreht wird; 9) nachdem das Sollbohrloch über eine zweite vorbestimmte Entfernung gebohrt worden ist, Stoppen der Bohreinheit und dann Bewirken, dass sich die Befestigungseinheit derart zusammenzieht, dass der Hauptkörper der Bohreinheit von der Wand des Sollbohrloches getrennt wird; 10)Bewegen des Hauptkörpers der Bohreinheit über eine Entfernung, welche der zweiten vorbestimmten Entfernung entspricht, zu dem Sollbohrloch; und 11)Wiederholen des siebten bis zehnten Schrittes, bis das Sollbohrloch über seine gesamte Länge ausgebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei vorkommendes gebrochenes Erdreich und Gestein durch das Bohren des Untergrundes aus dem Untergrund entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Sollbohrloch ein vertikales Bohrloch ist, das in einer vertikalen Richtung erstreckt ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Sollbohrloch ein horizontales Bohrloch ist, das in einer horizontalen Richtung erstreckt ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei nach der Ausbildung des Sollbohrloches über seine gesamte Länge die Bohreinheit aus dem Sollbohrloch entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei, nachdem die Bohreinheit entfernt worden ist, die Führungsstange ebenfalls aus dem Sollbohrloch entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Führungsstange entfernt wird, nachdem die Führungsstange vorher zerlegt worden ist.
Bohrlochbohrmaschine, die mit Folgendem versehen ist: einer ersten Bohreinheit (3) zum Bohren eines Führungsloches (6) in einen Untergrund (1 ), das kleiner als ein Sollbohrloch (7a) ist, einer Führungsstange (7) zum Eingesetzt werden an einer Seite ihres einen Endes in das Führungsloch, das durch die erste Bohreinheit ausgebildet ist, und einer zweiten Bohreinheit (8), die eine Einrichtung (62) zum Befestigen eines Hauptkörpers der zweiten Bohreinheit relativ zu dem Untergrund und ein Bohrgerät zum Bohren des Untergrundes hat, wobei die zweite Bohreinheit durch die Führungsstange geführt wird, um das Sollbohrloch zu bohren, wobei die zweite Bohreinheit ferner aufweist: einen Hauptkörper mit einer stationären Einheit (10), die gegenüber einer Wand des Sollbohrloches über die Führungsstange befestigbar ist, und einer bewegbaren Einheit (12), die entlang einer Länge der Führungsstange bewegbar ist, wobei die bewegbare Einheit mit der stationären Einheit verbunden ist, und mit einem nichtdrehenden Abschnitt (16), der um eine Wand der Führungsstange und der Wand des Sollbohrloches in der Drehung beschränkt ist, und einem drehenden Abschnitt (18) versehen ist, der um die Wände der Führungsstange und des Sollbohrloches drehbar ist, eine Einrichtung (60, 61) zum Befestigen der stationären Einheit gegenüber der Wand des Sollbohrloches, das Bohrgerät, das an einem sich drehenden Abschnitt der bewegbaren Einheit zum Bohren des Sollbohrloches in den Untergrund montiert ist, eine Einrichtung zum Drehen des Bohrgerätes, und eine Einrichtung zum Bewirken, dass die bewegbare Einheit vorgeschoben wird, wobei die Vorschubbewirkungseinrichtung an ihrem einen Ende mit einem nichtdrehenden Abschnitt der bewegbaren Einheit und an ihrem einen entgegengesetzten Ende mit der stationären Einheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine ferner aufweist: einen Bohrturm (62) zum Halten der zweiten Bohreinheit, und einen Positionierstift, der an dem Bohrturm zum Positionieren und Befestigen der Führungsstange an einer Seite ihres einen entgegengesetzten Endes angeordnet ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Befestigungseinrichtung einen Hydraulikzylinder (60) und eine ausziehbare Platte (61) aufweist, die angeordnet ist, um gegen eine Wand des Sollbohrloches bei der Betätigung des Hydraulikzylinders gedrückt zu werden.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Dreheinrichtung einen Hydraulikmotor (20) und einen Elektromotor aufweist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Vorschubeinrichtung einen Hydraulikzylinder aufweist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei das Bohrgerät ein Abraumbohrfördergefäß (19a) ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei das Bohrgerät ein Rollenbohrer bzw. Rollenmeißel (106) ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die erste Bohreinheit einen Abwärtsbohrer (2) zum Bohren des Führungsloches hat.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Maschine zusätzlich mit Einrichtungen (82; 102–105) zum Absondern des gebohrten Abraumes (83), der durch das Bohren des Untergrundes mit dem Bohrgerät der zweiten Bohreinheit vorkommt, zu einer Außenseite des Untergrundes versehen ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 15, wobei das Gerät der zweiten Bohreinheit ein Abraumbohrfördergefäß (19a) ist und das Abraumbohrfördergefäß ebenfalls als die Absonderungseinrichtung des gebohrten Abraumes dient.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 15, wobei die Absonderungseinrichtung des gebohrten Abraumes zumindest eine der Einrichtungen (102–103) zum Absondern des gebohrten Abraumes durch Verwenden des pneumatischen Druckes und die Einrichtung zum Absondern des gebohrten Abraumes durch Verwenden des hydraulischen Druckes ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Führungsstange zerlegbar ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die Maschine zusätzlich mit einer Einrichtung zum Entfernen der zweiten Bohreinheit aus dem des Untergrund versehen ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 19, wobei die außerhalb aufnehmende Einrichtung ein Seil (65) hat.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei das Bohrgerät ein Abraumbohrfördergefäß (19a), einen befestigten Bohrer (19d) und einen bewegbaren Bohrer (19e) aufweist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 21, wobei die Maschine zusätzlich mit einem Hydraulikzylinder (19f) zum Betätigen des bewegbaren Bohrers versehen ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei der Bohrturm ein Hebezeug (63) hat, welches die zweite Bohreinheit in einem hängenden Zustand anheben oder absenken kann.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 23, wobei der Bohrturm zusätzlich mit einer Trageeinrichtung (73) zum Halten des Hebezeuges und einer Einrichtung zum Bewegen der Trageeinrichtung versehen ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 24, wobei die Bewegungseinrichtung Schienen (74), die an dem Bohrturm angeordnet sind, und Rollen aufweist, die an der Trageeinrichtung (73) für die Rollbewegung auf den Schienen montiert sind.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei der Positionierstift (78) mit einem Belastungssensor (77) zum Erfassen einer Belastung versehen ist, welche die Führungsstange aufnimmt.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8 oder 26, wobei der Bohrturm zusätzlich mit einem Hydraulikzylinder (79) zum Positionieren des Stiftes (78) versehen ist.
Bohrlochbohrmaschine gemäß Anspruch 8, wobei der Bohrturm zusätzlich mit einer Reaktionskraft-Aufnahmeplatte (76) versehen ist, mit welcher die Befestigungseinrichtung in Eingriff bringbar ist.