DE841892C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kern-Bohrloechern grossen Durchmessers - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kern-Bohrlöchern großen Durchmessers Die Erfindung betrifft ein Verfahren. zur Herstellung von Bohrlöchern großen Durchmessers, beispielsweise in der Größenordnung von o,5o bis r,5o m, wie sie z. B. für die Sonderbewetterung von Grubenbauen wie auch zur Verwendung für die Förderung und andere Zwecke benötigt werden.
• Die Herstellung solcher 13ohrlöcher_komite bisher lediglich durch Bohren von oben erfolgen, und zwar entweder durch Vorbohren mit kleinem Durchmesser und laufendem :Nachräumen bis zur Erreichung des gewünschten Durchmessers oder nach dem Prinzip des Kernbohrens, wobei der herausgeschnittene Kern als solcher durch eine Ziehvorrichtung zutage gefördert werden mußte.
• Unter Tage, d. h. gerade da; wo in erster Linie die Notwendigkeit besteht, in möglichst einfacher und billiger Weise Verbindungen zwischen einzelnen Grubenbauen herzustellen, sind derartige Verfahren praktisch nicht anwendbar, so daß man hier von Bohrlöchern in der Regel keinen Gebrauch machen kann, sondern darauf angewiesen ist, auf wesentlich kostspieligere Weise in überflüssig großem Querschnitt Durchschläge oder Aufhauen durch Handarbeit herzustellen.
• Die Erfindung schafft ein Bohrverfahren, welches die Herstellung von großen Bohrlöchern durch Bohren in beliebiger Richtung, insbesondere auch nach aufwärts unter allen im Grubenbetrieb vorkommenden Verhältnissen ermöglicht.
• Das neue Verfahren geht von dem Prinzip des Kernbohrens aus, vermeidet aber die Notwendigkeit, den Kern als solchen zu entfernen, die dieses Verfahren in seiner bisher bekannten und üblichen Ausführungsform für das Bohren in aufwärtiger Richtung unbrauchbar macht; dadurch, daß der durch das eine Ringkrone von entsprechendem Durchmesser aufweisende Bohrwerkzeug vom Gebirge getrennte Kern im Innern des Kernrohres selbst, unmittelbar im "Luge seiner Freilegung, zerkleinert wird, so daß die Abführung des zerkleinerten Materials in einfachster Weise laufend. erfolgen kann und derart ein ununterbrochenes Bohren möglich ist. Die dieses ermöglichende Bohrvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung weist ein vergleichsweise kurzes, an die Bohrkrone anschließendes Kernrohr auf, welches rückwärts bis auf Öffnungen, die zur Abführung des zerkleinerten Gutes dienen, geschlossen ist und in welchem eine Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet ist, die den Kern entsprechend dem Fortschritt seiner Bildung zerkleinert.
• Diese Zerkleinerungsvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem ,die Drehung der Bohrkrone nicht mitmachenden, in dem Gehäuse zentral angeordneten kugelkopfartigenKörper, der von dem Stützgestänge getragen wird und, vorzugsweise mit einem Schneidkopf versehen, beim Fortschritt der Bohrkrone eine zerspaltende Wirkung auf den in das Kernrohr eintretenden Gesteinskern ausübt.
• Die Relativbewegung zwischen der Bohrkrone und dieser Zerkleinerungsvorrichtung kann zu einer zermahlenden weiteren Zerkleinerung des vorzerkleinerten Gutes ausgenutzt werden, indem die Zerkleinerungsvorrichtung auf ihrem Umfang mit Rippen versehen ist, die mit im Winkel dazu verlaufenden Rippen auf dem Innenumfang der Bohrkrone zusammenwirken.
• Bei verhältnismäßig weichem Gebirge genügt der bloße Andruck des mit Schneiden versehenen Zerkleinerungswerkzeuges gegen den Bohrkern, um die angestrebte Zerkleinerungswirkung zu erzielen.
• Im Falle des Bobrens im härteren Gebirge wird die Zerkleinerungsvorrichtung zweckmäßig in Art eines Hammers angetrieben, nämlich durch ein entsprechend gesteuertes Druckmittel, wie Preßluft oder Druckwasser, in schlagende Bewegung versetzt.
• Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines zur Durchführung des neuen Verfahrens geeigneten Bohrwerkzeuges hervor, das in der Abbildung in einer l eispielsweisen Ausführungsform im Axialsclinitt dargestellt ist.
• Mit i ist die Ringkrone von dem Durchmesser des herzustellenden Bohrlochs bezeichnet, die einen Hohlraum umschließt, in welchem die Zerkleinerungsvorrichtung 6 um ein gewisses Maß gegen die Schneidkante der Bohrkrone nach rückwärts versetzt angeordnet ist.
• Diese Zerkleinerungsvorrichtung ist nach dem Ausführungsbeispiel kugelkopfartig ausgebildet und weist an ihrer dem Kern zugekehrten Seite eine Schneide 7 auf, durch welche die Zerkleinerungswirkung verstärkt wird. Sie ist fest mit dem starren Stützgestänge i i verbunden. so daß sich die Krone um sie dreht. Auf der Oberfläche des Zerkleinerungswerkeuges 6 sind Rippen 8 und auf der Innenoberflächeder Bohrfläche im Winkel dazu laufende Rippen 3 vorgesehen, durch welche bei der Relativbewegung des Zerkleinerungswerkzeuges und der Bohrkrone zueinander das vorzerkleinerte Material weiter zermahlen wird.
• Das zerkleinerte Material fällt durch die Öffnungen 2 des Ringkronenkörpers nach unten heraus. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine angetriebene Zerkleinerungsvorrichtung, wie sie insbesondere für das Durchbohren von besonders harten Gebirgsschichten in Betracht kommt. Der Antrieb erfolgt durch ein Druckmittel, wie Preßluft oder Preßwass#er, weiches in entsprechenden Intervallen durch das Vorschubgestänge i i unter den als Kolben ausgebildeten zylindrischen Teil 9 des Kernhammers tritt, der in dem zylindrischen Fuß 5 der Kernkrone geführt ist und derart dem Zerkleinerungswerkzeug eine schlagende Bewegung erteilt. Das entweichende Druckmittel (Luft oder Wasser) kann in vorteilhafter Weise zur Kühlung der Schneide der Ringkrone verwendet werden, denen es durch Kanäle 4 in der Wandung des Kronengehäuses zugeführt wird.
• In seiner tiefsten Stellung kann der Hammer durch eine an dem Stützgestänge feste gezahnte Kopfplatte io, die mit einer. entsprechenden Gegenverzahnung im Innern des Hammerkörpers zusammenwirkt, auf dem Stützgestänge arretiert werden, um in dieser Stellung die mahlende Zerkleinerungswirkung durch das Zusammenwirken der Rippen 3 im Innern der Krone und 8 auf dem Umfang des dann stillstehenden Hammerwerkzeuges herbeizuführen.
• Auch während seiner Aufwärtsbewegung kann der Hammer gegenüber dem Stützgestänge arretiert sein.
• An dem Stützgestänge aufgehängt ist der -Antriebsmotor 13 für die Bohrkrone, beispielsweise ein Elektro- oder Preßluftmotor angeordnet, dessen Drehung auf das Bohrwerkzeug über das Reduktionsgetriebe 13 übertragen wird.-Gemäß einer abgeänderten, in der Abbildung nicht dargestellten Ausführungsform kann die Vorrichtung auch so ausgebildet werden, daß der Kernbohrung voranlaufend ein Pilotloch hergestellt wird, in welches ein kugelförmiger Dorn hineinragt, der auf dem Kernhammer befestigt ist und dessen Bewegung mitmacht. Hierdurch wird der Kern auseinandergesprengt und dadurch die zerkleinernde Wirkung des Kernhammers erleichtert, was insbesondere bei hartem Gebirge von Vorteil ist.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und die in der Abbildung dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht abgeändert werden, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRC'CHE: i. Verfahren zur Herstellung von Bohrlöchern großen Durchmessers durch Kernbohrung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine ringfürurige Bohrkrone ausgeschnittene Kern im "Luge seiner Freilegung im Innern des Kernrohres zerkleinert und in zerkleinertem Zustande aus diesem abgeführt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein vergleichsweise kurzes, ein an die Bohrkrone anschließendes, bis auf rückwärtige Öffnungen für die Abführung des zerkleinerten Gutes geschlossenes Gehäuse bildendes Kernrohr mit einer darin angeordneten Zerkleinerungsvorrichtung, welche den Kern fortlaufend, entsprechend dem Fortschritt seiner Bildung zerkleinert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsvorrichtung durch einen die Drehung der Bohrkrone nicht mitmachenden, von dem Stützgestänge getragenen, kugelförmigen, zentral in dem Kernrohr angeordneten Druckkörper gebildet wird, der vorzugsweise mit einem Schneidkopf versehen ist und leim Fortschritt der Bohrkrone durch seinen Andruck gegen den Kern eine zerspaltende Wirkung auf denselben ausübt. .
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zerkleinerungsvorrichtung bildende Rotationskörper auf seinem Linifang mit Rippen versehen ist, welche mit im Winkel dazu verlaufenden Rippen auf dein Innenumfang der Bohrkrone zusammenwirkend bei der Relativbewegung von Krone und Zerkleinerungswerkzeug eine mahlende Wirkung auf das durch die schneidend spaltende Wirkung des Werkzeugs vorzerkleinerte Material ausüben.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinerungswerkzeug in Art eines Hammers durch ein durch das Stützgestänge zugeleitetes Druckmittel angetrieben wird, welches auf den kolbenartig ausgebildeten rückwärtigen Teil der Hammervorrichtung, der in einem entsprechenden Gehäuseteil an der Ringkrone verschieblich geführt ist, einwirkt.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsvorrichtung in ihrer tiefsten Stellung, gegebenenfalls auch während ihres Schlaghubes, gegen Drehung in bezug auf das Stützgestänge arretiert ist.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Kühlmittel auspuffende Antriebsmittel (Preßluft oder Preßw asser) über Kanäle im Mantel der Ringkrone nach den Schneiden geleitet und zur Kühlung derselben verwendet wird. R. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis ; , dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hammerwerkzeug ein keilförmig zulaufender Dorn angeordnet ist, der in ein Vorbohrloch hineinreicht und unter der Wirkung des Vorschubdruckes den Kern sprengt.