DE99075C

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Publication number: DE99075C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Das vorliegende Verfahren, das eine Ausführungsart des Gefrierverfahrens nach Patent Nr. 25015 darstellt, wird in der Weise ausgeführt, dafs bis auf den Wasserspiegel des Grundwassers ein Gebirgskern ausgeschachtet und mit Holz oder dergl. ausgebaut wird, welcher eine um einige Meter weitere Grundfläche hat als die zu entwässernde Fläche.The present process, which is an embodiment of the freezing process according to patent No. 25015 is carried out in such a way that down to the water level of the A mountain core is excavated from groundwater and expanded with wood or the like, which has a base area a few meters wider than the area to be drained.

In passender Höhe über dem Grundwasser wird in dieser Ausschachtung eine Bühne gebaut und von dieser aus wird an dem Umfange der Ausschachtung eine gröfsere Anzahl Bohrlöcher (am einfachsten in einem Kreise) um den trocken zu legenden Gebirgskern herum bis einige Meter unterhalb des letzteren hergestellt.A platform will be built in this excavation at a suitable height above the groundwater and from this point a larger number of boreholes is made around the circumference of the excavation (easiest in a circle) around the mountain core to be drained to made a few meters below the latter.

In dem Niveau des Grundwasserspiegels wird sodann ein mit einer Kä'lteerzeugungsmaschine verbundenes Rohr eingebaut, durch welches kalte Lauge oder dergl. circulirt, um am Boden der Ausschachtung eine Eisdecke zu bilden.At the level of the groundwater table, a cooling machine is then used Connected pipe installed through which cold liquor or the like circulates in order to reach the bottom of the Excavation to form an ice sheet.

Gleich nach Vollendung eines Bohrloches, deren jedes bis in trockene Gebirgsschichten reicht, wird ein von oberhalb des Grundwasserspiegels bis einige Meter unterhalb des trocken 'zu^: legenden Gebirgskörpers reichendes Bohrrohr eingesenkt, das in das Bohrloch einströmende Wasser in dieses Rohr, welches auch als Gefrierrohr dadurch hergerichtet sein kann, dafs man es am unteren Ende durch eine Kugel, einen Ceinentpfropf etc. und durch ein unten zugeschweifstes Rohr verschliefst, eingelassen und vor dem Gefrierenlassen des Gebirges zum gröfsten Theil zu Tage gezogen, um ein Zusammensinken des entwässerten Gebirges und ein gleichmäfsiges Gefrieren des Gebirges zu veranlassen, und um das bisher beobachtete Ausreifsen der Röhrengewinde in den Röhrenwechselstellen nach Möglichkeit zu vermeiden.Immediately after completion of a borehole, each of up enough in dry rock layers, one at from above the water table to a few meters below the dry ^'is: reaching drill pipe laying rock mass settled, the inflow into the well water in this tube, which also as a freezing tube characterized can be prepared so that it is closed at the lower end by a ball, a cein stopper, etc., and a pipe tucked shut at the bottom, let in and pulled out for the most part before the mountains are allowed to freeze, so that the drained mountains can collapse and freeze evenly of the mountains, and in order to avoid the previously observed ripening of the pipe threads in the pipe replacement points as far as possible.

Sodann läfst man das Gebige um den durch die Bohrlöcher mehr oder minder entwässerten Theil herum gefrieren, um den aufserhalb des Bohrlochkreises befindlichen Wassern den Zutritt in den entwässerten Gebirgskern zu versperren und ihn beliebig lange trocken zu erhalten. Then you run the Gebige around the more or less drained through the boreholes Partly freeze around to allow access to the waters outside the borehole circle to lock up in the drained mountain core and keep it dry for as long as you like.

Zur Ausübung des Verfahrens passende Einrichtungen sind in den Zeichnungen dargestellt.Devices suitable for carrying out the process are shown in the drawings.

Fig. ι und 2 zeigen in Oberansicht bezw. im Schnitt den Bohrlöcher- bezw. Gefrierröhrenkreis, der um den trocken zu legenden Gebirgskern herum hergestellt wird, sowie die Kälteerzeugungsmaschine, die in bekannter Weise mit den Vertheilungsröhren und Sammelrohren in Verbindung steht, um kalte Lauge oder dergl. in die Gefrierrohre einzuführen, die aus den letzteren wieder nach aufwärts zurückgeführt wird, wie in Fig. 1 und 2 durch Pfeile angedeutet ist.Fig. Ι and 2 show respectively in a top view. in section the drill holes respectively. Freezer circle around the to be drained Mountain core is manufactured around, as well as the refrigeration machine, which is known in Way with the distribution pipes and collecting pipes in connection to cold liquor or the like. To introduce into the freezing tubes, which from the latter again upwards is returned, as indicated by arrows in FIGS. 1 and 2.

Das Gefrierröhr wird gleich nach Vollendung eines Bohrloches in dasselbe eingebracht. Das Gefrierrohr G¹ (Fig. 3) hat kugelförmigen Boden. In dem Boden steckt ein Spund s, der zunächst die Stellung Fig. 4 hat, so dafs das im Bohrloch befindliche Wasser in das Gefrierrohr abgeleitet wird.The freezing tube is placed in the same as soon as a borehole has been completed. The freezing pipe G ¹ (Fig. 3) has a spherical bottom. In the ground there is a bung s, which initially has the position in FIG. 4, so that the water in the borehole is drained into the freezing pipe.

Nach Füllung eines Gefrierrohres G¹ mit Wasser wird der Spund 5 niedergeschraubtAfter filling a freezer pipe G ¹ with water, the bung 5 is screwed down

und geschlossen und das Gefrierrohr durch ein Löffelventil bekannter Construction vom Wasser entleert. Durch mehrmaliges Wiederholen dieser Mafsnahme kann man das Gebirge um die Bohrlöcher herum fast vollständig entwässern. and closed and the freezing pipe by a spoon valve of known construction from the water emptied. By repeating this measure several times, the mountains can be turned over almost completely drain the boreholes around them.

Das Wasser könnte aus den Bohrlöchern aber auch auf irgend eine andere Weise, beispielsweise durch Verdrängung entfernt werden.The water could also come out of the boreholes in some other way, for example, can be removed by displacement.

Damit nun das aus dem Gebirge entfernte Wasser nicht wieder in den Gebirgskern eindringen kann, läfst man das die Gefrierrohre umgebende feuchte Gebirge gefrieren. Man läfst in bekannter Weise die Lauge in dem Refrigerator einer Kälteerzeugungsmaschine erkalten und pumpt dieselbe alsdann in das Vertheilungsrohr V (Fig. 3), von wo dieselbe durch das Rohr b^y bis auf den Boden des mittelst Spunds s verschlossenen Gefrierrohres G¹ (Fig. 3) strömt, am unteren Ende des Rohres b¹ austritt, im Gefrierrohr G¹ hochsteigt und durch den Stutzen n¹ und das Sammelrohr S nach dem Kälteerzeuger zurückkehrt. Im Umkreise um die erkalteten Wände des Gefrierrohres G¹ gefriert das Gebirge und das Wasser aufserhalb des Bohrlochkreises kann dann nicht mehr in den eingeschlossenen Gebirgskern treten.So that the water removed from the mountains cannot penetrate the mountain core again, the moist mountains surrounding the freezing pipes are allowed to freeze. The lye is allowed to cool in the known manner in the refrigerator of a refrigeration machine and then it is pumped into the distribution pipe V (Fig. 3), from where it passes through the pipe b ^y down to the bottom of the freezing ^{pipe G 1} closed by means of bung s (Fig. 3) flows, exits at the lower end of the pipe b ¹ , rises in the freezing ^{pipe G 1} and returns through the connection n ¹ and the collecting pipe S to the cold generator. In the vicinity of the cold walls of the freezing pipe G ^1, the mountains freeze and the water outside the borehole circle can then no longer enter the enclosed rock core.

Sollte in gröfseren Tiefen noch etwas W^Tasser im Gebirgskern geblieben sein, so wird dasselbe todt stehen und kann durch ein Bohrloch inmitten des Gebirgskernes und durch ein mit Spund versehenes Gefrierrohr herausgehoben werden, ohne Wasserhaltungsmaschinen anwenden zu müssen.Should gröfseren depths something W ^T ater have remained in the mountain core, it is the same thing are dead and can through a hole in the midst of the mountain core and be lifted by a provided with bung freezing tube, apply to have standing water machines.

Irgend welche Röhren oder Gefäfse bezw. hohle oder massive Körper, sofern nur durch sie Wasser aus dem Bohrloch verdrängt wird und in ihnen abgekühlte Flüssigkeiten, Gasarten oder kalte Luftarten circuliren können, oder wenn dieselben damit gefüllt werden können, können für Entwässerung und Trockenerhaltung des Gebirges in bestimmten Grenzen und zur Abdämmung der aufserhalb eines Gebirgskernes befindlichen Wasser benutzt werden.Any tubes or vessels or hollow or massive bodies, provided only through they displace water from the borehole and cool liquids and gases in them or cold types of air can circulate, or if they are filled with them can, can for drainage and dry maintenance of the mountains within certain limits and used for damming the water located outside a mountain core will.

Nach Beendigung der Arbeit werden die Gefrierröhren G¹ in der Weise wieder aus dem Gebirge gezogen, dafs der in dem halbkugelförmigen Bodenstück angebrachte Schraubenspund s (Fig. 3) mittelst Bohrgestänge herausgeschraubt und heifse Lauge hindurchgedrückt wird, welche die Adhäsion zwischen Gefrierapparat und Gebirge vermindert, wenn nicht ganz aufhebt.After completion of the work, the freezing pipes G ^{1 are} pulled out of the rock again in such a way that the screw plug s (Fig. 3) made in the hemispherical bottom piece is unscrewed by means of drill rods and hot lye is pressed through, which reduces the adhesion between the freezer and the rock, if not completely eliminates.

Durch das halbkugelförmige Bodenstück wird die Trennung des Gefrierrohres vom gefroren gewesenen Gebirge bei Drehung des Rohres erleichtert, so dafs beim Herausziehen des Gefrierrohres aus dem Gebirge ein Zerreifsen in den Gewinden und ein Röhrenverlust verhindert wird.The hemispherical bottom piece separates the freezer tube from the frozen one mountains that have been present when turning the tube, so that when pulling out the freezing tube from the mountains a tearing in the threads and a loss of pipe is prevented.

Beim Entwässern des Gebirges kommt es manchmal vor, dafs die Gefrierröhren beim Einsenken in das Gebirge in den Gewinden überdreht werden oder dafs die Röhren g bei schiefen Bohrlöchern undicht werden und in beiden Fällen die Entwässerung verlangsamen.In dewatering of the range, it sometimes happens, that the freezing tubes while sinking into the mountains in the threads be overtightened or DAF g, the tubes become leaky at oblique drill holes and slow drainage in both cases.

Beim Abkühlen der Gefrierröhren im Gebirge z. B. von + ^I2° Erdtemperatur auf 18⁰C. Frostmauertemperatur und bei 200 m Tiefe bezw. Länge der anzuwendenden Gefrierröhrentour verkürzen sich die Röhren erfahrungsmäfsig in der ganzen Länge um χ meter.When cooling the freezer in the mountains z. B. from + ^I2 ° earth temperature to 18 ⁰ C. Frost wall temperature and at 200 m depth respectively. Length of the freeze tube tour to be used, experience shows that the tubes are shortened by χ meters over their entire length.

χ = 200 ■ o,ooooi23 I I -(- 12 I ·— I —- 18 I I m = 0,0738 in,χ = 200 ■ o, ooooi23 I I - (- 12 I · - I - - 18 I I m = 0.0738 in,

dagegen in 50 m Tiefe nur umon the other hand only around at a depth of 50 m

χ = 50 · 0,0000123 I I —I— τ 2. j — I — 18 I [ m =χ = 50 · 0.0000123 I I - I - τ 2. j - I - 18 I [m =

0,01845 m.0.01845 m.

Wenngleich nun durch die vorherige Entwässerung des durchbohrten Gebirges in der Nähe der Röhren der verschiedene Wassergehalt in den verschiedenen Gebirgsschichten nahezu ausgeglichen wird, so ist es doch nicht zu vermeiden , dafs die Gefrierröhren an einzelnen Stellen bezw. in verschiedenen Tiefen schneller mit dem Gebirge zusammenfrieren, als an anderen Stellen des Gebirges.Although now through the previous drainage of the pierced mountains in the Near the tubes of the different water content in the different mountain layers is almost equalized, it is inevitable that the tubes of the freezer remain on individual positions respectively. freeze together with the mountains at different depths faster than in other parts of the mountain range.

Infolge dessen kann sich die Röhrentour nicht gleichmäfsig zusammenziehen, sondern diese Längenverminderung wird sich durch Auseinanderziehen der Gewinde an einzelnen Röhrenwechseln der etwa 5 m langen einzelnen Röhren besonders kenntlich machen und das Undichtwerden des Gefrierrohres bewirken.As a result, the tube tour cannot contract evenly, but rather this reduction in length is achieved by pulling the threads apart on each Make the tube changes of the approximately 5 m long individual tubes particularly recognizable and that Cause the freezer pipe to leak.

Um nun diesen Uebelständen abzuhelfen, werden die Röhren in der Weise construirt, dafs ein Dichtungsrohr einseitig fest eingeschraubt und alsdann aufsen mit Mennige gestrichen wird, um von der Zusammenziehung der Gefrierröhren bei niedriger Temperatur unabhängig zu sein und beim Zerreifsen der Gewinde der Röhrentour die Abdichtung aufrecht zu erhalten.In order to remedy these inconveniences, the tubes are constructed in the manner that a sealing tube is screwed in tightly on one side and then painted on the outside with red lead becomes to be independent of the contraction of the freezer tubes at low temperature and in the ripping of the Thread the tubing to maintain the seal.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine solche Röhrentour. An dem einen Ende der Röhre G (Fig. 3a) wird ein inneres Gewinde von etwa 60 mm Länge und hierauf ein äufseres Gewinde von etwa 30 mm Länge geschnitten und ein engeres Führungs- und Dichtungsrohr g eingeschraubt, eventuell eingenietet und alsdann aufsen mit Mennige bestrichen. Die Länge des Führungs - und Dichtungsrohres beträgt z. B. für eine 200 m lange Röhrentour 1 m, während, bei 50 m Röhrentourlänge dem Rohr g nur eine Länge von 0,5 m zu geben sein dürfte, wenn man nicht vorzieht, sämmtlichen Führungs- und Dichtungsröhren g zur bequemeren Hand-The drawing shows a longitudinal section through such a tube tour. At one end of the tube G (Fig. 3a) an inner thread about 60 mm long and then an outer thread about 30 mm long is cut and a narrower guide and sealing tube g is screwed in, possibly riveted and then coated on the outside with red lead . The length of the guide and sealing tube is z. B. for a 200 m long tube tour 1 m, while with 50 m tube length the tube g should only be given a length of 0.5 m, if one does not prefer to use all guide and sealing tubes g for more convenient hand-

habung der Röhren eine Länge von ι m zu geben.to give the tubes a length of ι m.

Wenn nun zwei Röhren zusammengeschraubt werden sollen, so hängt man die untere Röhre vertical auf, so dafs das Führungs- und Dichtungsrohr nach oben steht. Setzt man nun das aufzuschraubende Rohr, mit dem inneren Gewinde nach unten zeigend, auf das vertical hängende Rohr auf, so wird das obere Rohr auf dem Führungs- und Dichtungsrohre geführt und die Gewinde müssen richtig eingreifen, so dafs vor der Erkaltung der Röhren Undichtigkeiten in den Gewinden nicht vorkommen können und. dafs die Entwässerung schnellstens ausgeführt werden kann.If two tubes are to be screwed together, the lower tube is hung vertically, so that the guide and sealing tube is at the top. If you now put that The pipe to be screwed on, with the inner thread pointing downwards, onto the vertical hanging pipe, the upper pipe is guided on the guide and sealing pipes and the threads must engage properly so that leaks in the threads do not occur before the tubes cool can and. that the drainage can be carried out as quickly as possible.

Wenn dagegen während der Erkaltung der Gefrierröhren G bis auf — i8° C. und bis zur Tiefe von z. B. 200 m einige Gewinde der aus einzelnen Röhren von etwa -5 m Länge zusammengesetzten Röhrentour von 200 m Gesammtlänge während der Ausführung des Verfahrens ausreifsen oder aufser Verband kommen würden, so wird trotzdem die ganze, aufserhalb der Röhrenwände durch die Frostwand abgedichtete Röhrentour dicht bleiben, weil die Dichtungsröhren g den Abflufs der kalten Flüssigkeit nach aufsen verhindern.If, on the other hand, during the cooling of the freezer tubes G down to -18 ° C. and down to a depth of z. B. 200 m some threads of the pipe tour of 200 m total length, which is composed of individual pipes about -5 m in length, would ripen out during the execution of the process or come on top of a bond, the whole pipe tour sealed by the frost wall outside the pipe walls will nevertheless remain tight , because the sealing tubes g prevent the cold liquid from draining outwards.

Um die Zusammenziehung der Gefrierröhren während des Gefrierprocesses möglichst unschädlich zu machen, wird diese Zusammenziehung durch Anwendung möglichst kräftiger Kälteerzeugungsmaschinen beschleunigt, mit welchen man im Stande ist, die Temperatur der Gefrierröhren G von Anfang an dauernd möglichst tief unter 0⁰C, jedoch nicht tiefer als — 18 bis 20° C. zu erhalten, obwohl es jedem Sachverständigen überlassen wird, auch tiefere Temperatur anzuwenden, weil sich in .diesem Falle die Röhrentour gleich von Anfang an im noch ungefrorenen Gebirge vollständig zusammenziehen kann, ohne an einzelnen Stellen festgefroren zu sein, wodurch das Ausreifsen der Gewinde nach Möglichkeit verhindert wird, wenn das Gebirge mild, rollig oder schwimmend ist.In order to make the contraction of the freezing tubes as harmless as possible during the freezing process, this contraction is accelerated by using the most powerful refrigeration machines possible, with which one is able to keep the temperature of the freezing tubes G as low as possible from the beginning, but not below ^{0 ° C} - to maintain 18 to 20 ° C., although it is left to each expert to use a lower temperature, because in this case the tube tour can completely contract right from the start in the still unfrozen mountains without being frozen in individual places, which prevents the threads from ripening if possible when the mountains are mild, rolling or swimming.

Claims

Patent Claims:

1. An embodiment of the freezing process according to patent no. 25015, characterized in, that through boreholes distributed around the shaft figure, into which tubes have been sunk, before the start of cooling a drainage of the rock is effected to cause it to collapse, the same Tubes in the boreholes for the cooling following the drainage can be prepared as freezing tubes.

2. To carry out the process characterized by claim 1, a freezing pipe (G ¹ ), the lower part of which is closed by a hemispherical bottom piece with screw bung (s) , after which the groundwater can enter the pipe (G ¹ J) after its solution The bottom piece is closed by means of the bung ( can be removed from the pipe (G ¹ J by means of suitable lifting devices).

3. To carry out the method according to claim ι a pipe connection, in which an inner pipe (g) is fastened in one of the pipes (G) screwed onto one another and which is loosely guided in the other pipe.

1 sheet of drawings.