WO2018113851A1 - Sprengsystem - Google Patents

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WO2018113851A1
WO2018113851A1 PCT/DE2017/101103 DE2017101103W WO2018113851A1 WO 2018113851 A1 WO2018113851 A1 WO 2018113851A1 DE 2017101103 W DE2017101103 W DE 2017101103W WO 2018113851 A1 WO2018113851 A1 WO 2018113851A1
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WO
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recess
detonator
protective plate
blasting
borehole
Prior art date
Application number
PCT/DE2017/101103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kuno Moser
Original Assignee
Moser Gmbh Kuno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moser Gmbh Kuno filed Critical Moser Gmbh Kuno
Priority to EP17832035.4A priority Critical patent/EP3559590B1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
    • F42D1/18—Plugs for boreholes

Definitions

  • the invention relates to an explosive system in which explosive is ignited in a borehole.
  • the invention shows a method according to the invention for blasting and a blasting arrangement therefor.
  • a detonator with detonating cord in which the explosive is housed in a cup-shaped housing, in the upper, open end of a fuse is introduced.
  • the fuse shows a polyethylene outer sheath that shows a hemp liner and a powder core that burns at one end ignited by the detonator cord and detonates the explosive in the primer.
  • Such detonator with detonating cord is used in military and civil explosives. This blasting system shows no special precautions to secure the blasting process.
  • German patent DE 41 36 096 Cl a device for introducing an explosive charge into a well known in which a detonator screwed onto the lower end of a sleeve of the device and the detonator is then inserted from above into the sleeve until a secure ensures a mechanical connection between the detonator and the explosive cartridge, which enables the detonator to reliably ignite the detonating cartridge.
  • the sleeve is then fully inserted into the wellbore by means of a drill string and released at the bottom of the wellbore so that the explosive cartridge and igniter can remain there and be ignited.
  • this device it is possible to make the introduction of the explosive cartridge with the detonator and in particular the release of the same at the bottom hole fairly safe.
  • This device does not disclose a solution for securing the persons involved.
  • the device and method use one or more explosive charge devices arranged in one Housing are housed, and an associated ignition circuit.
  • the ignition circuit includes a fuse with at least two juxtaposed explosive ⁇ lines with longitudinal surfaces which are separated by at least one permeable wall that promotes the cross burning of explosive lines.
  • the well tool shows a tubular gun section with two ends closed by means of two tandem sections. In each of the two tandem sections is an ignition device with which a fuse can be ignited, which extends from one tandem section over the tubular gun section to the other tandem section and which continuously burns from their ends continuously.
  • the mold charges in the tubular gun section are ignited one behind the other, so that the borehole blasting tool generates a sequence of several blasts.
  • the borehole blasting tool is used in various underground borehole areas. In particular, it is used to perforate an oil or gas well deep underground.
  • the described borehole blasting system and method do not show any additional measures to protect the persons involved, as it is used very deep in the earth's crust.
  • the object of the invention is to provide a method for blasting or a blasting arrangement for detonating a detonator introduced into a borehole, which improves the safety of the persons involved in the vicinity of the detonation, especially in the case of near-surface detonations.
  • This object is achieved by an explosive device for detonating a detonator introduced into a borehole with the features of claim 1 and a method for blasting with the features of claim 20.
  • the blasting process according to the invention shows several essential steps which can be carried out in different orders. These steps include:
  • a detonator according to the invention which is arranged in the borehole and extends in the direction of the recess in the protective plate and is ignited, it is possible to significantly reduce the risk that persons involved in the blasting can hit involved persons, since the protective plate Retains this blasted material to a considerable extent, without the handling in particular the introduction of the detonator capsule in the well is substantially impeded.
  • a detonator which protrudes above the well up out of the ground and is positioned so that when igniting the blasting particularly preferably the upper end of the detonator at least partially closes the recess in the protective plate, a very efficient protection is provided.
  • the upper end of the detonator particularly preferably projects into or into the recess. This ensures that the risk that material released by the blast can pass through the recess and strike involved persons is considerably reduced.
  • the inventive provision of the protective plate above the bore for receiving the detonator with the explosive, this protective function is further enhanced.
  • the time of introduction of the detonator in the well, in particular with a projection over the upper edge of the well can be done at different times of the procedure. It can be done before the flush application of the protective plate on the ground or even after this, so that advantageously Risk of damage to the detonator due to a misalignment of the protective plate relative to the wellbore is largely excluded, especially in the lateral direction. This leads to a particularly safe method according to the invention.
  • the blasting in particular to the Underground and less to concentrate on the surface and thereby bring the explosive power into the underground more efficiently. This makes it possible to improve the efficiency of the blasting, that is, with less explosive can be achieved a better or the same explosive effect, as well as to reduce the risk for nearby people or equipment.
  • the preferred positioning of the detonator can be realized with a supernatant over the upper edge of the borehole by a variety of measures, which together serve the important purpose of ensuring a closed as possible protection of the protective plate and at least partially closed recess in the protective plate.
  • the projection of the detonator can be ensured by providing projections on the outside of the typically cylindrical detonator in the lateral direction, which prevent further lowering or changing of the altitude in the borehole. This can for example be achieved in that in the region of the lid projections or a lid with such Diameter is provided, which is larger in size than the borehole in its diameter.
  • the protective plate is placed with the recess on the ground, wherein the recess of the protective plate is positioned in alignment over the planned hole, and then drill through the recess in the ground a blast hole. Thereafter, the detonator is introduced into the wellbore, this through the recess of the protective plate he follows.
  • This protrude into the recess of the protective plate according to the invention causes the reduction of the free recess in the protective plate causes the desired advantageous improvement of the protective effect in blasting in terms of the environment and on the other hand in terms of a more efficient blasting.
  • inventively preferred order of steps it is possible to minimize the risk of misfiring, ie unwanted ignition of the detonator, because the introduction of the detonator takes place subordinate to all drilling and positioning of the protective plate, so that none of these measures, for example sparking or the like, an unwanted, avoidable triggering of a detonation can cause.
  • the introduction of the detonator through the recess in the well is particularly reliable possible because the aligned arrangement of the recess is ensured to the well.
  • the ignition of the detonator is made particularly reliable by the preferred in or through collar of the detonator in or through the recess in comparison to the advantageous aligned arrangement of the detonator with the recess.
  • the blasting methods according to the invention thus prove to be extremely safe. They also prove to be very efficient, as the explosive effect in the ground can be concentrated by the protective plate and thus an inefficient escape of the explosive power to the surface into the air can be avoided. Especially the safety of people in the area can be particularly increased by this method according to the invention, since the surface of the surface to be blasted in the blasting area is covered by a protective plate and thus a flying around of stones from the ground is completely or significantly limited.
  • the invention relates in addition to the method according to the invention also an explosive device according to the invention for blasting a introduced into a well explosive capsule with a carrier, said carrier has at least one arranged on the carrier protection plate with a recess, wherein the carrier is arranged a drilling module, which is for introducing a Borehole is suitable and provided in the ground, wherein on the carrier an explosive module is arranged, which is suitable for introducing a detonator into a borehole in particular with a supernatant over the ground and is provided, and wherein on the carrier an ignition module is arranged, which is suitable and provided for the ignition of a projecting into the recess of the protective plate detonator.
  • the described blasting arrangement according to the invention contains a plurality of modules, the drilling module, the blasting module and the ignition module, which are mechanically connected via a carrier to the protective plate and thus form an integrated arrangement which makes it possible to carry out the method according to the invention wholly or at least substantially.
  • the explosive module is suitable and intended to bring a detonator containing the explosive so in a drilled by means of the Bohrmoduls borehole that the detonator is aligned with the recess in the protective plate and preferably a supernatant over the Subsurface, so has the upper end of the borehole.
  • This preferred projection of the detonator projects into the recess of the protective plate and thus closes the unhindered passage through the recess from the substrate covered by the protective plate or from the drill hole to the area above the protective plate.
  • This at least partially closing the recess ensures that in the case of a blast with the help of the detonator in the borehole, which forms the blast hole, particles of the ground can not or only to a very limited extent pass through the recess and persons in the vicinity of the blast or Damage equipment in the vicinity of the blast.
  • the recess and the upper part of the detonator are preferably adapted to each other so that only a narrow gap between the upper part of the detonator, in particular its lid, and the edge of the protective plate of the recess remains. By providing a narrow gap is on the one hand ensures good handling and introduction of the detonator in the recess and on the other hand, a very high level of security during detonation.
  • the carrier which connects the various modules with the protective plate, in addition to a receptacle for connection to a transport vehicle, in particular an excavator. This makes it possible to design the blasting arrangement by the transport vehicle, in particular by the excavator, so to make his positioning variable and / or manipulated to make.
  • the carrier with the recording for connection so that on the one hand, the entire arrangement by the transport vehicle, in particular by the excavator to the desired position, ie in the position of the desired detonation and thus the hole to be drilled hole or borehole, can be moved and on the other hand to manipulate the explosive device so that in particular the individual modules by means of the transport vehicle, in particular the excavator, can be operated.
  • This is preferably done by appropriate coupling of hydraulic and / or pneumatic drive circuits and in particular by actuators, which are provided in the transport vehicle, in particular in the excavator to actuate the individual modules of the explosive device according to the invention from the transport vehicle, in particular from the excavator.
  • a preferred, advantageous sprinkler arrangement is characterized in that the drilling module, the explosive module and the ignition module are arranged on the carrier in an annular manner around the recess in the protective plate and above it and in each case in a working position and out of this are conveyed.
  • the working position of the individual modules does not have to be identical, but can be differentiated specifically. Due to the annular arrangement of the modules above and around the recess a very compact arrangement above the recess and thus created above the protective plate, on the one hand enables the implementation of the method and on the other hand ensures reliable protection of the modules during blasting.
  • the blasting module in particular the blasting arrangement in total, without electrical drives and provide only pneumatic, hydraulic and / or mechanical drives for the explosive device, and bring the blasting caps in wells in the manner according to the invention, so that the blasting capsules preferably remain with a supernatant over the substrate.
  • the other modules of the explosive device according to the invention in particular the drilling module and / or the transport vehicle, in particular the excavator, are preferably not provided with electric drives in order to increase the safety, albeit slightly, even further.
  • the lid of the detonator can be absorbed by the recess and the recess corresponds in particular in shape and / or in size to the cross section of the detonator and / or the lid of the detonator.
  • This makes it possible, on the one hand, for the lid to protrude into or through the recess, and, on the other hand, a gap formed between the lid of the detonator and the protective plate in the region of the recess can be small in the surface relative to the surface of the recess or relative to the recess Cross-section of the detonator or the size of the lid is.
  • the risk of passing material from the blasted surface through the protective plate in the region of the recess is greatly reduced, which substantially improves the desired safety for devices or devices in the environment or for humans or animals.
  • the lid of the detonator it has also proven to form the lid of the detonator so that it is larger in cross-section than the rest of the capsule, whereby the supernatant can be achieved on the ground in a particularly simple manner by the diameter of the borehole corresponding to the other capsule of lesser Diameter is chosen as the lid.
  • the lid thus sits in the region of its lateral projection with respect to the rest of the capsule on the surface of the substrate, which is preferably chosen so that the lid protrudes at least partially into the recess of the protective plate.
  • the cover thus preferably shows a height which corresponds at least to the distance between the surface of the substrate or of the upper edge of the borehole and the lower edge or lower side of the protective plate or the lower edge of the recess.
  • the shape and the size of the cover or the cross-section in the upper region of the detonator of the recess correspond.
  • both are chosen with a circular cross-section with a corresponding radius. This creates a particularly simple handling of the explosive device.
  • a particularly preferred sprinkler arrangement is characterized in that the protective plate is provided on the underside with at least one support, in particular a plurality of supports, for resting on the ground.
  • the at least one support or the plurality of supports preferably surround the recess partially or completely annularly.
  • the invention also ensures that the aligned arrangement of the recess is particularly guaranteed to the borehole and the introduction of the detonator works particularly well in the aligned arrangement of recess and borehole.
  • one or more chain elements that is parts of a chain with a plurality of links, on the underside of the protective plate. These are preferably arranged in the region around the recess. They ensure that during demolition stones and chunks of the subsoil are slowed down and thus less penetrate under the protective plate into the surroundings of the protective plate. It has proven particularly useful to arrange the chain elements on the bottom so that they enclose the recess at least partially and thereby decelerate the ground in the blasting in this direction, which is particularly effective in the case when the recess completely in particular by several trains enclosed in rows chain elements in the manner of a chain curtain is enclosed. This is one created particularly reliable and safe blasting arrangement that ensures a particularly reliable protection of the environment.
  • the drilling module, the explosive module and / or the ignition module prefferably be movable in or on the carrier in such a way that the drilling module can be conveyed beyond the recess in the protective plate and away from it.
  • This conveyor it is possible to move the modules between a working position and a rest or storage position and secure.
  • the drilling module has proved to be particularly advantageous to provide the drilling module with a drilling depth limit, which limits the drilling depth preferably about the length of the detonator minus the thickness of the protective plate.
  • the thickness of the protective plate including the height of the potentially existing, preferred support or supports to understand.
  • the drilling module creates a borehole suitable for receiving the detonator and for ensuring that the detonator protrudes from the borehole.
  • This is done with a supernatant, which preferably corresponds approximately to the distance of the protective plate from the ground and thus also ensures that the detonator in particular protrudes with its cover in the recess in the protective plate and this largely protrudes through this recess.
  • a very reliable acting explosive device is created, which greatly limits the passage of blasted material through the recess and thus significantly reduces the safety of the environment, be it for humans or animals, or even for devices in the environment.
  • the drilling module with a conveying device for removing the drilling space from the region of the recess.
  • this conveyor it is possible to reliably remove the drilling fluid of the ground and thereby make the well for the detonator freely accessible, which ensures the functionality of the detonator in particular.
  • the drilling space is removed adjacent to the wellbore or in the area of the wellbore, so that this drilling space, driven by the blast, can not be moved out through the recess or laterally under the protection plate and endanger people or other objects in the environment.
  • this provision of a boom removal conveyor proves to be particularly useful in terms of safety.
  • a preferred development of the explosive device according to the invention shows an explosive module with a storage area for detonators, from which by means of a Sprenkapsel divoriques a detonator removable and in the well, in particular through the recess in the protective plate can be conveyed.
  • a storage area for detonators, from which by means of a Sprenkapsel divoriques a detonator removable and in the well, in particular through the recess in the protective plate can be conveyed.
  • this storage area in particular a removable cassette to hold several Removable explosive capsules, it is possible to protect the storage area additionally by foreclosure measures, for example by an additional closed housing, from damage or unwanted removal of detonators in the storage area or in the cassette or in the removable cassette for removable detonators and thereby the To further promote the safety of the explosive device according to the invention.
  • this makes it possible to prevent damage to the detonators in the storage area in the explosive module in a special way.
  • the ignition module of the explosive device is provided with a device for annularly enclosing a projecting into a well, the recess wholly or partially filling explosive capsule, wherein the device is designed so that in the closed state, the gap between the protective plate and the Can completely or largely cover the detonator capsule in the region of the recess and thus the risk of passing blasted material through the gap of the recess is further reduced.
  • a kind of lid which is applied over the detonator in the region of the recess when the detonator does not protrude beyond the recess and thus on the protective plate.
  • the device for annular enclosing is preferably brought from the side to the detonator, thereby reducing or, ideally, completely closing the passage of the gap.
  • the device for annular enclosing preferably shows a plurality of segments, which together the enclose outstanding part of the detonator.
  • the ignition module has resilient contacts for electrically contacting the ignition contacts on the detonator and / or a device for checking the electrical contact.
  • the ignition module with a device for checking the electrical contact, which makes it possible, for example, based on the electrical properties of the contact a statement about the correct electrical contact of the ignition is given to the ignition contacts of the detonator. For example, this can be done on the basis of the resistances or the conductivity or also by means of temperature measurements or the like or a combination of several measurement parameters.
  • the device for checking the electrical contact is a special safe electrical contact for ignition and thus created a particularly reliable ignition module for the explosive device according to the invention.
  • the detonator With the various ways to form a detonator, it has proven particularly useful to provide the detonator with a cup-shaped housing with lid and arranged thereon ignition contacts for igniting the explosives arranged in the housing.
  • the ignition contacts are preferably circular or annular and electrically isolated from each other.
  • By arranging the ignition contacts on the lid and preferably on the cover ⁇ surface it is possible to ensure a secure electrical contact with the detonator due to the aligned arrangement with the recess. This is particularly true when the protruding preferably from the wellbore part of the detonator, in a particularly preferred manner protrudes into the recess of the protective plate or protrudes through it.
  • the ignition contacts on the cover in the form of circular or annular ignition contacts, it is possible to make the contacting less sensitive and thereby to allow a more reliable electrical contact for ignition.
  • the cup-shaped housing and the lid are preferably selected from a rigid material preferably made of a metal or a hard plastic.
  • the ignition contacts arranged on the lid, in the region of the bottom of the cup-shaped Housing arranged explosive and arranged in the housing in the region of the lid filler manages to realize a detonator, which is particularly suitable for this invention Sprengan extract or the method according to the invention.
  • the filler does not contain any explosives and is formed, in particular, from sand, which is optionally provided with additional air.
  • the blasting arrangement shows an explosive effect which is directed less towards the lid with the ignition contacts arranged thereon and thus in the direction of the recess in the protective plate.
  • the blast is directed by this arrangement primarily in the lateral direction or downwards and thus destroys the ground, which is the preferred target of the blasting arrangement according to the invention and is particularly effective.
  • various inert materials have been proven.
  • the preferred material is sand or granules.
  • the detonator In addition to the particularly advantageous possibility to provide the detonator with a cup-shaped housing with a lid, it has proven itself alternatively to bring the explosive and the filling material in the cup-shaped borehole without additional housing, whereby the borehole takes over the function of the housing of the detonator. As a result, it is possible to dispense with the additional housing and nevertheless ensure reliable ignition and detonation via ignition wires extending from the ignition module to the explosive.
  • the blasting arrangement is monitored with the various modules via a controller, in particular a central controller.
  • the controller monitors the functionality of the ignition module with the detonator capsules or in particular in the manner of a watchdog monitoring.
  • a video surveillance device which makes it possible to monitor the correct handling of the ignition module or other components in particular the whole explosive device and or or the correct function of the ignition module or the other modules and thus optionally also the entire explosive device to monitor correct operation.
  • the ignition module can trigger the explosion and ignite the detonator in the well with the overlying guard plate.
  • This monitoring in the explosive device itself allows a very universal use of the explosive device.
  • the components are particularly protected by this integrated structure, especially by the protective plate on which the carrier is arranged with the various components of the explosive device, from damage by blasted material. As a result, the functionality of the explosive device according to the invention is guaranteed in a special way.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vertical
  • Fig. 2 is a schematic representation of a horizontal
  • Fig. 3 is a schematic representation of a
  • a vertical section along the diagonal is represented by the explosive device 1 according to the invention in a schematic representation.
  • Blasting arrangement 1 for detonating a detonator capsule 10 introduced in a borehole 2 shows a protective plate 4 which has a recess 5 in the central area.
  • the recess 5 shows a circular cross-section.
  • the protective plate 4 is formed of solid, 4 cm thick steel and is a rectangular plate.
  • the protective plate 4 is fixedly connected to a support 3 which is fixed in the manner of a cage on the protective plate 4 and the various other components of the blasting arrangement. 1 carry and record so that they can be manipulated, moved and changed according to their function.
  • To the lateral, vertical parts of the support 3, which is formed of steel bars with a square cross-section, the drilling module 6, the explosive module 7 and the ignition module 8 and a conveyor device 9 are arranged for removing the drilling space.
  • the drilling module 6 and the ignition module 8 are shown schematically in Fig. 1.
  • the two modules 6, 8 can be moved horizontally into an area above the recess 5 and be moved from this back into the illustrated original rest position.
  • the drive for this movement is carried out by means of a hydraulic drive.
  • the protective plate 4 has on its underside a wedge-shaped in cross-section support 19, which allows a secure state of the explosive device 1 with the protective plate 4 on the substrate 21.
  • the support 19 encloses the recess 5 annularly at a pronounced distance, in which the support 19 is arranged in the edge region of the protective plate 4.
  • Fig. 1 a situation is shown in which the protective plate 4 is arranged with the recess 5 above a borehole 2 with this aligned.
  • the detonator 10 is introduced, the cover 12 is seated on the surface of the substrate 21, in which the borehole 2 is introduced, and further sinking of the detonator 10 in the ground 21 and the borehole 2 prevented.
  • the lid 12 shows a height which is greater than the height of the support 19 increased by the thickness of the protective plate 4.
  • This height of the lid 12 ensures that the detonator 10 with its cover 12 over the borehole 2 and on the upper Edge of the borehole 2 projects and in the recess 5 of the protective plate 4 in and in this exemplary case on this protective plate 4th out and through this recess 5 protrudes.
  • a small and largely uniform gap 18 remains on the one hand allows a good introduction of the detonator 10 with its lid 12 in the recess 5 and on the other hand, an undesirable Penetration of material from the subsurface 21 during blasting, although not completely prevented at all.
  • the gap 18 is typically less than 1 cm wide.
  • the explosive device 1 was placed on the substrate 21 and then moved the drilling module 6 horizontally via the recess 5 in the working position 5a to produce vertically there by means of a drill the borehole 2.
  • the drill of the drilling module 6 is moved through the recess 5 and drilled in the ground 21, the borehole 2.
  • the conveyor device 9 for removing the drill chamber is moved into the working position 5 a above the recess 5 and conveys the bore space from the borehole 2 and from the area below the protective plate 4 in the region of the recess 5 by means of compressed air. This provides a cleaned and freely accessible Borehole 2 created in the underground 21.
  • the blasting module 7 shows a storage area for detonators, which is an exchangeable cassette contains for receiving a plurality of removable detonators 10.
  • the detonators 10 in the removable cassette are protected against external undesired influences, in particular against mechanical, electrical or other interfering influences, whereby unintentional ignition of the blasting caps 10 can be prevented.
  • a detonator 10 is removed and conveyed vertically through the recess 5 in the wellbore 2 until the detonator 10 is seated with its lid 12 on the edge of the borehole 2.
  • the housing 11 of the detonator 10 has a thinner diameter than the borehole 2, while the lid 12 of the detonator 10 has a significantly larger diameter than the borehole 2, so that the lid 12 can not slide into the borehole 2 and thus on the rim of the borehole 2 and thus seated on the surface of the substrate 21.
  • the blasting module 7 is moved horizontally back to the rest position in the blasting arrangement 1.
  • the ignition module 8 is moved horizontally into the working position 5 a above the recess 5. Below the ignition module 8, the cover 12 protrudes through the recess 5. With the help of the ignition module 8, the ignition contacts 15 are contacted on the top of the lid 12 and the detonation of the detonator 10 in the borehole 2 triggered.
  • the illustrated blasting arrangement it is possible to assign the position of the borehole 2 and the recess 5 and the correct introduction of the Detonator 10 with the lid 12 through the recess 5 into the well 2 to realize very accurately. This ensures particularly defined explosive situations and thus enables a particularly reliable blasting result.
  • the protective plate 4 With the recess 5, which is essentially closed by the lid 12 of the detonator 10, it is also prevented that blasted material of the substrate 21 is catapulted upward and the components of the blasting arrangement 1 according to the invention above the protective plate 4 in particular the modules 6, 7, 8, 9 can damage.
  • the protective plate 4 in conjunction with the largely closed recess 5 that thrown by the blasting materials of the ground can not overcome the protective plate 4 and thereby the possibility is created that persons or animals or other objects that are in the field Blowing up, are at high risk.
  • the lid 12 of the detonator 10 is formed so that it is not destroyed by the explosion, but it remains intact and continues to close the recess 5 until it is released from this and removed.
  • the explosive device 1 of the invention is set to a different position, wherein this is done so that the recess over the desired position of the blast, ie on the desired, to be generated wellbore 2 for receiving the detonator 10 is created according to the method according to the invention for blasting.
  • FIG. 2 the position of the drilling module 6, the blasting module 7, the ignition module 8 and the conveyor device 9 for removing the drilling space above the protective plate 4 is shown in a schematically represented cross section Support 3 shown.
  • the horizontal travels from the rest position to the working position 5a above the recess 5, which is positioned above the planned, provided borehole 2, can be seen.
  • the protective plate 4 protrudes beyond the base of the carrier 3, the cage-like, the other components of the explosive device according to the invention, in particular the various modules 6, 7, 8, 9 encloses.
  • the bottom plate 4 is formed so that it is larger than the subterranean blasting area, ie the area of the substrate 21, which is loosened by the blasting.
  • the carrier 3 is provided with a receptacle 20 for connection to an excavator.
  • a connection can be made with an excavator, by means of which the blasting arrangement 1 can be transported and transported by means of the excavator to the desired locations at which a blast is provided.
  • the blasting module 7 is connected to and supplied with the hydraulic circuit of the excavator for operating the drives of the various modules. With this connection, it is possible that the entire explosive device 1 is moved exclusively by hydraulic drives and not by electric drives.
  • the drilling module 6 is moved via a hydraulic drilling drive and the blasting capsules 10 are removed from the storage area for detonators 10 and conveyed to convey them into the generated wellbore 2 through the recess 5.
  • a hydraulic drilling drive By not providing electric drives and replacing them with hydraulic drives, it is possible to reduce the risk of sparking and thereby noticeably increase the safety of the blasting module 7 and of the blasting arrangement 1 according to the invention.
  • FIG. 3 an exemplary detonator 10 is shown in a longitudinal section.
  • the detonator 10 shows a cup-shaped housing 11 made of aluminum and a lid 12 which closes the cup-shaped housing 11.
  • the explosive 16 is arranged in the region of the bottom.
  • a filler 17 is introduced into the housing 11.
  • the filler 17 consists essentially of quartz sand.
  • Above the filler 17 is an air volume which is closed vertically by the lid 12.
  • the cover 12 has on its upper side, which faces away from the housing 11, a central ignition contact 15 and this central ignition contact 15 enclosing, spaced therefrom and electrically insulated, annular second ignition contact 15.
  • the ignition contacts 15 are connected via not shown ignition lines to the explosive 16 and can be brought by applying a firing voltage explosive 16 to the explosion.
  • the layered arrangement of explosive 16 and filler 17 with the overlying air volume it is possible to dampen the blasting effect in the direction of the lid 12 and thereby direct the primary blasting effect down towards the bottom or laterally to the side of the housing 11. This leads to a special effective blasting of the subsoil 21 in the area of the borehole 2 filled with the detonator 10.
  • the detonator 10 is chosen from its dimensions so that the housing 11 and the cover 12 each have a circular cross-section, whereas the housing 11 has a smaller diameter than the cover 12.
  • the resulting thereby lateral projection 13 of the lid 12 prevents according to the invention in that the detonator 10 can sink completely into the borehole 2 during insertion, since the borehole 2 into which the detonator 10 is to be introduced is larger in diameter than the diameter of the housing 11 but smaller than the cover 12.
  • the cover 12 comes to lie on the surface of the base 21 or on the upper edge of the borehole 2 and a further penetration of the detonator 10 into the borehole 2 is prevented.
  • a defined positioning of the explosive 16 and thus the center of the blasting effect in the ground 21 are defined particularly reliably, which leads to a particularly safe detonation.
  • the height of the cover 12 is chosen so that it is at least equal to the distance between the lower edge of the recess 5 to the surface of the substrate 21 and thus to the upper edge of the borehole 2.
  • the thickness of the lid 12 is selected to be slightly larger than the sum of the aforementioned distance corresponding to the height of the support 19 and the thickness of the protective plate 4. This ensures that the top of the lid 12 with the Ignition contacts 15 protrudes vertically over the recess 5 and the protective plate 4 and thereby a very simple and reliable ignition over the easily accessible Ignition contacts 15 can be achieved with the help of the ignition module 8.
  • the cover 12 also has a diameter and a shape which is larger than the borehole 2 and also corresponds to the recess 5 in the protective plate 4, wherein the diameter is chosen somewhat smaller, in particular about 1 cm smaller than the diameter of the recess 5.
  • Both, the recess 5 as well as the lid 12, show a circular cross-section.
  • the cover 12 is preferably formed from an electrically insulating plastic, in particular from a material with the designation PE1000, which represents a polyethylene. This proves to be very stable in terms of the mechanical stress due to blasting as well as a good insulator that allows reliable ignition of the explosive 16 via the ignition contacts 15.
  • FIG. 4 shows a particularly preferred sequence of the method according to the invention for blasting.
  • a blasting arrangement 1 according to the invention as shown for example in FIGS. 1, 2 and 3, used.
  • a protective plate 4 is applied with a recess 5 on the substrate 21 so that the recess 5 comes to rest above the desired position of the borehole 2 and thus the position of the blast.
  • a drilling device which is formed for example by the drilling module 6, a hole 2 drilled below the recess 5, wherein the drill of the drilling module 6 is passed through the recess 5 and thereby targeted the borehole 2 positioned so that the borehole second aligned with the recess 5.
  • the wellbore 2 can be cleared of the drilling space before the detonator 10 is inserted into the wellbore.
  • the detonator 10 protrudes with its upper end due to the flushing of the borehole 2 with the recess 5 through the recess 5 through, which is accompanied by an overhanging and protruding through the detonator by the protective plate 4.
  • the detonator 10 has been introduced with the vertical projection 14, this is ignited in this position by the on the top of the detonator 10th arranged ignition contacts 15 are acted upon by the ignition voltage.
  • This sequence of steps makes it possible to ensure a very safe process of preparation and execution of the blasting, which enables the blasting according to the invention to be focused essentially on the ground 21 and a throwing out of rock from the ground 21 in the vertical direction in particular from the immediate vicinity of the borehole 2 according to the invention is prevented by the protective plate 4 in conjunction with the closed recess 5 or at least limited to a large extent. As a result, a very low-risk blasting with a very efficient blasting effect in the ground 21 is given.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sprengsystem, bei dem Sprengstoff in einem Bohrloch gezündet wird. Die Erfindung zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Sprengen und eine Sprenganordnung (1) hierfür. Die erfindungsgemäße Sprenganordnung (1) zum Sprengen einer in ein Bohrloch (2) eingebrachten Sprengkapsel (10) ist mit einem Träger (3) versehen, wobei dieser Träger (3) wenigstens eine Schutzplatte (4) mit einer Ausnehmung (5) aufweist. Am Träger (3) ist ein Bohrmodul (6), das zur Einbringung eines Bohrlochs (2) in den Untergrund (21) geeignet und vorgesehen ist, ein Sprengmodul (7), das zum Einbringen einer Sprengkapsel (10) in ein Bohrloch (2) mit einem Überstand (14) über den Untergrund (21) geeignet und vorgesehen ist, und ein Zündmodul (8) angeordnet, das zur Zündung einer in die Ausnehmung (5) der Schutzplatte (4) hineinreichenden Sprengkapsel (10) geeignet und vorgesehen ist. Der vertikale Überstand (14) der Sprengkapsel (10) ragt in die Ausnehmung (5) der Schutzplatte (4) hinein und verschließt dadurch den ungehinderten Durchgang durch die Ausnehmung (5). Durch dieses zumindest teilweise Verschließen der (Ausnehmung 5) wird gewährleistet, dass bei einer Sprengung Partikel des Untergrunds (21) nicht oder nur in sehr eingeschränktem Umfang durch die Ausnehmung (5) hindurchtreten können und Personen oder Geräte im Umfeld der Sprengung beschädigen können. Hierdurch sind eine gute Handhabung und ein ausgesprochen hohes Maß an Sicherheit während der Sprengung gewährleistet.

Description

Sprengsystem
Die Erfindung betrifft ein Sprengsystem, bei dem Sprengstoff in einem Bohrloch gezündet wird. Die Erfindung zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Sprengen und eine Sprenganordnung hierfür.
Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster GM 77 02 287 Ul ist eine Sprengkapsel mit Zündschnur bekannt, bei der der Sprengstoff in einem becherförmigen Gehäuse untergebracht ist, in dessen oberes, offenes Ende eine Zündschnur eingebracht ist. Die Zündschnur zeigt eine Außenhülle aus Polyethylen, die eine Hanfeinlage und eine Pulverseele zeigt, die an einem Ende gezündet durch die Zündschnur hindurchbrennt und den Sprengstoff in der Zündkapsel zur Explosion bringt. Eine derartige Sprengkapsel mit Zündschnur wird im militärischen und auch im zivilen Sprengstoffwesen verwendet. Dieses Sprengsystem zeigt keine besonderen Vorkehrungen zur Sicherung des Sprengprozesses.
Aus dem deutschen Patent DE 32 07 121 C2 ist ein Ladesystem und Verfahren zum Einbringen einer Sprengladung in ein Bohrloch bekannt, bei dem ein Schlauchkörper mit mehreren Sprengpatronen zum Sprengen vollständig in ein Bohrloch eingebracht wird. Dort wird der Schlauchkörper mit einer wasserdichten Hülle mit Hilfe eines Lade- und Füllstocks so mit Wasser gefüllt, dass der Schlauchkörper mit den Sprengpatronen fest im Bohrloch unter allseitiger Anpressung haftet. Danach wird der Lade- und Füllstock aus dem Füllventil des Schlauchkörpers herausgezogen und aus dem Bohrloch entfernt. Die Zündung der Sprengpatronen erfolgt durch eine zuvor in das Bohrloch an die tiefste Stelle eingebrachte Schlagpatrone. Diese wird über aus dem Bohrloch herausgeführte Zünddrähte gezündet. Das beschriebene Ladesystem und das Verfahren zum Einbringen von Sprengladung in ein Bohrloch erweist sich als sehr aufwendig und es zeigt auch keine ausgesprochenen Schutzmaßnamen für die beteiligten Personen .
Weiterhin ist aus dem deutschen Patent DE 41 36 096 Cl eine Einrichtung zum Einbringen einer Sprengladung in ein Bohrloch bekannt, bei der eine Sprengpatrone auf das untere Ende einer Hülse der Einrichtung aufgeschraubt und der Zünder anschließend von oben in die Hülse eingeschoben wird, bis eine sichere mechanische Verbindung zwischen Zünder und Sprengpatrone gewährleistet ist, die es ermöglicht, dass der Zünder die Sprengpatrone verlässlich zündet. Die Hülse wird dann mit Hilfe eines Bohrgestänges in das Bohrloch vollständig eingebracht und am unteren Ende an der Sohle des Bohrlochs freigegeben, so dass die Sprengpatrone und der Zünder dort verbleiben und gezündet werden können. Mit Hilfe dieser Einrichtung gelingt es, das Einbringen der Sprengpatrone mit dem Zünder und insbesondere das Freigeben derselben an der Bohrlochsohle ziemlich sicher zu gestalten. Diese Einrichtung offenbart keine Lösung zur Sicherung der beteiligten Personen.
Darüber hinaus ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 24 936 AI ein Bohrloch-Sprengwerkzeug und ein Verfahren bekannt. Das Gerät und das Verfahren benutzen eine oder mehrere Sprengstoffladungsanordnungen, die in einem Gehäuse untergebracht sind, und einen dazugehörigen Zündschaltkreis. Der Zündschaltkreis enthält eine Zündschnur mit mindestens zwei nebeneinanderliegenden Sprengstoff¬ leitungen mit längs verlaufenden Flächen, die durch mindestens eine durchlässige Wand getrennt sind, die das Querbrennen von Sprengstoffleitungen fördert. Das Bohrloch- Sprengwerkzeug zeigt einen rohrförmigen Kanonenabschnitt mit zwei Enden, die mit Hilfe von zwei Tandemabschnitten verschlossen sind. In jedem der beiden Tandemabschnitte befindet sich eine Zündvorrichtung, mit der eine Zündschnur gezündet werden kann, die sich von einem Tandemabschnitt über den rohrförmigen Kanonenabschnitt bis zum anderen Tandemabschnitt erstreckt und die von ihren Enden her kontinuierlich fortlaufend abbrennt. Dabei werden die Formladungen in dem rohrförmigen Kanonenabschnitt hintereinander gezündet, so dass das Bohrloch-Sprengwerkzeug eine Abfolge von mehreren Sprengungen erzeugt. Das Bohrloch- Sprengwerkzeug wird in unterschiedlichen, unterirdischen Bohrlochbereichen verwendet. Insbesondere wird es zur Perforierung eines Öl- oder Gasbohrlochs tief im Untergrund verwendet. Das beschriebene Bohrlochsprengsystem und das Verfahren zeigen keine zusätzlichen Maßnahmen zum Schutz der beteiligten Personen, da es sehr tief in der Erdkruste verwendet wird.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Sprengen bzw. eine Sprenganordnung zur Sprengung einer in ein Bohrloch eingebrachten Sprengkapsel anzugeben, das die Sicherheit der beteiligten Personen im Umkreis der Sprengung gerade bei oberflächennahen Sprengungen verbessert. Diese Aufgabe wird durch eine Sprenganordnung zur Sprengung einer in ein Bohrloch eingebrachten Sprengkapsel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Sprengen mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Sprenganordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Sprengen zeigt mehrere wesentliche Schritte, die in verschiedenen Reihenfolgen durchgeführt werden können. Diese Schritte beinhalten:
- Bohren eines Sprenglochs in den Untergrund,
- Aufbringen einer Schutzplatte mit einer Ausnehmung auf den Untergrund,
- Sicherstellen der fluchtenden Anordnung der Ausnehmung über dem Bohrloch,
- Einbringen einer Sprengkapsel in das Bohrloch, wobei dies bevorzugt mit einem Überstand über den oberen Rand des Bohrlochs erfolgt, und
- Zünden der im Bohrloch angeordneten und sich in Richtung der Ausnehmung erstreckenden Sprengkapsel, wobei diese bevorzugt in oder durch die Ausnehmung der Schutzplatte ragt.
Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer Sprengkapsel, die im Bohrloch angeordnet wird und sich in Richtung der Ausnehmung in der Schutzplatte erstreckt und gezündet wird, gelingt es, das Risiko, dass durch die Sprengung gelöstes Material beteiligte Personen treffen kann, deutlich zu reduzieren, da die Schutzplatte dieses gesprengte Material in erheblichem Umfang zurückhält, ohne dass die Handhabung insbesondere das Einbringen der Sprengkapsel in das Bohrloch wesentlich behindert wird. Durch das bevorzugte Vorsehen einer Sprengkapsel, die über das Bohrloch nach oben aus dem Untergrund herausragt und so positioniert ist, dass beim Zünden der Sprengung besonders bevorzugt das obere Ende der Sprengkapsel die Ausnehmung in der Schutzplatte zumindest teilweise verschließt, ist ein sehr effizienter Schutz geschaffen. Dabei ragt das obere Ende der Sprengkapsel besonders bevorzugt zumindest in die Ausnehmung hinein oder durch diese hindurch. Dadurch ist sichergestellt, dass das Risiko, dass durch die Sprengung gelöstes Material durch die Ausnehmung hindurchtritt und beteiligte Personen treffen kann, erheblich reduziert wird. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen der Schutzplatte oberhalb der Bohrung zur Aufnahme der Sprengkapsel mit dem Sprengstoff wird diese Schutzfunktion noch weiter verstärkt.
Dabei zeigen verschiedene Reihenfolgen der vorgenannten Schritte unterschiedlich vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens. Beispielsweise hat es sich bewährt, zuerst die fluchtende Anordnung der Ausnehmung der Schutzplatte über dem Bohrloch zu realisieren, bevor die Schutzplatte auf den Untergrund aufgesetzt wird, während die andere Reihenfolge ebenso funktional, aber in ihrer Handhabung weniger sicher ist. Dies beruht primär darauf, dass durch ein Verschieben der auf dem Untergrund aufgebrachten Schutzplatte das Risiko besteht, dass Oberflächenmaterial des Untergrunds in das Bohrloch fällt und dieses dann in seiner Funktion beeinträchtigt wird. Dies kann insbesondere dazu führen, dass das spätere Einbringen einer Sprengkapsel in das Bohrloch durch das eingebrachte Hindernis nicht mehr in der erfindungsgemäß notwendigen Weise möglich ist . Neben der Möglichkeit, das Bohren eines Sprenglochs vor dem Aufbringen einer Schutzplatte mit der Ausnehmung vorzunehmen, hat es sich auch besonders bewährt, zuerst die Schutzplatte an der gewünschten Stelle auf dem Untergrund so aufzubringen, dass die Ausnehmung oberhalb der Position des gewünschten Bohrlochs liegt und anschließend das Bohrloch durch die Ausnehmung in der Schutzplatte in den Untergrund einzu¬ bringen. Dabei hat es sich besonders bewährt, dass in einem nicht notwendigen, aber vorteilhaften, zusätzlichen Schritt das Bohrmaterial aus dem Untergrund entnommen wird und dadurch das Bohrloch, das das Sprengloch bildet, gereinigt wird und die Zündkapsel verlässlich und sicher auf erfindungsgemäße Weise in das Bohrloch eingebracht werden kann. Diese zweite Alternative betreffend den Zeitpunkt der Einbringung des Bohrlochs in den Untergrund erweist sich in der Handhabung als aufwendiger, da der Abraum des Bohrens aus dem Bohrloch möglichst sicher entfernt werden sollte und der Durchmesser der Bohrung auf den Durchmesser der Ausnehmung beschränkt ist. Diese Aspekte erweisen sich teilweise als nachteilig. Als vorteilhaft erweist sich aber das Entfallen eines zusätzlichen Überprüfens der fluchtenden Anordnung und damit der Ausrichtung der Ausnehmung über dem Bohrloch, denn durch das Aufsetzen und Beibehalten der Position der Schutzplatte mit der Ausnehmung und das Bohren des Bohrlochs durch die Ausnehmung ist eine fluchtende Anordnung automatisch, dauerhaft und verlässlich sichergestellt.
Auch der Zeitpunkt des Einbringens der Sprengkapsel in das Bohrloch insbesondere mit einem Überstand über den oberen Rand des Bohrlochs kann zu verschiedenen Zeitpunkten des Verfahrensablaufs erfolgen. Es kann vor dem fluchtenden Aufbringen der Schutzplatte auf den Untergrund erfolgen oder auch erst nach diesem, sodass in vorteilhafter Weise das Risiko einer Beschädigung der Sprengkapsel aufgrund eines Verrückens der Schutzplatte relativ zu dem Bohrloch insbesondere in lateraler Richtung weitgehend ausgeschlossen ist. Dies führt zu einem besonders sicheren erfindungsgemäßen Verfahren .
Durch das Einbringen der Sprengkapsel in das Bohrloch bevorzugt mit einem Überstand über den oberen Rand des Bohrlochs und das Zünden der sich in Richtung der Ausnehmung erstreckenden und bevorzugt in oder durch die Ausnehmung der Schutzplatte ragenden Sprengkapsel gelingt es, erfindungsgemäß die Sprengung in besonderem Maße auf den Untergrund und weniger auf die Oberfläche zu konzentrieren und dadurch die Sprengkraft effizienter in den Untergrund einzubringen. Damit gelingt es, die Effizienz der Sprengung zu verbessern, das heißt mit weniger Sprengstoff kann eine bessere oder die gleiche Sprengwirkung erreicht werden, wie auch das Risiko für im Umfeld befindliche Personen oder Geräte zu reduzieren.
Dabei kann das bevorzugte Positionieren der Sprengkapsel mit einem Überstand über den oberen Rand des Bohrlochs durch unterschiedlichste Maßnahmen realisiert werden, die gemeinsam dem wichtigen Zweck dienen, dass eine möglichst geschlossene Schutzvorrichtung aus Schutzplatte und zumindest teilweise geschlossener Ausnehmung in der Schutzplatte gewährleistet ist. Beispielhaft kann der Überstand der Sprengkapsel dadurch sichergestellt werden, dass an der Außenseite der typisch zylinderförmigen Sprengkapsel in lateraler Richtung Vorsprünge vorgesehen sind, die ein weiteres Absenken oder Verändern der Höhenlage in dem Bohrloch verhindern. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass im Bereich des Deckels Vorsprünge oder ein Deckel mit einem solchen Durchmesser vorgesehen ist, der in seinen Abmessungen größer ist als das Bohrloch in seinem Durchmesser. Dadurch sitzen der Deckel bzw. der oder die Vorsprünge im Bereich des Deckels auf der Oberfläche des Untergrunds auf und der gewünschte vertikale Überstand über den oberen Rand des Bohrlochs ist gewährleistet. Alternativ oder ergänzend hat es sich auch bewährt, die Sprengkapsel in dem Bereich, in dem sie in das Bohrloch eingebracht ist, mit Vorsprüngen insbesondere mit ausfahrbaren Vorsprüngen zu versehen, die ein Fixieren, ein Verklemmen in dem Bohrloch bewirken. Dies kann beispielsweise dann erreicht werden, wenn das Bohrloch mit zunehmender Tiefe einen kleineren Bohrradius aufweist und an dieser Übergangsstelle Vorsprünge dann aufsetzen und ein weiteres Hinabgleiten in das Bohrloch verhindern. Auch können sich ausfahrbare Vorsprünge in die Wand des Bohrlochs verkeilen und dadurch die Sprengkapsel in ihrer Position im Bohrloch mit dem gewünschten Überstand fixieren und positionieren. Das alternative oder ergänzende Vorsehen von herausfahrbaren Vorsprüngen erfolgt dabei bevorzugt mittels eines pneumatischen und/oder hydraulischen Antriebs oder auch mit Hilfe von vorgespannten Federelementen, deren Vorspannung zielgerichtet freigegeben wird.
Ein besonders bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren zum Sprengen zeichnet sich durch folgende Schritte in der spezifischen Reihenfolge aus:
Zuerst wird die Schutzplatte mit der Ausnehmung auf den Untergrund gebracht, wobei die Ausnehmung der Schutzplatte fluchtend über dem geplanten Bohrloch positioniert wird, um dann durch die Ausnehmung in den Untergrund ein Sprengloch zu bohren. Danach wird die Sprengkapsel in das Bohrloch eingebracht, wobei dies durch die Ausnehmung der Schutzplatte erfolgt. Durch die Schutzplatte in Verbindung mit der fluchtenden Anordnung der Sprengkapsel in dem Bohrloch mit der Ausnehmung in der Schutzplatte gelingt es, die gewünschte vorteilhafte Verbesserung der Schutzwirkung beim Sprengen im Hinblick auf die Umgebung und im Hinblick auf eine effizientere Sprengung zu erreichen.
Bevorzugt erfolgt das Einbringen der Sprengkapsel in einer Art und Weise, dass ein Überstand der Sprengkapsel über den oberen Rand des Bohrlochs gegeben ist, der die Ausnehmung der Schutzplatte fluchtend so bedeckt, dass der bevorzugte Überstand in oder durch die Ausnehmung der Schutzplatte ragt. Dieses Hineinragen in die Ausnehmung der Schutzplatte bewirkt erfindungsgemäß die Reduktion der freien Ausnehmung in der Schutzplatte bewirkt die gewünschte vorteilhafte Verbesserung der Schutzwirkung beim Sprengen im Hinblick auf die Umgebung und andererseits im Hinblick auf eine effizientere Sprengung. Durch die erfindungsgemäß bevorzugte Reihenfolge der Schritte gelingt es, das Risiko einer Fehlzündung, also einer ungewollten Zündung der Sprengkapsel gering zu halten, denn das Einbringen der Sprengkapsel erfolgt zeitlich nachrangig von allen Bohr- und Positionierarbeiten der Schutzplatte, so dass keine dieser Maßnahmen, beispielsweise durch eine Funkenbildung oder Ähnliches, ein ungewolltes, zu vermeidendes Auslösen einer Sprengung bewirken kann. Auch ist das Einbringen der Sprengkapsel durch die Ausnehmung in das Bohrloch besonders verlässlich möglich, da die fluchtende Anordnung der Ausnehmung zum Bohrloch sichergestellt ist. Auch wird durch das bevorzugte Hinein- oder Durchkragen der Sprengkapsel in oder durch die Ausnehmung das Zünden der Sprengkapsel im Vergleich zu der vorteilhaften fluchtenden Anordnung der Sprengkapsel mit der Ausnehmung besonders verlässlich möglich. Dies ist gerade dann auf besonders vorteilhafte Weise gewährleistet, wenn auf dem Deckel der Sprengkapsel elektrische Zündkontakte, vorgesehen sind, die in der Ausnehmung der Schutzplatte oder oberhalb dieser positioniert sind. Durch diese räumliche Trennung der Zündkontakte vom Untergrund ist das Risiko einer Verschmutzung oder Beschädigung erheblich reduziert und dadurch eine Zündung sehr verlässlich ermöglicht, indem ein ungewolltes Zünden durch störende Einflüsse der Oberfläche des Untergrunds vermieden werden kann.
Die erfindungsgemäßen Verfahren zum Sprengen erweisen sich somit als ausgesprochen sicher. Sie erweisen sich auch als sehr effizient, da durch die Schutzplatte die Sprengwirkung im Untergrund konzentriert werden kann und dadurch ein ineffizientes Entweichen der Sprengkraft an die Oberfläche in die Luft vermieden werden kann. Gerade die Sicherheit für Personen in der Umgebung kann durch dieses erfindungsgemäße Verfahren besonders vergrößert werden, da die Oberfläche des zu sprengenden Untergrunds im Bereich der Sprengung durch eine Schutzplatte bedeckt ist und dadurch ein Herumfliegen von Steinen aus dem Untergrund ganz oder doch erheblich eingeschränkt wird.
Die Erfindung betrifft neben dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine erfindungsgemäße Sprenganordnung zum Sprengen einer in ein Bohrloch eingebrachten Sprengkapsel mit einem Träger, wobei dieser Träger wenigstens eine an den Träger angeordnete Schutzplatte mit einer Ausnehmung aufweist, wobei am Träger ein Bohrmodul angeordnet ist, das zur Einbringung eines Bohrlochs in den Untergrund geeignet und vorgesehen ist, wobei am Träger ein Sprengmodul angeordnet ist, das zum Einbringen einer Sprengkapsel in ein Bohrloch insbesondere mit einem Überstand über den Untergrund geeignet und vorgesehen ist, und wobei am Träger ein Zündmodul angeordnet ist, das zur Zündung einer in die Ausnehmung der Schutzplatte hineinreichenden Sprengkapsel geeignet und vorgesehen ist.
Die beschriebene, erfindungsgemäße Sprenganordnung enthält mehrere Module, das Bohrmodul, das Sprengmodul und das Zündmodul, die über einen Träger mit der Schutzplatte mechanisch verbunden sind und somit eine integrierte Anordnung bilden, die es ermöglicht, das erfindungsgemäße Verfahren ganz oder zumindest in wesentlichen Teilen durchzuführen. Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass das Sprengmodul geeignet und dazu vorgesehen ist, eine Sprengkapsel, die den Sprengstoff enthält, so in ein mit Hilfe des Bohrmoduls gebohrtes Bohrloch einzubringen, dass die Sprengkapsel mit der Ausnehmung in der Schutzplatte fluchtet und bevorzugt einen Überstand über den Untergrund, also das obere Ende des Bohrlochs aufweist. Dieser bevorzugte Überstand der Sprengkapsel ragt in die Ausnehmung der Schutzplatte hinein und verschließt dadurch den ungehinderten Durchgang durch die Ausnehmung vom durch die Schutzplatte bedeckten Untergrund bzw. vom Bohrloch auf den Bereich oberhalb der Schutzplatte. Durch dieses zumindest teilweise Verschließen der Ausnehmung wird gewährleistet, dass im Fall einer Sprengung mit Hilfe der Sprengkapsel in dem Bohrloch, das das Sprengloch bildet, Partikel des Untergrunds nicht oder nur in sehr eingeschränktem Umfang durch die Ausnehmung hindurchtreten können und Personen im Umfeld der Sprengung oder Geräte im Umfeld der Sprengung beschädigen können. Dabei sind die Ausnehmung und der obere Teil der Sprengkapsel bevorzugt so aufeinander angepasst, dass nur ein schmaler Spalt zwischen dem oberen Teil der Sprengkapsel, insbesondere dessen Deckel, und dem Rand der Schutzplatte der Ausnehmung verbleibt. Durch das Vorsehen eines schmalen Spaltes ist einerseits eine gute Handhabung und Einbringung der Sprengkapsel in die Ausnehmung und andererseits ein ausgesprochen hohes Maß an Sicherheit während der Sprengung gewährleistet .
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Träger, der die verschiedenen Module mit der Schutzplatte verbindet, zusätzlich mit einer Aufnahme zur Verbindung mit einem Transportfahrzeug, insbesondere einem Bagger zu versehen. Dadurch gelingt es, die Sprenganordnung durch das Transportfahrzeug, insbesondere durch den Bagger förderbar, also in seiner Positionierung variabel zu gestalten und/oder auch manipulierbar zu gestalten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Träger mit der Aufnahme zur Verbindung so zu gestalten, dass einerseits die gesamte Anordnung durch das Transport fahrzeug insbesondere durch den Bagger an die gewünschte Position, also in die Position der gewünschten Sprengung und damit des zu bohrenden Sprenglochs bzw. Bohrlochs, bewegt werden kann und andererseits die Sprenganordnung so zu manipulieren, dass insbesondere die einzelnen Module mit Hilfe des Transportfahrzeugs , insbesondere des Baggers, betätigt werden können. Dies erfolgt bevorzugt durch entsprechende Ankopplung hydraulischer und/oder pneumatischer Antriebskreise sowie insbesondere durch Betätigungsvorrichtungen, die in dem Transportfahrzeug insbesondere in dem Bagger vorgesehen sind, um die einzelnen Module der erfindungsgemäßen Sprenganordnung vom Transportfahrzeug aus, insbesondere vom Bagger aus, zu betätigen. Dies erfolgt vorzugsweise von einer geschlossenen und geschützten Fahrerkabine aus. Dadurch gelingt es, die erfindungsgemäße Sprenganordnung sehr mobil und sicher zu gestalten, da die Person zur Betätigung der Sprenganordnung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren das Transport¬ fahrzeug nicht notwendigerweise verlassen muss und die Sprenganordnung zielgerichtet von dem Transportfahrzeug bzw. dem Bagger und hier bevorzugt von der Fahrerkabine oder von der geschützten Kabine aus betätigt werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Vorsehen der Schutzplatte mit der Ausnehmung und das erfindungsgemäße Positionieren der Sprengkapsel in der Ausnehmung gelingt es, den Betätiger der Sprenganordnung verlässlich zu schützen und ihn im Umfeld der Sprengung zu belassen. Dies führt zu einem sehr effizienten Verfahren, das sehr schnell durchgeführt werden kann. Das beim Stand der Technik notwendige Verlassen des Umfelds der Sprengung ist durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Sprenganordnung nicht mehr in diesem Maß notwendig, was erfindungsgemäß zu einer Beschleunigung des Ablaufs führt.
Eine bevorzugte, vorteilhafte Sprenganordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Bohrmodul, das Sprengmodul und das Zündmodul am Träger ringförmig um die Ausnehmung in der Schutzplatte und oberhalb von dieser angeordnet sind und jeweils in eine Arbeitsposition und aus dieser heraus förderbar sind. Dabei muss die Arbeitsposition der einzelnen Module nicht identisch sein, sondern kann spezifisch differenziert sein. Durch die ringförmige Anordnung der Module oberhalb der und um die Ausnehmung ist eine sehr kompakte Anordnung oberhalb der Ausnehmung und damit oberhalb der Schutzplatte geschaffen, die einerseits die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht und andererseits einen verlässlichen Schutz der Module beim Sprengen gewährleistet . Darüber hinaus hat es sich besonders bewährt, das Sprengmodul, insbesondere die Sprenganordnung insgesamt, ohne elektrische Antriebe auszubilden und ausschließlich pneumatische, hydraulische und/oder mechanische Antriebe für die Sprenganordnung vorzusehen, und die Sprengkapseln in Bohrlöcher in der erfindungsgemäßen Weise einzubringen, so dass die Sprengkapseln bevorzugt mit einem Überstand über den Untergrund verbleiben. Hierdurch gelingt es, das Risiko von unerwünschten Fehlzündungen der Sprengkapseln zu reduzieren, denn das Risiko von elektrischen Funken oder elektrischen Funkenentladungen kann hierdurch wesentlich reduziert werden. In entsprechender Weise sind bevorzugt auch die anderen Module der erfindungsgemäßen Sprenganordnung, insbesondere das Bohrmodul und/oder das Transportfahrzeug, insbesondere der Bagger, nicht mit elektrischen Antrieben versehen, um die Sicherheit, wenn auch geringfügig, noch weiter zu erhöhen. Durch das Vermeiden von elektrischen Antrieben in der Sprenganordnung insbesondere im Sprengmodul gelingt es, eine besonders sichere Sprenganordnung zu schaffen.
Durch die Anordnung des Trägers oder der Träger auf der Schutzplatte und die Ausbildung der Schutzplatte als massive Platte insbesondere aus Stahl gelingt es, eine sehr steife und geschützte Struktur der Sprenganordnung zu erreichen, die sich durch ein besonderes Maß des Schutzes des Trägers mit den daran angeordneten Modulen auszeichnet. Dadurch ist die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Sprenganordnung in besonderem Maße gewährleistet und eine Beschädigung durch Sprengungen zumindest stark eingeschränkt.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Ausnehmung in der Schutzplatte so zu wählen, dass der Deckel der Sprengkapsel von der Ausnehmung aufgenommen werden kann und die Ausnehmung insbesondere in der Form und/oder in der Größe dem Querschnitt der Sprengkapsel und/oder dem Deckel der Sprengkapsel entspricht. Dadurch wird es möglich, dass einerseits der Deckel in die Ausnehmung hineinkragt bzw. durch diese hindurchkragt, und andererseits ein zwischen dem Deckel der Sprengkapsel und der Schutzplatte im Bereich der Ausnehmung gebildeter Spalt klein in der Fläche relativ zu der Fläche der Ausnehmung oder relativ zu dem Querschnitt der Sprengkapsel bzw. zu der Größe des Deckels ist. Dadurch ist das Risiko eines Hindurchtretens von Material aus dem gesprengten Untergrund durch die Schutzplatte im Bereich der Ausnehmung stark reduziert, was die gewünschte Sicherheit für Geräte oder Vorrichtungen in der Umgebung oder auch für Menschen oder Tiere wesentlich verbessert.
Dabei hat es sich auch bewährt, den Deckel der Sprengkapsel so auszubilden, dass er im Querschnitt größer ist als die restliche Kapsel, wodurch der Überstand über den Untergrund auf besonders einfache Weise erreicht werden kann, indem der Durchmesser des Bohrlochs entsprechend der sonstigen Kapsel von geringerem Durchmesser gewählt ist als der Deckel. Der Deckel sitzt damit im Bereich seines lateralen Überstandes gegenüber der restlichen Kapsel auf der Oberfläche des Untergrunds auf, was bevorzugt so gewählt ist, dass der Deckel zumindest teilweise in die Ausnehmung der Schutzplatte hineinragt. Der Deckel zeigt somit bevorzugt eine Höhe, die zumindest dem Abstand der Oberfläche des Untergrunds bzw. des oberen Rands des Bohrlochs zu der Unterkante oder Unterseite der Schutzplatte bzw. dem unteren Rand der Ausnehmung entspricht. Bereits die fluchtende Positionierung der Sprengkapsel mit dem Deckel zur Ausnehmung schafft eine vorteilhafte Reduzierung des Risikos eines Durchtritts, die durch das Erreichen eines Hineinragens des Deckels in die Ausnehmung noch verstärkt wird. Das bedeutet, dass bereits dann, wenn der Deckel die Unterseite der Schutzplatte und damit den unteren Rand der Ausnehmung erreicht, ein Durchtritt im Randbereich wesentlich reduziert ist. Es ist somit nicht notwendig, dass der Deckel bzw. die Sprengkapsel deutlich in die Ausnehmung hineinragen muss oder durch diese hindurchragt, um eine Reduktion des Durchtrittsrisikos zu erreichen. Je stärker es hinein- bzw. hindurchragt, umso mehr wird die Sicherheit erhöht.
Vorzugsweise entsprechen dabei die Form und die Größe des Deckels oder der Querschnitt im oberen Bereich der Sprengkapsel der Ausnehmung. Insbesondere werden beide mit einem kreisrunden Querschnitt mit entsprechendem Radius gewählt. Dies schafft eine besonders einfache Handhabung der Sprenganordnung .
Eine besonders bevorzugte Sprenganordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Schutzplatte auf der Unterseite mit zumindest einer Stütze, insbesondere mehreren Stützen, zur Auflage auf den Untergrund versehen ist. Dabei umschließen die zumindest eine Stütze oder die mehreren Stützen bevorzugt die Ausnehmung teilweise oder vollständig ringförmig. Durch dieses Umschließen ist einerseits ein verlässliches Aufsetzen der Schutzplatte auf dem Untergrund gegeben, da Unebenheiten unterhalb der Platte sich weniger kritisch im Hinblick auf das Aufliegen der Schutzplatte auswirken. Andererseits ist das Bohrloch durch die umschließenden Stützen oder die Stütze so gesichert, dass die Schutzplatte als Deckel und die eine oder die mehreren Stützen gemeinsam als seitliches Hindernis für horizontal entlang der Unterseite der Schutzplatte entlangfliegende Bestandteile des Untergrunds wirken und diese zurückhalten. Ein seitliches Herausbewegen von gesprengtem Material unter der Platte heraus wird somit deutlich behindert, gegebenenfalls vollständig verhindert. Dadurch ist eine besonders gut handhabbare Schutzplatte für die erfindungsgemäße Sprenganordnung geschaffen, die eine besonders verlässliche und sichere Sprenganordnung ermöglicht .
Vorzugsweise zeigen die Stützen bzw. zeigt die Stütze einen keilförmigen Querschnitt, wodurch ein Eindringen der Schutzplatte mit den spitz zulaufenden Stützen in den Untergrund und damit eine gute Verankerung in dem Untergrund und eine sichere Positionierung der Schutzplatte gegeben ist. Damit wird erfindungsgemäß auch sichergestellt, dass die fluchtende Anordnung der Ausnehmung zu dem Bohrloch besonders gewährleistet ist und das Einbringen der Sprengkapsel in die fluchtende Anordnung aus Ausnehmung und Bohrloch besonders gut funktioniert.
Daneben oder ergänzend hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, ein oder mehrere Kettenelemente, das heißt Teile einer Kette mit mehreren Gliedern, auf der Unterseite der Schutzplatte anzuordnen. Diese sind bevorzugt im Bereich um die Ausnehmung angeordnet. Sie stellen sicher, dass bei der Sprengung Steine und Brocken des Untergrunds abgebremst werden und damit weniger unter der Schutzplatte heraus in die Umgebung der Schutzplatte gelangen. Dabei hat es sich besonders bewährt, die Kettenelemente so auf der Unterseite anzuordnen, dass sie die Ausnehmung zumindest teilweise umschließen und dadurch den Untergrund bei der Sprengung in diese Richtung abbremsen, was besonders wirkungsvoll der Fall ist, wenn die Ausnehmung vollständig insbesondere durch mehrere Züge aus in Reihen angeordneter Kettenelemente in der Art eines Kettenvorhangs umschlossen wird. Dadurch ist eine besonders verlässliche und sichere Sprenganordnung geschaffen, die einen besonders verlässlichen Schutz der Umgebung gewährleistet.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Bohrmodul, das Sprengmodul und/oder das Zündmodul im oder am Träger verfahrbar so auszubilden, dass das Bohrmodul über die Ausnehmung in der Schutzplatte und von dieser weggefördert werden kann. Durch diesen Förderweg gelingt es, die Module zwischen einer Arbeitsposition und einer Ruhe- oder Lagerposition zu verfahren und zu sichern. Durch das Positionieren des Bohrmoduls, des Sprengmoduls bzw. des Zündmoduls über der Ausnehmung und damit in einer Flucht zu dem Bohrloch, das durch das Bohrmodul geschaffen wird bzw. in das mit Hilfe des Sprengmoduls die Sprengkapsel eingebracht wird und/oder mit Hilfe des Zündmoduls die eingebrachte Sprengkapsel gezündet wird, gelingt es, eine sehr kompakte, sichere Sprenganordnung zu schaffen, die gerade in den Ruhepositionen der Module eine Beschädigung der Module durch den Sprengvorgang weitgehend ausschließt.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Bohrmodul mit einer Bohrtiefenbegrenzung zu versehen, die bevorzugt die Bohrtiefe etwa auf die Länge der Sprengkapsel abzüglich der Dicke der Schutzplatte begrenzt. Dabei ist die Dicke der Schutzplatte einschließlich der Höhe der potentiell vorhandenen, bevorzugten Stütze bzw. Stützen zu verstehen. Dadurch ist erfindungsgemäß sichergestellt, dass das Bohrmodul ein Bohrloch schafft, das geeignet ist, die Sprengkapsel aufzunehmen und zu gewährleisten, dass die Sprengkapsel aus dem Bohrloch herausragt. Dieses erfolgt mit einem Überstand, der bevorzugt etwa dem Abstand der Schutzplatte vom Untergrund entspricht und somit auch sicherstellt, dass die Sprengkapsel insbesondere mit ihrem Deckel in die Ausnehmung in der Schutzplatte hineinragt bzw. diese weitgehend durch diese Ausnehmung hindurchragt. Dadurch ist eine sehr verlässlich wirkende Sprenganordnung geschaffen, die ein Hindurchtreten von gesprengtem Material durch die Ausnehmung in starkem Maße beschränkt und dadurch die Sicherheit für die Umgebung, sei es für Menschen oder Tiere, oder auch für Geräte in der Umgebung erheblich reduziert .
Darüber hinaus hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, das Bohrmodul mit einer Fördervorrichtung zur Entfernung des Bohrabraums aus dem Bereich der Ausnehmung zu versehen. Mit Hilfe dieser Fördervorrichtung gelingt es, das Bohrmehl des Untergrunds verlässlich zu entfernen und dadurch das Bohrloch für die Sprengkapsel frei zugänglich zu machen, was die Funktionalität der Sprengkapsel in besonderem Maße gewährleistet. Auch wird der Bohrabraum neben dem Bohrloch oder im Bereich des Bohrlochs entfernt, so dass dieser Bohrabraum getrieben durch die Sprengung nicht durch die Ausnehmung oder seitlich unter der Schutzplatte herausbewegt werden kann und Menschen oder andere Gegenstände im Umfeld gefährden kann. Mithin erweist sich dieses Vorsehen einer Fördervorrichtung zur Entfernung von Bohrabraum als besonders nützlich im Hinblick auf die Sicherheit.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sprenganordnung zeigt ein Sprengmodul mit einem Vorratsbereich für Sprengkapseln, aus dem mittels einer Sprengkapselfördervorrichtung eine Sprengkapsel entnehmbar und in das Bohrloch insbesondere durch die Ausnehmung in der Schutzplatte förderbar ist. Durch diesen Vorratsbereich, der insbesondere eine Wechselkassette zur Aufnahme mehrerer entnehmbarer Sprengkapseln aufweist, ist es möglich, den Vorratsbereich zusätzlich durch Abschottungsmaßnahmen, beispielsweise durch ein zusätzliches geschlossenes Gehäuse, vor einer Beschädigung oder einer unerwünschten Entnahme der Sprengkapseln im Vorratsbereich bzw. in der Kassette bzw. in der Wechselkassette für entnehmbare Sprengkapseln zu schützen und dadurch die Sicherheit der erfindungsgemäßen Sprenganordnung noch weiter zu fördern.
Insbesondere gelingt es dadurch, eine Beschädigung der Sprengkapseln im Vorratsbereich im Sprengmodul in besonderer Weise zu verhindern.
In besonders bevorzugter Weise wird das Zündmodul der erfindungsgemäßen Sprenganordnung mit einer Vorrichtung zum ringförmigen Umschließen einer in ein Bohrloch ragenden, die Ausnehmung ganz oder teilweise ausfüllenden Sprengkapsel versehen, wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie im umschlossenen Zustand den Spalt zwischen der Schutzplatte und der Sprengkapsel im Bereich der Ausnehmung ganz oder weitgehend bedecken kann und damit das Risiko für ein Hindurchtreten von gesprengtem Material durch den Spalt der Ausnehmung noch weiter reduziert wird. Dies kann durch eine Art Deckel erfolgen, der über die Sprengkapsel im Bereich der Ausnehmung aufgebracht wird, wenn die Sprengkapsel nicht über die Ausnehmung und damit über die Schutzplatte hinausragt. Überragt die Sprengkapsel mit ihrem oberen Ende insbesondere mit ihrem Deckel die Schutzplatte mit der Ausnehmung, so wird bevorzugt von der Seite die Vorrichtung zum ringförmigen Umschließen an die Sprengkapsel herangeführt und dadurch der Durchgang des Spalts reduziert bzw. im Idealfall vollständig verschlossen. Dabei zeigt die Vorrichtung zum ringförmigen Umschließen vorzugsweise mehrere Segmente, die gemeinsam den herausragenden Teil der Sprengkapsel umschließen. Alternativ hat es sich auch bewährt, den herauskragenden Teil der Sprengkapsel mit einem flexiblen, bandförmigen Körper zu umschließen und dadurch den Spalt ganz oder zumindest weitgehend zu verschließen.
Auch hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Zündmodul federnde Kontakte für das elektrische Kontaktieren der Zündkontakte an der Sprengkapsel und/oder eine Vorrichtung zum Überprüfen der elektrischen Kontaktierung aufweist. Durch das Vorsehen von federnden Kontakten zur elektrischen Kontaktierung für die Zündung kann eine besonders sichere Kontaktierung der Sprengkapsel und des Zündmoduls gewährleistet werden, die sich gerade durch eine große Toleranz hinsichtlich der korrekten Positionierung und auch durch eine deutliche Toleranz gegen Verschmutzung oder Korrosion der Kontakte auszeichnet. Die Toleranz ist insbesondere aufgrund der Beweglichkeit der Kontakte und dem damit verbundenen mechanischen Reinigen der federnden elektrischen Kontaktflächen gegeben.
Auch hat es sich bewährt, das Zündmodul mit einer Vorrichtung zum Überprüfen der elektrischen Kontaktierung zu versehen, die es ermöglicht, dass beispielsweise anhand der elektrischen Eigenschaften der Kontaktierung eine Aussage über die korrekte elektrische Kontaktierung des Zündmoduls zu den Zündkontakten der Sprengkapsel gegeben ist. Beispielsweise kann dies anhand der Widerstände bzw. der Leitfähigkeit oder auch anhand von Temperaturmessungen oder Ähnlichem oder einer Kombination aus mehreren Messparametern erfolgen. Durch das Vorsehen einerseits der federnden Kontaktierung und andererseits der Vorrichtung zur Überprüfung der elektrischen Kontaktierung ist eine besonders sichere elektrische Kontaktierung zum Zünden und damit ein besonders verlässliches Zündmodul für die erfindungsgemäße Sprenganordnung geschaffen.
Von den verschiedenen Möglichkeiten, eine Sprengkapsel auszubilden, hat es sich besonders bewährt, die Sprengkapsel mit einem becherförmigen Gehäuse mit Deckel und daran angeordneten Zündkontakten zum Zünden des im Gehäuse angeordneten Sprengstoffs zu versehen. Dabei sind die Zündkontakte vorzugsweise kreis- oder ringförmig ausgebildet und elektrisch gegeneinander isoliert. Durch das Anordnen der Zündkontakte am Deckel und vorzugsweise an der Deckel¬ oberfläche gelingt es, eine sichere elektrische Kontaktierung zu der Sprengkapsel aufgrund der fluchtenden Anordnung mit der Ausnehmung zu gewährleisten. Dies gilt im besonderen Maße dann, wenn der bevorzugt aus dem Bohrloch herausragenden Teil der Sprengkapsel, in besonders bevorzugter Weise in die Ausnehmung der Schutzplatte hineinragt oder durch diese hindurchragt. Ein Kontaktieren auf die andere Seite, auf die Unterseite der Schutzplatte, ist durch diese besonders bevorzugte Ausbildung der Sprengkapsel nicht vorgesehen. Durch das bevorzugte Vorsehen der Zündkontakte am Deckel in Form von kreis- oder ringförmigen Zündkontakten ist es möglich, die Kontaktierung weniger sensibel zu gestalten und dadurch zu einer verlässlicheren elektrischen Kontaktierung zum Zünden zu ermöglichen. Dabei sind das becherförmige Gehäuse und der Deckel bevorzugt aus einem steifen Material vorzugsweise aus einem Metall oder einem Hartkunststoff gewählt .
Durch das Vorsehen einer Sprengkapsel mit einem becherförmigen Gehäuse mit Deckel, den am Deckel angeordneten Zündkontakten, dem im Bereich des Bodens des becherförmigen Gehäuses angeordneten Sprengstoff und dem im Gehäuse im Bereich des Deckels angeordneten Füllstoff gelingt es, eine Sprengkapsel zu realisieren, die für diese erfindungsgemäße Sprenganordnung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist. Der Füllstoff zeigt erfindungsgemäß keinen Sprengstoff und ist insbesondere aus Sand, der fakultativ mit zusätzlicher Luft versehen ist, gebildet. Die Sprenganordnung zeigt eine Sprengwirkung die weniger stark in Richtung Deckel mit den daran angeordneten Zündkontakten und damit in Richtung der Ausnehmung in der Schutzplatte gerichtet ist. Die Sprengung ist durch diese Anordnung primär in laterale Richtung oder nach unten gerichtet und zerstört damit den Untergrund, was bevorzugtes Ziel der erfindungsgemäßen Sprenganordnung und besonders effektiv ist. Als Füllmittel haben sich verschiedene inerte Materialen bewährt. Als bevorzugtes Material wird Sand oder ein Granulat verwendet.
Neben der besonders vorteilhaften Möglichkeit, die Sprengkapsel mit einem becherförmigen Gehäuse mit Deckel zu versehen, hat es sich alternativ bewährt, den Sprengstoff und das Füllmaterial in das becherförmige Bohrloch ohne zusätzliches Gehäuse einzubringen, wodurch das Bohrloch die Funktion des Gehäuses der Sprengkapsel übernimmt. Dadurch kann auf das zusätzliche Gehäuse verzichtet werden und dennoch eine sichere Zündung und Sprengung über vom Zündmodul zum Sprengstoff verlaufende Zünddrähte gewährleistet werden.
Vorzugsweise wird die Sprenganordnung mit den verschiedenen Modulen über eine Steuerung, insbesondere eine zentrale Steuerung überwacht. Die Steuerung überwacht dabei die Funktionsfähigkeit des Zündmoduls mit der oder den Sprengkapseln insbesondere in der Art einer Watchdog- Überwachung. Weiterhin hat es sich bewährt, zusätzlich oder alternativ eine Videoüberwachungsvorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, die korrekte Handhabung des Zündmoduls oder auch anderer Komponenten insbesondere der ganzen Sprenganordnung zu überwachen und bzw. oder die korrekte Funktion des Zündmoduls oder der anderen Module und damit fakultativ auch die gesamte Sprenganordnung auf korrekte Funktion zu überwachen. Erst wenn diese Überwachung, sei es in Form der Watchdog-Überwachung und/oder in Form der Videoüberwachung, ein positives Ergebnis zeigt, das auf die korrekte Funktion des Zündmoduls und/oder der anderen Komponenten der Sprenganordnung hinweist, kann das Zündmodul die Sprengung auslösen und die Sprengkapsel in dem Bohrloch mit der darüberliegenden Schutzplatte gezündet werden. Diese Überwachung in der Sprenganordnung selbst ermöglicht einen sehr universellen Einsatz der Sprenganordnung. Darüber hinaus sind die Komponenten durch diese integrierte Struktur besonders durch die Schutzplatte, auf der der Träger mit den verschiedenen Komponenten der Sprenganordnung angeordnet ist, besonders vor Beschädigung durch gesprengtes Material geschützt. Dadurch ist die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Sprenganordnung in besonderer Weise gewährleistet .
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese dargestellten Beispiele beschränkt.
Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungs¬ formen sind stark schematisiert, das heißt die Abstände und die lateralen und vertikalen Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen daher, sofern nichts anderes angegeben ist, auch keine ableitbaren geometrischen Relationen zueinander auf.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vertikalen
Schnitts durch eine beispielhafte
Sprenganordnung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines horizontalen
Schnitts durch eine beispielhafte
Sprenganordnung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines
Längsschnitts durch eine beispielhafte Sprengkapsel und
Fig. 4 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen,
beispielhaften Verfahrens zum Sprengen in Form eines Flussdiagramms.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein vertikaler Schnitt entlang der Diagonalen durch die erfindungsgemäße Sprenganordnung 1 dargestellt. Die
Sprenganordnung 1 zur Sprengung einer in einem Bohrloch 2 eingebrachten Sprengkapsel 10 zeigt eine Schutzplatte 4, die im zentralen Bereich eine Ausnehmung 5 aufweist. Die Ausnehmung 5 zeigt einen kreisrunden Querschnitt. Die Schutzplatte 4 ist aus massivem, 4 cm dickem Stahl gebildet und stellt eine rechteckige Platte dar. Die Schutzplatte 4 ist mit einem Träger 3 fest verbunden, der in der Art eines Käfigs auf der Schutzplatte 4 fixiert ist und der verschiedene andere Komponenten der Sprenganordnung 1 tragen und so aufnehmen kann, dass diese entsprechend ihrer Funktion manipuliert, bewegt und verändert werden können. An den seitlichen, vertikalen Teilen des Trägers 3, der aus Stahlstangen mit einem quadratischen Querschnitt gebildet ist, sind das Bohrmodul 6, das Sprengmodul 7 und das Zündmodul 8 sowie eine Fördervorrichtung 9 zum Entfernen des Bohrabraums angeordnet. Von diesen sind in Fig. 1 das Bohrmodul 6 und das Zündmodul 8 schematisch dargestellt. Die beiden Module 6, 8 können dabei horizontal in einen Bereich oberhalb der Ausnehmung 5 verschoben werden und aus dieser zurück in die dargestellte ursprüngliche Ruhestellung verschoben werden. Der Antrieb für diese Bewegung erfolgt mit Hilfe eines hydraulischen Antriebs.
Die Schutzplatte 4 weist auf ihrer Unterseite eine im Querschnitt keilförmige Stütze 19 auf, die einen sicheren Stand der Sprenganordnung 1 mit der Schutzplatte 4 auf dem Untergrund 21 ermöglicht. Die Stütze 19 umschließt dabei die Ausnehmung 5 ringförmig mit ausgeprägtem Abstand, in dem die Stütze 19 im Randbereich der Schutzplatte 4 angeordnet ist.
In Fig. 1 ist eine Situation dargestellt, in der die Schutzplatte 4 mit der Ausnehmung 5 oberhalb eines Bohrlochs 2 mit diesem fluchtend angeordnet ist. In dem Bohrloch 2 ist die Sprengkapsel 10 eingebracht, deren Deckel 12 auf der Oberfläche des Untergrunds 21 aufsitzt, in den das Bohrloch 2 eingebracht ist, und ein weiteres Einsinken der Sprengkapsel 10 in den Untergrund 21 bzw. das Bohrloch 2 verhindert. Der Deckel 12 zeigt eine Höhe, die größer ist als die Höhe der Stütze 19 vergrößert um die Dicke der Schutzplatte 4. Durch diese Höhe des Deckels 12 wird sichergestellt, dass die Sprengkapsel 10 mit ihrem Deckel 12 über das Bohrloch 2 bzw. über den oberen Rand des Bohrlochs 2 übersteht und in die Ausnehmung 5 der Schutzplatte 4 hinein und in diesem beispielhaften Fall über diese Schutzplatte 4 hinaus und durch diese Ausnehmung 5 hindurchragt. Zwischen dem Deckel 12 und der Schutzplatte 4, die in ihrer Form und Größe aufeinander abgestimmt sind, ist ein kleiner und weitgehend gleichmäßiger Spalt 18 verblieben, der einerseits ein gutes Einbringen der Sprengkapsel 10 mit ihrem Deckel 12 in die Ausnehmung 5 ermöglicht und andererseits ein unerwünschtes Hindurchtreten von Material aus dem Untergrund 21 bei der Sprengung, wenn auch nicht vollständig so doch in erheblichem Maße verhindert. Der Spalt 18 ist dabei typisch unter 1 cm breit.
Um das Bohrloch 2 im Untergrund 21 zu realisieren, wurde die Sprenganordnung 1 auf den Untergrund 21 aufgesetzt und anschließend das Bohrmodul 6 horizontal über die Ausnehmung 5 in die Arbeitsposition 5a verfahren, um dort vertikal mit Hilfe eines Bohrers das Bohrloch 2 zu erzeugen. Dabei wird der Bohrer des Bohrmoduls 6 durch die Ausnehmung 5 hindurchbewegt und in dem Untergrund 21 das Bohrloch 2 gebohrt .
Anschließend wird das Bohrmodul 6 wieder in seine ursprüngliche Ruheposition verfahren. Die Fördervorrichtung 9 zum Entfernen des Bohrabraums wird in die Arbeitsposition 5a oberhalb der Ausnehmung 5 verfahren und fördert mit Hilfe von Pressluft den Bohrabraum aus dem Bohrloch 2 und aus dem Bereich unterhalb der Schutzplatte 4 im Bereich der Ausnehmung 5. Dadurch ist ein gereinigtes und frei zugängliches Bohrloch 2 im Untergrund 21 geschaffen.
Anschließend wird die Fördervorrichtung 9 horizontal wieder zurück in die Ruheposition verfahren und danach das Sprengmodul 7 in die Arbeitsposition 5a über der Ausnehmung 5 horizontal verschoben. Das Sprengmodul 7 zeigt einen Vorratsbereich für Sprengkapseln, der eine Wechselkassette zur Aufnahme mehrerer entnehmbarer Sprengkapseln 10 enthält. Die Sprengkapseln 10 in der Wechselkassette sind dabei vor äußeren unerwünschten Einflüssen insbesondere vor mechanischen, elektrischen oder sonstigen störenden Einflüssen geschützt, wodurch ein ungewolltes Zünden der Sprengkapseln 10 verhindert werden kann. Aus diesem Vorratsbereich bzw. aus der Wechselkassette wird eine Sprengkapsel 10 entnommen und vertikal durch die Ausnehmung 5 in das Bohrloch 2 gefördert, bis die Sprengkapsel 10 mit ihrem Deckel 12 auf den Rand des Bohrlochs 2 aufsitzt. Das Gehäuse 11 der Sprengkapsel 10 weist einen dünneren Durchmesser aufweist als das Bohrloch 2, während der Deckel 12 der Sprengkapsel 10 einen deutlich größeren Durchmesser als das Bohrloch 2 zeigt, so dass der Deckel 12 nicht in das Bohrloch 2 hineingleiten kann und somit auf dem Rand des Bohrlochs 2 und damit auf der Oberfläche des Untergrunds 21 aufsitzt. Nach dem Einbringen der Sprengkapsel 10 in das Bohrloch 2 wird das Sprengmodul 7 horizontal wieder zurück in die Ruheposition in der Sprenganordnung 1 verfahren.
Diese Situation ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Im Folgenden wird das Zündmodul 8 horizontal in die Arbeitsposition 5a oberhalb der Ausnehmung 5 verschoben. Unterhalb des Zündmoduls 8 ragt der Deckel 12 durch die Ausnehmung 5 hindurch. Mit Hilfe des Zündmoduls 8 werden die Zündkontakte 15 auf der Oberseite des Deckels 12 kontaktiert und die Sprengung der Sprengkapsel 10 in dem Bohrloch 2 ausgelöst .
Durch die dargestellte erfindungsgemäße Sprenganordnung gelingt es, die Zuordnung der Position des Bohrlochs 2 und der Ausnehmung 5 und das korrekte Einbringen der Sprengkapsel 10 mit dem Deckel 12 durch die Ausnehmung 5 in das Bohrloch 2 sehr exakt zu realisieren. Dies gewährleistet besonders definierte Sprengsituationen und ermöglicht dadurch ein besonders verlässliches Sprengergebnis. Durch das Vorsehen der Schutzplatte 4 mit der Ausnehmung 5, die im Wesentlichen durch den Deckel 12 der Sprengkapsel 10 verschlossen ist, wird auch verhindert, dass gesprengtes Material des Untergrunds 21 nach oben katapultiert wird und die Komponenten der erfindungsgemäßen Sprenganordnung 1 oberhalb der Schutzplatte 4 insbesondere die Module 6, 7, 8, 9 beschädigen kann. Auch ist durch die Schutzplatte 4 in Verbindung mit der weitgehend verschlossenen Ausnehmung 5 gewährleistet, dass durch die Sprengung herausgeschleuderte Materialien des Untergrunds nicht die Schutzplatte 4 überwinden können und dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, dass Personen oder Tiere oder andere Gegenstände, die sich im Bereich der Sprengung befinden, stark gefährdet sind. Dabei ist der Deckel 12 der Sprengkapsel 10 so ausgebildet, dass er durch die Explosion nicht vernichtet wird, vielmehr bleibt er erhalten und verschließt weiterhin die Ausnehmung 5, bis er aus dieser gelöst und entfernt wird.
Anschließend wird die erfindungsgemäße Sprenganordnung 1 an eine andere Position versetzt, wobei dies so erfolgt, dass die Ausnehmung über der gewünschten Position der Sprengung, also über dem gewünschten, zu erzeugenden Bohrloch 2 zur Aufnahme der Sprengkapsel 10 entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Sprengen geschaffen wird.
In Fig. 2 ist in einem schematisch dargestellten Querschnitt die Position des Bohrmoduls 6, des Sprengmoduls 7, des Zündmoduls 8 und der Fördervorrichtung 9 zur Entfernung des Bohrabraums oberhalb der Schutzplatte 4 innerhalb des Trägers 3 dargestellt. Mit Hilfe der Doppelpfeile sind die horizontalen Verfahrwege von der Ruheposition in die Arbeitsposition 5a oberhalb der Ausnehmung 5, die oberhalb des geplanten, vorgesehenen Bohrlochs 2 positioniert ist, zu sehen. Die Schutzplatte 4 ragt über die Grundfläche des Trägers 3 hinaus, der käfigartig die anderen Komponenten der erfindungsgemäßen Sprenganordnung, insbesondere die verschiedenen Module 6, 7, 8, 9, umschließt. Dabei ist die Bodenplatte 4 so ausgebildet, dass sie größer ist als der unterirdische Sprengbereich, also der Bereich des Untergrundes 21, der durch die Sprengung gelockert wird.
Der Träger 3 ist mit einer Aufnahme 20 zur Verbindung mit einem Bagger versehen. Mit Hilfe der Aufnahme 20 kann eine Verbindung mit einem Bagger geschaffen werden, mittels der die Sprenganordnung 1 mit Hilfe des Baggers an die gewünschten Stellen, an denen eine Sprengung vorgesehen sind, befördert und transportiert werden kann. Auch wird über die Aufnahme 20 das Sprengmodul 7 mit dem Hydraulikkreis des Baggers zum Betreiben der Antriebe der verschiedenen Module verbunden und versorgt. Mit dieser Verbindung wird es möglich, dass die gesamte Sprenganordnung 1 ausschließlich über hydraulische Antriebe und nicht über elektrische Antriebe bewegt wird. Insbesondere wird das Bohrmodul 6 über einen hydraulischen Bohrantrieb bewegt und die Sprengkapseln 10 aus dem Vorratsbereich für Sprengkapseln 10 entnommen und gefördert, um sie in das erzeugte Bohrloch 2 durch die Ausnehmung 5 zu fördern. Durch das Nichtvorsehen von elektrischen Antrieben und das Ersetzen durch hydraulische Antriebe gelingt es, das Risiko von Funkenschlägen zu reduzieren und dadurch die Sicherheit des Sprengmoduls 7 und der erfindungsgemäßen Sprenganordnung 1 als solche merklich zu erhöhen. Durch die Positionierung der Ausnehmung 5 zentral in der Schutzplatte 4 und durch die Positionierung der verschiedenen Module, das Bohrmodul 6, das Sprengmodul 7, das Zündmodul 8 wie auch die Fördervorrichtung 9 ringförmig um die Ausnehmung 5 gelingt es, diese verlässlich in die gewünschte und notwendige Arbeitsposition zu bewegen und dennoch eine kompakte Anordnung der Module 6,7,8,9 zu schaffen, die eine kompakte, geschützte Struktur der erfindungsgemäßen Sprenganordnung 1 ermöglicht.
In Fig. 3 ist eine beispielhafte Sprengkapsel 10 in einem Längsschnitt dargestellt. Die Sprengkapsel 10 zeigt ein becherförmiges Gehäuse 11 aus Aluminium und einen Deckel 12, der das becherförmige Gehäuse 11 verschließt. In dem Gehäuse 11 ist der Sprengstoff 16 im Bereich des Bodens angeordnet. Oberhalb des Sprengstoffs 16 ist ein Füllmittel 17 in das Gehäuse 11 eingebracht. Das Füllmittel 17 besteht im Wesentlichen aus Quarzsand. Oberhalb des Füllmittels 17 befindet sich ein Luftvolumen, das vertikal durch den Deckel 12 abgeschlossen ist. Der Deckel 12 weist auf seiner Oberseite, die dem Gehäuse 11 abgewandt ist, einen zentralen Zündkontakt 15 und einen diesen zentralen Zündkontakt 15 umschließenden, davon beabstandeten und elektrisch isolierten, ringförmigen zweiten Zündkontakt 15 auf. Die Zündkontakte 15 sind über nicht dargestellte Zündleitungen mit dem Sprengstoff 16 verbunden und können durch Anlegen einer Zündspannung den Sprengstoff 16 zur Explosion gebracht werden. Durch die geschichtete Anordnung aus Sprengstoff 16 und Füllmittel 17 mit dem darüberliegenden Luftvolumen gelingt es, die Sprengwirkung in Richtung des Deckels 12 zu dämpfen und dadurch die primäre Sprengwirkung nach unten in Richtung Boden bzw. lateral zur Seite des Gehäuses 11 zu lenken. Dies führt zu einer besonders effektiven Sprengung des Untergrunds 21 im Bereich des mit der Sprengkapsel 10 gefüllten Bohrlochs 2.
Die Sprengkapsel 10 ist dabei von ihrer Dimensionierung so gewählt, dass das Gehäuse 11 und der Deckel 12 jeweils einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, wohingegen das Gehäuse 11 einen kleineren Durchmesser zeigt als der Deckel 12. Der sich dadurch ergebende laterale Überstand 13 des Deckels 12 verhindert erfindungsgemäß, dass die Sprengkapsel 10 beim Einbringen vollständig in das Bohrloch 2 versinken kann, da das Bohrloch 2, in das die Sprengkapsel 10 eingebracht werden soll, im Durchmesser größer als der Durchmesser des Gehäuses 11 aber kleiner als der Deckel 12 gewählt ist. Dadurch kommt der Deckel 12 auf der Oberfläche des Untergrunds 21 bzw. auf dem oberen Rand des Bohrlochs 2 zum Liegen und ein weiteres Eindringen der Sprengkapsel 10 in das Bohrloch 2 wird verhindert. Dadurch ist eine definierte Positionierung des Sprengstoffs 16 und damit das Zentrums der Sprengwirkung im Untergrund 21 besonders verlässlich definiert, was zu einer besonders sicheren Sprengung führt.
Die Höhe des Deckels 12 ist dabei so gewählt, dass sie zumindest gleich dem Abstand zwischen der Unterkante der Ausnehmung 5 zu der Oberfläche des Untergrunds 21 und damit zum oberen Rand des Bohrlochs 2 ist. Vorzugsweise wird die Dicke des Deckels 12 so gewählt, dass sie etwas größer ist als die Summe aus dem vorgenannten Abstand, der der Höhe der Stütze 19 entspricht, und der Dicke der Schutzplatte 4. Dadurch ist sichergestellt, dass die Oberseite des Deckels 12 mit den Zündkontakten 15 über die Ausnehmung 5 bzw. über die Schutzplatte 4 vertikal herausragt und dadurch eine sehr einfache und verlässliche Zündung über die gut zugänglichen Zündkontakte 15 mit Hilfe des Zündmodul 8 erreicht werden kann .
Der Deckel 12 weist darüber hinaus einen Durchmesser und eine Form auf, die größer als das Bohrloch 2 ist und auch der Ausnehmung 5 in der Schutzplatte 4 entspricht, wobei der Durchmesser etwas geringer insbesondere etwa 1 cm kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung 5 gewählt ist. Beide, die Ausnehmung 5 wie auch der Deckel 12, zeigen einen kreisförmigen Querschnitt. Durch diese Ausbildung sind ein Einbringen und Hindurchragen des Deckels 12 der Sprengkapsel 10 durch die Schutzplatte 4 respektive durch die Ausnehmung 5 auf besonders verlässliche Weise ermöglicht. Der Spalt, also der Abstand zwischen Deckel 12 und dem Rand der Ausnehmung 5 bzw. der Schutzplatte 4 ist so gering, dass das Risiko eines Hindurchtretens von durch die Sprengung erzeugten Gesteinsbrocken des Untergrunds 21 sehr gering ist. Dieses Risiko ist insbesondere deswegen sehr gering, da der Überlapp des Deckels 12 und der Schutzplatte 4 etwa 4 cm beträgt, was der Stärke der Schutzplatte 4 entspricht, weshalb ein Gesteinsbrocken, um durch diesen Spalt 18 hindurchzutreten, nicht nur den Spalt 18 treffen müsste sondern auch in einem sehr kleinen Winkel den Spalt 18 treffen müsste.
Der Deckel 12 ist bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gebildet, insbesondere aus einem Werkstoff mit der Bezeichnung PE1000, was ein Polyethylen darstellt. Dieses erweist sich als sehr stabil hinsichtlich der mechanischen Belastung durch Sprengungen aber auch als guter Isolator, der eine sichere Zündung des Sprengstoffs 16 über die Zündkontakte 15 ermöglicht. Diese Aspekte der beschriebenen, beispielhaften Sprengkapsel 10 ermöglichen gerade im Zusammenwirken mit der in Fig. 2 bzw. 1 dargestellten Sprenganordnung eine besonders sichere Sprengung.
In Fig. 4 ist ein besonders bevorzugter Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Sprengen dargestellt. Hierbei wird beispielsweise eine erfindungsgemäße Sprenganordnung 1, wie sie beispielsweise in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, verwendet.
Zuerst wird eine Schutzplatte 4 mit einer Ausnehmung 5 auf den Untergrund 21 so aufgebracht, dass die Ausnehmung 5 oberhalb der gewünschten Position des Bohrlochs 2 und damit der Position der Sprengung zum Liegen kommt. Danach wird mit Hilfe einer Bohrvorrichtung, die beispielsweise durch das Bohrmodul 6 gebildet ist, ein Loch 2 unterhalb der Ausnehmung 5 gebohrt, wobei der Bohrer des Bohrmoduls 6 durch die Ausnehmung 5 hindurchgeführt wird und dadurch zielgerichtet das Bohrloch 2 so positioniert, dass das Bohrloch 2 mit der Ausnehmung 5 fluchtet. Fakultativ kann das Bohrloch 2 nach dem Bohren von dem Bohrabraum befreit werden, bevor die Sprengkapsel 10 in das Bohrloch eingebracht wird. Durch die Wahl des Durchmessers und der Form des Bohrlochs 2 sowie durch die Wahl der Gestalt der Sprengkapsel 10 besteht, wie in der Erläuterung zur Fig. 3 beschrieben und in Fig. 1 dargestellt, ein lateraler Überstand 13 der Sprengkapsel 10 über den oberen Rand des Bohrlochs 2. Dabei ragt die Sprengkapsel 10 mit ihrem oberen Ende aufgrund des Fluchtens des Bohrlochs 2 mit der Ausnehmung 5 auch durch die Ausnehmung 5 hindurch, was mit einem Überragen und Hindurchragen der Sprengkapsel durch die Schutzplatte 4 einhergeht. Nachdem die Sprengkapsel 10 mit dem vertikalen Überstand 14 eingebracht wurde, wird diese in dieser Position gezündet, indem die auf der Oberseite der Sprengkapsel 10 angeordneten Zündkontakte 15 mit der Zündspannung beaufschlagt werden.
Durch diese Abfolge der Schritte gelingt es, einen sehr sicheren Prozess der Vorbereitung und Durchführung der Sprengung zu gewährleisten, der es ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Sprengung im Wesentlichen auf den Untergrund 21 fokussiert ist und ein Herausschleudern von Gestein aus dem Untergrund 21 in vertikaler Richtung insbesondere aus dem unmittelbaren Umfeld des Bohrlochs 2 erfindungsgemäß durch die Schutzplatte 4 in Verbindung mit der verschlossenen Ausnehmung 5 verhindert wird oder zumindest in großem Umfang eingeschränkt ist. Dadurch ist eine sehr risikoarme Sprengung mit einer sehr effizienten Sprengwirkung im Untergrund 21 gegeben.
Anschließend werden diese Verfahrensschritte zyklisch wiederholt, wobei die Sprenganordnung 1 entsprechend der neuen, gewünschten Position der Sprengung umgesetzt wird und dann die Schutzplatte 4 entsprechend positioniert wird und die weiteren Schritte Schritt um Schritt wiederholt durchgeführt werden. Damit lässt sich hintereinander eine Vielzahl von Sprengungen durchführen, so dass in sicherer und definierter Weise eine größere Fläche des Untergrunds 21 Schritt für Schritt gesprengt werden kann. Durch dieses wiederholte, schrittweise Durchführen des Verfahrens mit Versatz gelingt es, eine größere Struktur schichtweise oder lagenweise, insbesondere gleichmäßig zu sprengen, was den Abtransport des gesprengten Materials wesentlich vereinfacht. Zudem lässt sich durch das Verfahren der Bedarf an Sprengstoff reduzieren und das Sprengen nicht nur sicherer sondern auch schneller durchführen. Bezugs zeichenliste :
1. Sprenganordnung
2. Bohrloch
3. Träger
4. Schutzplatte
5. Ausnehmung
5a . Arbeitsposition
6. Bohrmodul
7. Sprengmodul
8. Zündmodul
9. Fördervorrichtung
10. Sprengkapsel
11. becherförmiges Gehäuse
12. Deckel
13. Lateraler Überstand des Deckels
14. Vertikaler Überstand der Sprengkapsel über das Bohrlo
15. Zündkontakte
16. Sprengstoff
17. Füllmittel
18. Spalt
19. Stütze
20. Aufnahme zur Verbindung mit einem Transportfahrzeug
21. Untergrund

Claims

Ansprüche
1. Sprenganordnung (1) zur Sprengung einer in ein Bohrloch (2) eingebrachten Sprengkapsel (10) mit einem Träger (3), mit einer am Träger (3) angeordneten Schutzplatte (4) mit Ausnehmung ( 5 ) ,
mit einem am Träger (3) angeordneten Bohrmodul (6), das zur Einbringung eines Bohrlochs (2) in den Untergrund (21) vorgesehen ist,
mit einem am Träger (3) angeordneten Sprengmodul ( 7 ) , das zur Einbringung einer Sprengkapsel (10) in ein Bohrloch (2) vorgesehen ist,
mit einem am Träger (3) angeordneten Zündmodul (8), das zur Zündung einer im Bohrloch (2) angeordneten und sich in Richtung der Ausnehmung (5) erstreckenden und/oder in die Ausnehmung (5) der Schutzplatte (4) hineinreichenden Sprengkapsel (10) vorgesehen ist.
2. Sprenganordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sprengmodul ( 7 ) dazu ausgebildet und vorgesehen ist, die Sprengkapsel (10) in ein Bohrloch (2) mit einem Überstand (14) über den
Untergrund ( 21 ) einzubringen . Sprenganordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) mit einer Aufnahme (20) zur Verbindung mit einem Transportfahrzeug insbesondere einem Bagger versehen ist, und die
Sprenganordnung (1) durch das Transportfahrzeug
insbesondere den Bagger förderbar und/oder manipulierbar ist .
Sprenganordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrmodul (6), das Sprengmodul (7) und das Zündmodul (8) am Träger (3) ringförmig um die Ausnehmung (5) der Schutzplatte (4) oberhalb der Ausnehmung (5) angeordnet sind und in eine jeweilige Arbeitsposition und aus dieser heraus förderba sind .
Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sprengmodul (7)
insbesondere die Sprenganordnung (1) keine elektrischen Antriebe aufweist und ausschließlich pneumatische, hydraulische und/oder mechanische Antriebe vorgesehen sind .
Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) auf der Schutzplatte (4) angeordnet ist und die Schutzplatte (4) massiv insbesondere aus Stahl ausgebildet ist.
7. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) in der Schutzplatte (4) so gewählt ist, dass die Ausnehmung (5) insbesondere in der Form und/oder der Größe dem
Querschnitt der Sprengkapsel (10) und/oder dem Deckel
(12) der Sprengkapsel (10) entspricht und insbesondere der Deckel (12) der Sprengkapsel (10) von der Ausnehmung
(5) aufgenommen werden kann. .
Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (4) auf der Unterseite mit zumindest einer Stütze (19) zur Auflage auf den Untergrund (21) versehen ist, wobei die zumindest eine Stütze (19) insbesondere die Ausnehmung (5)
teilweise oder vollständig ringförmig umschließend ausgebildet ist.
Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (4) auf der Unterseite mit mehreren Kettenelementen versehen ist, die einen die Ausnehmung (5) zumindest teilweise
umschließenden Kettenvorhang bilden.
10. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrmodul (6) und/oder das Sprengmodul (7) und/oder das Zündmodul (8) im oder am Träger (3) verfahrbar so ausgebildet ist, dass das oder die Module (6, 7, 8) über die Ausnehmung (5) in der
Schutzplatte (4) und von dieser weg gefördert werden können .
11. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrmodul (6) mit einer Bohrtiefenbegrenzung versehen ist, die die Bohrtiefe etwa auf die Länge der Sprengkapsel (10) minus dem Abstand der Schutzplatte (4) zum Untergrund 21 begrenzt.
12. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sprenganordnung (1) und/oder insbesondere das Bohrmodul (6) mit einer
Fördervorrichtung (9) zur Entfernung des Bohrabraumes aus dem Bereich der Ausnehmung (5) versehen ist.
13. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sprengmodul (7) einen Vorratsbereich für Sprengkapseln (10) aufweist, aus dem mittels einer Sprengkaspelfördervorrichtung eine
Sprengkapsel (10) entnehmbar und in das Bohrloch (2) insbesondere durch die Ausnehmung (5) in der Schutzplatte (4) förderbar ist.
14. Sprenganordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbereich eine Kassette insbesondere eine Wechselkassette zur Aufnahme mehrerer entnehmbarer Sprengkapseln (10) aufweist.
15. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Zündmodul (8) eine
Vorrichtung zum ringförmigen Umschließen einer in einem Bohrloch (2) die Ausnehmung (5) ganz oder teilweise ausfüllenden Sprengkapsel (10) aufweist und die
Vorrichtung damit geeignet ist, einen Spalt (18) zwischen der Schutzplatte (4) und der Sprengkapsel (10) zumindest teilweise zu bedecken.
16. Sprenganordnung nach Anspruch nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Zündmodul (8) federnde Kontakte für das elektrische Kontaktieren der
Zündkontakte (9) an der Sprengkapsel (10) und/oder eine Vorrichtung zum Überprüfen der elektrischen
Kontaktierungen aufweist.
17. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sprengkapsel (10) ein becherförmiges Gehäuse (11) mit Deckel (12) und daran angeordneten Zündkontakten (9) zum Zünden des im Gehäuse angeordneten Sprengstoffs (16) aufweist, wobei die Zündkontakte (9) insbesondere kreis- oder ringförmig ausgebildet sind und elektrisch gegeneinander isoliert ausgebildet sind.
18. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sprengkapsel (10) ein becherförmiges Gehäuse (11) mit Deckel (12) und daran angeordneten Zündkontakten (9) zum Zünden des im Bereich des Bodens des Gehäuses (11) angeordneten
Sprengstoffs (16) aufweist, wobei im Bereich des Deckels (12) im Gehäuse (11) kein Sprengstoff sondern ein
Füllmittel (17) insbesondere Sand und insbesondere zusätzlich Luft angeordnet ist.
19. Sprenganordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sprenganordnung (1) eine Steuerung aufweist, die die Funktionsfähigkeit des
Zündmoduls (8) mit der Sprengkapsel (10) insbesondere in der Art einer Watchdog-Überwachung überwacht und/oder eine Videoüberwachungsvorrichtung zur Überwachung der korrekten Funktion und/oder Handhabung der
Sprenganordnung (1) aufweist.
20. Verfahren zum Sprengen mit den Schritten
- Bohren eines Loches (2) in den Untergrund,
- Aufbringen einer Schutzplatte mit einer Ausnehmung ( 5 ) auf den Untergrund (21),
- Sicherstellen der fluchtenden Anordnung der Ausnehmung (5) über dem Bohrloch (2)
- Einbringen einer Sprengkapsel (10) in das Bohrloch
insbesondere mit einem Überstand (14)
über den oberen Rand des Bohrlochs (2),
- Zünden der im Bohrloch (2) angeordneten und sich in
Richtung der Ausnehmung (5) erstreckenden und/oder in die oder durch die Ausnehmung (5) der
Schutzplatte (4) ragenden Sprengkapsel (10) .
21. Verfahren zum Sprengen nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- Aufbringen einer Schutzplatte (4) mit einer Ausnehmung
(5) auf den Untergrund (21), wobei die Ausnehmung (5) oberhalb der Position des geplanten Bohrloches (2) positioniert wird,
- Bohren eines Bohrloches (2) in den Untergrund an der geplanten Position,
- Einbringen einer Sprengkapsel (10) in das Bohrloch (2) insbesondere mit einem Überstand (14) über den oberen Rand des Bohrlochs ( 2 ) , wobei die Sprengkapsel (10) in die oder durch die Ausnehmung (5) der Schutzplatte (4) ragt,
- Zünden der im Bohrloch (2) angeordneten und sich in Richtung der Ausnehmung (5) erstreckenden und/oder in die oder durch die Ausnehmung (5) der Schutzplatte (4) ragenden Sprengkapsel (10) .
22. Verfahren zum Sprengen nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zünden an einer Platte angeordnete Zündelemente zur Bildung eines elektrischen Kontaktes für die spätere Zündung auf die Zündkontakte (15) am Deckel (12) der Sprengkapsel (10) aufgebracht werden.
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