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Vorrichtung für das nohrlochsondieren
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Bohrlochsondieren
und damit zur Überwachung gebirgsschlaggefährdeter Bereich im Steinkohlenbergbau
mit einem mindestens die Länge des Bohrloches aber einen geringeren Durchmesser
aufweisenden Sondierstab und einem in das vordere Teilstück des Bohrloches eingeführten,
an der Bohrlochwandung anliegenden Rohrstück.
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Bohrlochsondierungen werden im untertägigen Steinkohlenbergbau zur
Überprüfung und zur Überwachung der Stabilität der bergmännisch aufgefahrenen Hohlräume
eingesetzt. Mit ihrer Hilfe werden die Veränderungen in den Bohrlöchern überwacht,
um so gewisse Aussagen über den Zustand des Gebirges und damit der Gebirgsschlaggefahr
abgeben zu können. Es wird bei der Bohrlochsondierung zw
schen der
Einfachsondierung, bei der ein Plastikrohr in das Bohrloch geschoben und in festgelegten
Abständen auf Beweglichkeit kontrolliert wird und der Bohrlochsondierung mit festliegendem
Sondierstab unterschieden, bei der das Plastikrohr im Bohrlochtiefsten festgelegt
wird und über ein dem Festlegungspunkt zugeordneten Drehgelenk drehbeweglich bleibt.
Bei der Überwachung des Kohlenstoßes mit dem Einfachsondieren ist es in der Praxis
zu Unregelmäßigkeiten gekommen, weil durch das Hin- und Herfahren im Bohrloch das
Bohrloch sich frühzeitig mit Haufwerk verfüllt hatte oder weil der Sondierstab aus
irgendwelchen Gründen durch Abschneiden gekürzt war. Diese Ungenauigkeiten werden
zwar beim Festlegen des Sondierstabes im Bohrlochtiefsten vermieden, doch ist der
Aufwand für das Herstellen und den Einbau derartiger Sondierstäbe hoch. Außerdem
kann es durch Festkleben des Drehgelenkes zu einem frühzeitigen Ausfall des Sondierstabes
kommen.
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Wesentlicher Nachteil ist aber hierbei, daß die Rohre auch dann nicht
mehr geborgen werden können, wenn sie bis zum Schluß nicht unter Druck geraten sind
und an sich hätten zurückgewonnen werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
deren Sondierstab in Längsrichtung des Bohrloches festlegbar, dennoch drehbar und
grundsätzlich wiedergewinnbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohrstück
als Standrohr ausgebildet und mit der Bohrlochwandung kraftschlüssig verbunden ist
und daß dem Sondierstab Arretierungskörper zugeordnet sind, die mit dem Durchgang
im Standrohr in Rückzugrichtung blockierend ausgebildet sind.
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Durch das kraftschlüssig mit der Bohrlochwandung verbundene Standrohr
wird nun das Sondierrohr in das Bohrloch geschoben und dann gegen das Standrohr
so gesichert, daß es unbeabsichtigt nicht mehr darauf entfernt werden kann. Dies
wird durch die Arretierungskörper bzw. einer entsprechenden Ausbildung des Durchganges
erreicht. Diese Fixierung im Bohrloch läßt sowohl eine Drehbewegung wie aus eine
geringe Längsbewegung des Sondierstabes im Bohrloch zu. Gleichzeitig dient das festgelegte
Standrohr vorteilhaft als Festpunkt für Längenmessungen, da es aus dem Bohrloch
mit einem bestimmten Betrag herausragt. Zur Rückgewinnung des Sondierstabes nach
Abschluß des Messungen ist es lediglich notwendig, die Wirkung der Arretierungskörper
bzw. Blockiereinrichtung aufzuheben, um den Sondierstab zurück zu gewinnen und für
weitere Einsatzfälle zur Verfügung zu haben.
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Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung weisen der Sondierstab
auf dem Außenmantel rillenförmige Arretierungskörper und das Standrohr in Richtung
Bohrlochtiefstes und Sondierstab vorstehende Spreizlippen auf. Arretierungskörper
und Spreizlippen wirken so, daß der Sondierstab nur einen begrenzten Weg in Längsrichtung
des Bohrloches bewegt werden kann, während er in Umfangsrichtung beliebig drehbar
ist. Durch Aufhebung der Wirkung der Spreizlippen kann dann der Sondierstab einfach
zurückgewonnen werden.
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Eine wirksame kraftschlüssige Verbindung zwischen Bohrlochwandung
und dem Standrohr kann vorteilhaft dann erreicht werden, wenn das Standrohr in eine
erweiterte Standrohrbohrung eingeschoben ist. Das Standrohr weist damit einen größeren
Durchmesser als das durchgehende Bohrloch auf, kann somit vorteilhaft auch einen
entsprechend dicker bemessenen Sondierstab
sicher aufnehmen und
in der Endstellung fixierend wirken. Durch die erweiterte Standrohrbohrung ist es
darüber hinaus leichter möglich, das Standrohr sicher festzulegen, weil diese Bohrung
erst kurz vor dem Einführen des Standrohres eingebracht wird, also einwandfrei stehende
Wandungen aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, zwischen Bohrlochwandung und Standrohr
eine zwischen endseitig angeordneten Dichtungsringen eingebrachte Füllung vorzusehen.
Damit ist eine genaue Fixierung des Standrohres in der Standrohrbohrung zu erreichen.
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Eine andere Möglichkeit, das Standrohr im Bohrloch zu fixieren, ist
die, das Standrohr in Richtung Bohrlochtiefstes konisch zulaufend auszubilden. Dabei
wird das Standrohr mit Hammerschlägen oder anderen geeigneten Maßnahmen in das Bohrloch
soweit wie notwendig eingetrieben, wobei ein bestimmtes Maß immer über den Bohrlochmund
vorsteht.
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Die Aufhebung der Arretierung des Sondierstabes erfolgt zweckmäßigerweise
dadurch, daß die bpreizlippen entriegelbar ausgebildet sind. Dabei kann mit einer
geeigneten Einrichtung durch das Standrohr hindurch auf die Spreizlippen so eingewirkt
werden, daß diese entweder an den Sondierstab herangepreßt und somit unwirksam werden
oder von diesem abgehalten werden, so daß der Sondierstab sie passieren kann, ohne
daß die Arretierungskörper wirksam werden.
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Das Standrohr kann vorteilhaft als Festpunkt für Längenmessungen verwendet
werden und auch zur Überwachung des Kohlenstoßes, wenn dem Standrohr eine Meßeinteilung
zugeordnet ist.
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Eine andere Ausbildung des im Bohrloch festlegbaren Sondierstabes
ist die, bei der die Wandung des Sondierstabes im Bereich
des Standrohres
und im nach Außen vorstehenden Teil verdünnt oder versetzt ausgebildet ist und daß
der Durchgang im Standrohr einen unter dem des übrigen Sondierstabes liegenden Durchmesser
aufweist, wobei das Standrohr lösbar im Bohrloch festlegbar ist. Diese Ausbildung
hat den Vorteil, daß nicht nur der Sondierstab rückgewinnbar ist, sondern gleichzeitig
auch das Standrohr, so daß die gesamte Vorrichtung für mehrere Einsätze verwendbar
ist.
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Eine weitere Ausbildung sieht vor, daß der Sondierstab im Bereich
des Standrohres eine außen aufsitzende Verdickung und der Durchgang des Standrohres
im aus dem Bohrloch herausragenden Teil einen den Durchgang verengenden Haltebund
aufweist.
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Hier kann der Sondierstab leicht im Bohrloch gedreht und damit dessen
Zustand gut überwacht werden, wo bei Zurückgewinnung der Haltebund durch Absägen
oder ähnliche Maßnahmen entfernt werden muß, um den Sondierstab mit der Verdickung
herausziehen zu können.
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Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin zu
sehen, daß eine einfache Fixierung des Sondierstabes im Bohrloch geschaffen ist,
die bei Bedarf wieder aufgehoben werden kann, so daß die gesamte Vorrichtung, zumindest
aber der Sondierstab zurückgewonnen werden kann. Besonders vorteilhaft ist, daß
damit eine einfache und sehr sichere Beobachtung des Gebirgsdruckes in den Kohlenstößen
gewährleistet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend der Figuren-weiter beschriepen.
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Dabei zeigen: Fig. l einen Längsschnitt mit einer in ein Bohrloch
eingeführten Vorrichtung,
Fig. 2 einen verschnitt im Bereich des
Standrohres, Fig. 3 einen Längsschnitt im Bereich des Standrohres mit einer zweiten
Ausbildung des Standrohres, Fig. 4 eine dritte Ausbildung des Standrohres, Fig.
5 eine vierte Ausbildung des Standrohres, Fig. 6 eine Lösevorrichtung für die Spreizlippen
nach Fig.
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Fig. 1 in Seitenansicht, Fig. 7 die Lösevorrichtung in Vorkopfansicht
vor Eingriff und Fixierung, und Fig. 8 die Lösevorrichtung im Einsatz in Vorkopfansicht.
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Fig. l zeigt eine in den Kohlenstoß 1 eingetriebene Testbohrung. Das
hierfür hergestellte Bohrloch 2 kann neben den Testbohrungen für die Sondierung
nur dann benutzt werden, wenn der Bohrkleinanfall und andere Anzeichen vorgegebene
Kriterien nicht überschreiten. Werden diese vorgegebenen Kriterien nicht überschritten,
so wird wie Fig. 1 zeigt das Bohrloch auf ca. 1 Meter mit einer größeren Bohrkrone
so erweitert, daß eine Standrohrbohrung 3 entsteht. In diese Standrohrbohrung 3
wird dann das Standrohr 4 eingeschoben und kraftschlüssig mit der Bohrlochwandung
7 verbunden. Durch dieses Standrohr 4 wird der Sondierstab 5 in das Bohrloch -2
-geschoben und zwar durch den Durchgang 6 des Standrohres 4 hindurch.
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Auf dem Umfang des Sondierstabes 5 sind Arretierungskörper 8 ausgebildet,
die zusammen mit den in Richtung Bohrlochtiefstes t
9 und Sondierstab
5 vorstehenden Spreizlippen 11 so korrespondieren, daß der Sondierstab 5 nach dem
Durchführen der Arretierungskörper 8 über die Spreizlippen 11 hinaus festgelegt
ist.
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Die Wandung 10 des Sondierstabes 5 ist durchgehend gleich, so daß
nach aufgetretenem Druck und Festsetzen des Sondierstabes im Bohrloch durch ihn
hindurch zusätzliche Überprüfungs- und Überwachungsmaßnahmen vorgenommen werden
können.
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Endseitig ist dem Sondierstab 5 eine Maßeinteilung 12 zugeordnet,
über diese wohl der Einführweg wie auch andere Daten überwacht und ermittelt werden
können.
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Die über die Arretierungskörper 8 und die Spreizlippen 11 erreichte
Fixierung des Sondierstabes 5 im Bohrloch 2 läßt sowohl Drehbewegungen wie auch
geringe Längsbewegungen im Bohrloch zu.
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Das Standrohr 4 ragt, wie Fig. 1 zeigt, um ein bestimmtes Maß aus
dem Bohrloch 2 hervor.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt im Bereich des Standrohres 4, wobei hier
zusätzlich das Standrohr 4 in der Standrohrbohrung 3 festgelegt ist und zwar in
der aus Fig. 3 ersichtlichen Art und Weise. Hierzu sind endseitig des Standrohres
4 Dichtungsringe 15, 16 auf den Außenmantel des Standrohres 4 aufgebracht, zwischen
die dann eine Füllung 17 mit Hilfe der Rohrzuführung 18 eingedrückt werden kann.
Dadurch ist eine genaue Fixierung des Standrohres 4 gegeben.
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Fig. 4 zeigt eine Ausbildung der Erfindung, bei der der Sondierstab
5 im vorderen Teil verdünnt ist-bzw. einen geringeren Durchmesser aufweist. Auf
diese Weise kann der Durchmesser des Durchganges 6 ebenfalls verringert werden,
so daß nach dem Einführen von Standrohr 4 und Sondierstab 5 in das Bohrloch 2 der
Sondierstab
5 im Bohrloch 2 wirksam festgelegt ist. Hierfür sorgt
die Versetzung 19, die ein Rückführen des Sondierstabes 5 nicht zuläßt, ohne daß
gleichzeitig auch das Standrohr 4 mit aus dem Bohrloch heraus entfernt wird. Letzteres
ist möglich, beispielsweise mit geeigneten Mitteln das aus dem Bohrloch 2 vorstehende
Teil des Standrohres 4 erfaßt und dann herausgedreht oder herausgezogen wird.
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Eine weitere Ausbildung, die in Fig. 5 wiedergegeben ist, zeigt ein
rohrförmig ausgebildetes Standrohr 4, das auf dem Außenmantel Widerhaken 22 hat
und damit im Bohrloch festgelegt werden kann.
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Endseitig des Standrohres 4 ist ein Haltebund 21 vorgesehen, über
den die Bewegung des Sondierstabes 5 in Längsrichtung des Bohrloches 2 unterbunden
ist, weil dieser in diesem Bereich eine Verdickung 20 trägt. Die Verdickung 20 verhindert
somit das Herausziehen des Sondierstabes aus dem Bohrloch 2, was nur mögmöglich
ist, wenn vorher der Haltebund 21 entfernt, beispielsweise abgesägt ist. Hierzu
kann er von vornherein mit Sollbruchstellen versehen werden, um sein bewußtes Entfernen
zu erleichtern.
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Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine Lösevorrichtung, mit der die Wirkung
der Spreizlippen 11 bei der Ausbildung nach Fig. 1 aufgehoben werden kann. Fig.
6 zeigt die gesamte Lösevorrichtung in Seitenansicht, wobei diese aus dem Rohrstück
24 mit angesetzten Haltegriffen 23 und den vorkragend ausgebildeten beiden Laschen
25 besteht. Diese Laschen 25 tragen endseitig Zungenstükke 26, mit deren Hilfe die
Spreizlippen ll, wie in Fig. 8 dargestellt, die Spreizlippen durch die Zungenstücke
an den Sondierstab 5 gepreßt sind, so daß der Sondierstab aus dem Bohrloch 2 herausgezogen
werden kann.
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1 Kohlenstoß 2 Bohrloch 3 Standrohrbohrung 4 Standrohr 5 Sondierstab
6 Durchgang 7 Bohrlochwandung 8 Arretierungskörper 9 Bohrlochtiefstes 10 Wandung
von 5 11 Spreizlippe 12 Maßeinteilung 15 Dichtungring 16 Dichtungsring 17 Füllung
18 Rohrzuführung 19 Versetzung 20 Verdickung 21 Haltebund 22 Widerhaken 23 Haltegriff
24 Rohrstück 25 Lasche 26 Zungenstück