DE3426992C2

DE3426992C2 - Vorrichtung für das Bohrlochsondieren

Info

Publication number: DE3426992C2
Application number: DE3426992A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 4300 Essen Klammer; Fritz Dipl.-Ing. 4630 Bochum Wülbeck
Original assignee: Ruhrkohle AG; Bergwerksverband GmbH
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1984-07-21
Filing date: 1984-07-21
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3426992A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Bohrlochsondieren und damit zur Überwachung gebirgsschlaggefährdeter Bereiche im Steinkohlebergbau mit einem mindestens die Länge eines Bohrloches aber einen geringeren Durchmesser aufweisenden Sondierstab und einem in das vordere Teilstück des Bohrloches eingeführten, mit der Bohrlochwandung kraftschlüssig verbundenen, als Standrohr ausgebildetem Rohrstück.

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 zwischen 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

ίο das Plastikrohr im Bohrlochtiefsten festgelegt wird und über ein dem Festlegungspunkt zugeordnetes Drehgelenk drehbeweglich bleibt

Bei der Überwachung des Kohlenstoßes mit dem Einfachsondieren, wie es in der DE-AS 24 02 058 beschrieben ist 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. Auch gibt eine solche Meßeinrichtung, die eine Längeneinteilung auf dem Sondierstab aber keinen entsprechenden Fixpunkt aufweist, keine eindeutigen Ergebnisse wieder.

Die DE-CS 31 28 940 beschreibt unter anderem eine Prüfeinrichtung zum Bohrlochsondieren, die aus einem mit einem mindestens die Tiefe des Bohrlochs aufweisenden Rohr korrespondierenden und im Bchrlochtiefsten festlegbaren Paßstück und in das Rohr einführbaren Sondierstäben besteht, wobei die Drehverbindung in einem Abstand zur Verbindung des Paßstückes mit dem Rohr in Richtung Bohrlochmund angeordnet ist. Eine solche Prüfeinrichtung erlaubt zunächst durch Drehung die Feststellung, ob Druckbewegungen stattgefunden haben. Weiterhin erlaubt das Rohr mit Hilfe des Flansches am Standrohr eine Längenmessung. Es handelt sich jedoch um eine aufwendige und somit teure Vorrichtung, die nicht wiedergewinnbar ausgebildet ist. Die Wiedergewinnbarkeit spielt insofern ein wichtige Rolle, als heutzutage eine erhebliche Anzahl Testbohrlöcher hergestellt und zu ständigen Messungen herangezogen werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, deren Sondierstab in Längsrichtung des Bohrloches festlegbar, dennoch drehbar und grundsätzlich wiedergewinnbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sondierstab gegenüber dem Standrohr mit dem Querschnitt des Durchgangs des Standrohres überragenden Arretierungskörpern versehen ist.
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 daraus entfernt werden kann. Dies wird durch die Arretierungskörper bzw. einer entsprechenden Ausbildung des Durchganges erreicht. Diese Fixierung im Bohrloch läßt sowohl eine Drehbewegung wie auch 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 der Messungen ist es lediglich notwendig, die Wirkung der Arretierungskörper bzw. Blockiereinrichtung aufzuheben, um den Sondierstab zurückzugewinnen und für weitere Einsatzfälle zur Verfügung zu haben.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung weisen der Sondierstab auf dem Außenmantel rillenförmige Arretierungskörper und das Standrohr in Rieh-

tung 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.

Eine wirksam 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 ve 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.

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 so weit wie notwendig eingetrieben, wobei ein bestimmtes Maß immer über den Bohrlochmund vorsteht.

Die Aufhebung der Arretierung des Sondierstabes erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß die Spreizlippen 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.

Das Standrohr kann vorteilhaft als Festpunkt für Längenmessungen verwendet werden und auch zur Überwachung des Kohlenstoßes, wenn dem Sondierstab eine Maßeinteilung zugeordnet ist.

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, da£ nicht nur der Sondierstab rückgewinnbar ist, sondern gleichzeitig auch das Standrohr, so daß die gesamte Vorrichtung für mehrere Einsätze verwendbar ist.

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. 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.

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

Die Erfindung wird nachfolgend der Figuren weiter beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt mit einer in ein Bohrloch eingeführten Vorrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt im Bereich des Standrohres,

F i g. 3 einen Längsschnitt im Bereich des Standrohres mit einer zweiten Ausbildung des Standrohres,

F i g. 4 eine dritte Ausbildung des Standrohres,

F i g. 5 eine vierte Ausbildung des Standrohres,

Fig. 6 eine Lösevorrichtung für die Spreizlippen nach F i g. 1 in Seitenansicht,

F i g. 7 die Lösevorrichtung in Vorkopfansicht vor Eingriff und Fixierung, und

F i g. 8 die Lösevorrichtung im Einsatz in Vorkopfansicht.

F i g. 1 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 F i g. 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.

Auf dem Umfang des Sondierstabes 5 sind Arretierungskörper 8 ausgebildet, die zusammen mit den in Richtung Bohrlochtiefstes 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. 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.

Endseitig ist dem Sondierstab 5 eine Maßeinteilung 12 zugeordnet, über die sowohl der Einführweg wie auch andere Daten überwacht und ermittelt werden können.

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. Das Standrohr 4 ragt, wie Fig. 1 zeigt, um ein bestimmtes Maß aus dem Bohrloch 2 hervor.

F i g. 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 F i g. 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.

Fig.4 zeigt eine Ausbildung der Erfindung, bei der der Sondierstab 5 im vorderen Teil verdünnt ist hzw.

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. s 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, indem das aus dem Bohrloch 2 vorstehende Teil des Standrohres 4 erfaßt und dann herausgedreht oder herausgezogen wird.

Eine weitere Ausbildung, die in F i g. 5 wiedergegeben ist, zeigt ein rohrförmig ausgebildetes Standrohr 4, das auf dem Außenmantel Widerhaken 22 hat und damit im Bohrloch festgelegt werden kann. 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 möglich 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.

Die F i g. 6, 7 und 8 zeigen eine Lösevorrichtung, mit der die Wirkung der Spreizlippen 11 bei der Ausbildung nach F i g. 1 aufgehoben werden kann. F i g. 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 Spreiziippen 11, wie in F i g. 8 dargestellt, die Spreizlippen durch die Zungenstücke an den Sondierstab 5 gepreßt sind, so daß der Sondierstab aus dem Bohrloch 2 herausgezogen werden kann.

40

45

50

60

65

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	Dichtungsring
16	Dichtungsring
17	Füllung
18	Rohrzuführung
19	Versetzung
20	Verdickung
21	Haltebund
22	Widerhaken
23	Haltegriff
24	Rohrstück
25	Lasche
26	Zungenstück
	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für das Bohrlochsondieren und damit zur Überwachung gebirgsschlaggefährdeter Bereiche im Steinkohlenbergbau mit einem mindestens die Länge eines Bohrloches, aber einen geringeren Durchmesser aufweisenden Sondierstab und einem in das vordere Teilstück des Bohrlochs eingeführten, mit der Bohrlochwandung kraftschlüssig verbundenen, als Standrohr ausgebildeten Rohrstück, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondierstab (5) gegenüber dem Standrohr (4) mit dem Querschnitt des Durchgangs (6) des Standrohres (4) überragenden Arretierungskörpern (8) versehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondierstab (5) auf dem Außenmaniel rillenförmige Arretierungskörper (8) und das Standrohr (4) in Richtung Bohrlochtiefstes (9) und Sondierstab vorstehende Spreizlippen (U) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr (4) in eine erweiterte Standrohrbohrung (3) eingeschoben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bohrlochwandung (7) und Standrohr (4) eines zwischen endseitig angeordneten Dichtungsringen (15,16) eingebrachte Füllung (17) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr (4) in Richtung Bohrlochtiefstes (9) konisch zulaufend ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizlippen (11) entriegelbar ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sondierstab (5) eine Maßeinteilung (12) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (10) des Sondierstabes (5) im Bereich des Standrohres (4) und im nach Außen vorstehenden Teil verdünnt oder versetzbar ausgebildet ist und daß der Durchgang (6) im Standrohr einen unter den des übrigen Sondierstabes liegenden Durchmesser aufweist, wobei das Standrohr lösbar im Bohrloch (2) festlegbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondierstab (5) im Bereich des Standrohres (4) eine außen aufsitzende Verdickung (20) und der Durchgang (6) im Standrohr im aus dem Bohrloch (2) herausragenden Teil einen den Durchgang verengenden Haltebund (21) aufweist.