Raise Boring - Bohrarbeiten

Bevor die eigentlichen Bohrarbeiten beginnen können, muss zunächst der Schachtansatzpunkt mit einem Grubenbau unterfahren werden. Dadurch wird ein Zugang zum späteren Schachtfuß ermöglicht. Außerdem wird dadurch eine Reservoirkammer für das Bohrklein und gleichzeitig eine Montagekammer für den Raise-Bohrkopf geschaffen. Der eigentliche Bohrvorgang verläuft dann in zwei Schritten, der Erstellung der Pilotbohrung und anschließend der Erstellung der Aufweitungsbohrung.

Pilotbohrung

Eine zielgenaue Pilotbohrung ist Voraussetzung für den Erfolg der Raise-Bohrung. Deshalb ist die Pilotbohrung immer ein wesentliches Risiko bei der Erstellung von Bohrungen mittels Raise boring. Für die Genauigkeit der Pilotbohrung spielen Inhomogenität und Anisotropie des Gebirges eine große Rolle. Durch steil einfallende Schichten mit unterschiedlich hartem Gestein kann es zu Abweichungen der Pilotbohrung kommen. Weitere Einflussfaktoren für die Genauigkeit der Bohrung sind technische Voraussetzungen, wie die Steifigkeit des Bohrgestänges und die Sorgfalt der Bohrmannschaft. Der Bohrkopf wird drehend mit hohem Anpressdruck ins Gebirge gepresst. Die Pilotbohrung muss groß genug sein, um das Bohrgestänge für die Aufweitungsbohrung aufzunehmen. Durch den Einsatz von Elektronik wird der Bohrvorgang ständig auf Richtungsgenauigkeit überwacht und falls erforderlich korrigiert. Beim Bohren werden kleine Gesteinsstücke aus dem Gestein herausgebrochen. Das Bohrklein wird durch eine Wasserspülung zum Ansatzpunkt der Bohrung gespült und dort abgesetzt.

Aufweitungsbohrung

Wenn die Pilotbohrung die tiefere Sohle erreicht hat, wird der Bohrkopf entfernt, ein Raise-Bohrer der gewünschten Größe angebracht und das Vorbohrloch ziehend, von unten nach oben, entsprechend aufgeweitet. Der Erweiterungsbohrkopf wird hierbei mit einer geringen Drehzahl, die bei einem Bohrkopfdurchmesser von 1,52 Meter bis zu 15 Umdrehungen pro Minute beträgt, gedreht. Bei einem Bohrkopfdurchmesser von fünf Metern beträgt die Drehzahl bis zu vier Umdrehungen pro Minute. Dabei ist ein ruhiger Lauf des Bohrkopfes wichtig. Welcher Erweiterungsbohrkopfdurchmesser letztendlich maximal verwendet werden kann, hängt von der Teufe des Schachtes und der Belastbarkeit des Bohrgestänges ab. Das Bohrgut muss nicht nach oben aus dem Bohrloch herausgespült werden, sondern fällt nach unten und kann bei Bedarf abgefördert werden. Da das Bohrklein aufgrund der Schwerkraft ohne Wasserzusatz nach unten fällt, ist beim Hochziehen der Verschleiß am Bohrkopf geringer als in anderer Richtung. Dennoch wirken beim Hochziehen des Bohrkopfes Zugkräfte von über tausend Kilonewton auf das Bohrgestänge. Der Bohrkopf und das Bohrgestänge werden an der Schachtwand durch Kufenstabilisatoren stabilisiert. Im Fels entsteht so eine glatte Bohrlochwandung. Der Schachtausbau wird nach Fertigstellung der Bohrung eingebracht. Oftmals ist keine Befestigung oder ein Bohrlochausbau erforderlich.


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