DE1035595B - Bohreinrichtung zum Schachtabteufen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung zum Schachtabteufen mit einer im Mittelloch der Bohrsohle durch eine Säule zentrierten, in verschiedene Winkelstellungen zur Mittelachse verschwenk- und feststellbaren Haltevorrichtung für die Bohrgeräte, die in verschieden großen Neigungswinkeln zur Mittelachse und in verschieden großen Abständen von dieser ein- und feststellbar angeordnet sind.

Derartige Bohreinrichtungen sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Eine dieser bekannten Einrichtungen weist einen Bohrständer für Bohrmaschinen zur Herstellung senkrechter oder stark geneigter Bohrlöcher auf und zeichnet sich dadurch aus, daß er aus einem um eine zentrale Achse in waagerechter Ebene drehbaren und in jeder Stellung feststellbaren Grundrahmen besteht, auf dem Haltearme mit Schlitten für mechanischen Vorschub der Bohrmaschine und ihre Verbindungsstellen mit dem Grundrahmen in radialer Richtung schwenkbar befestigt sind (deutsche Patentschrift 925 704).

Eine andere bekannte Bohreinrichtung besteht aus einer Säule, an der eine untere und eine obere Bühne angebracht sind. An der unteren Bühne sind zwei Rohrsegmente in Gelenkform eingebaut, welche durch Gelenkschellen miteinander verbunden sind. In diesen Schellen sind Rohre für Bohrhämmer befestigt, die in senkrechten Führungen laufen (Zeitschrift »Glückauf«, 21. März 1942, S. 159, 160).

Bei einer weiterhin bekannten Bohreinrichtung sind Arme an einer an einem Kran od. dgl. aufgehängten Vorrichtung angelenkt, die an ihren Enden die Bohrhammerführungen verschwenkbar tragen. Die Aufhängevorrichtung ist so ausgebildet, daß die Arme auf- und abwärtsschwenkbar sind, so daß der Abstand aller Bohrhämmer von der Aufhängung veränderlich ist. Diese Einrichtung weicht vom Gegenstand der Erfindung insofern ab, als sie keine im Mittelloch der Bohrsohle zentrierte Säule aufweist. Ferner sind die Bohrhämmer nicht in untereinander verschieden großen Abständen einstellbar (USA.-Patentschrift 2 675 996).

Eine andere bekannte Einrichtung weist eine an den Schachtwänden abgestützte Säule auf, an der radial vorstehende Arme verschwenkbar gelagert sind. Auf den Armen sind Haltevorrichtungen für die Bohrhämmer verschiebbar und verschwenkbar angebracht (USA.-Patentschrift 2 143 848).

Eine andere ähnlich der vorbeschriebenen Bohrvorrichtung ausgebildete Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Haltevorrichtung aus einer lediglich durch Einspannen im Schacht befestigten senkrechten Tragsäule mit einem oder mehreren waagerechten Schwenkarmen besteht, an deren freien Enden Führungsbahnen für Bohrhämmer in Senk-Bohreinrichtung zum Schachtabteufen

Anmelder:

Wilhelm Duda, Osnabrück, Heinrichstr. 34

Wilhelm Duda, Osnabrück,
ist als Erfinder genannt worden

rechtebenen schwenkbar befestigt sind (deutsche Patentschrift 903 804).

Noch eine bekannte Einrichtung weist ein Gestell für Dreh- und Stoßbohrer auf mit von einem mittleren Dreifuß od. dgl. ausgehenden, strahlenförmig angeordneten, sich gegen die Schachtwände stützenden Balken zum Abteufen von Schächten u. dgl. und zeichnet sich dadurch aus, daß der die Balken in der Mitte des Schachtes unterstützende Dreifuß od. dgl. am

as Schachtboden befestigt wird, um das Bohrgestell möglichst leicht und wenig Raum beanspruchend ausführen zu können (deutsche Patentschrift 156 395).

Mit diesen bekannten Einrichtungen ist es zwar möglich, mit geführter Bohrstange maschinell in verschiedenen Neigungswinkeln zu bohren, wobei jedoch die Richtungen der Bohrlöcher und ihre Stellungen zur Schachtachse nicht vorher bestimmt sind, sondern nach Gefühl gebohrt werden.

Die Erfindung geht in ihrer Aufgabenstellung wesentlich weiter als die bekannten Vorrichtungen. Das Gerät nach der Erfindung soll nicht nur zur Führung der Bohrstange schlechthin dienen, sondern es soll auf einfache Weise ermöglicht werden, die Bohrlöcher je nach Wunsch so zu bohren, daß sie auf einen vor Beginn des Bohrens festgelegten Punkt innerhalb des Gesteins gerichtet sind.

Man kann den genauen Bohrlochverlauf durch genaues Ausmessen natürlich bestimmen. Dieses Ausmessen ist, da es bei einer Vielzahl von Löchern ausgeführt werden muß, dementsprechend zeitraubend. Gerade diese Zeit einzusparen, ist der Sinn und Zweck der Erfindung. Bei oft wechselnden Lagerungsverhältnissen müßte dementsprechend oft ausgemessen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) An dem aus dem Mittelloch frei heraus ragenden Teil der Säule sind mehrere kreuz- oder strahlen-

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förmig im Abstand übereinander und parallel zueinander sich radial erstreckende Haltearmpaare verriegel- und leicht lösbar befestigt, die in senkrechter und waagerechter Ebene schwenkbar sind und an ihren freien Enden das Bohrgerät tragen.

b) Auf der Säule ist an den Haltearmen eine mit übereinander fluchtenden Winkelmarkierungen versehene Verriegelungsscheibe fest angeordnet.

c) Die Länge der Haltearme ist unabhängig voneinander durch Verriegelungslöcher in den Auslegerhülsen und durch Löcher in den Schieberstücken derart verstellbar und sind die Haltearme mit das entsprechende Korrekturmaß der Verriegelungslöcher und der Löcher angebenden Zeigerskälen derart versehen, daß Abstand und Richtung des Bohrloches, bezogen auf die Mittelachse, durch Einstellen vorbestimmter Skalenwerte bestimmbar ist.

Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, genau placierte Einbrüche in söhligen Vorrichtungsbetrieben im Bergbau bis in eine Tiefe von etwa 6 m kontrolliert aufzubohren. Durch die Erfindung werden mißlungene Abschläge, die bisher fast ausschließlich auf ungenau gebohrte Einbrüche zurückzuführen waren, weitgehend vermieden.

Das Gerät gemäß der Erfindung kann bei allen vorkommenden Gebirgslagerungen mit der den Umständen entsprechenden größtmöglichen Sicherheit für eine genaue Führung der Bohrstange bezüglich Richtung und Tiefe angewendet werden.

Zweckmäßig ist jeder der Auslegerarme mit einer die Verriegelungsscheibe umgreifenden, an sich bekannten Gabel an der Säule gelagert und durch ein Scharniergelenk in an sich bekannter Weise auf- und abwärtsschwenkbar verbunden.

Vorzugsweise ist zur Verriegelung der Gabel mit der Verriegelungsscheibe ein die Gabel durchgreifender, in eine der Winkelmarkierungslücken der Verriegelungsscheibe eingreifender Keil vorgesehen.

Nach der Erfindung ist der obere Auslegerarm länger als der untere.

Zweckmäßig sind zur Aufnahme der Bohrstange die frei vorstehenden Enden der unteren Auslegerarme als ringförmige Augen ausgebildet.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine den oberen und den unteren Auslegerarm gelenkig verbindende, in parallelem Abstand von der Zentriersäule angeordnete, auf den Auslegerarmen verschiebbare Verstrebung vorgesehen ist.

Vorzugsweise sind die frei vorstehenden Enden der Auslegerarme beim oberen Auslegerarm als Gabeln und beim unteren Auslegerarm als ringförmige Augen ausgebildet.

Während des Betriebes kommt es natürlich vor, daß das eine oder andere Auslegerpaar nicht in horizontaler Stellung steht, sondern eine um die horizontale Scharnierachse auf- oder abwärts geschwenkte Stellung annimmt. In diesem Falle würde die Einstellung der Neigungswinkel nach den Markierungen an den Verriegelungslöchern der Auslegerarmhülse, die auf eine horizontale Stellung der Auslegerarme rückbezogen sind, nicht mehr stimmen. Um dies zu vermeiden und die Möglichkeit einer Korrektur bei schräg auf- oder abwärts geneigten Auslegerarmen zu ermöglichen, ist an der das Schwenklager des oberen Auslegerarmes bildenden Gabel ein Zeiger angebracht, der auf einer am Ende der Auslegerhülse befestigten, mit dieser um die horizontale Achse des Scharniergelenkes schwenkenden Skala das Korrekturmaß für die Markierungen der Verriegelumgslödher angibt, d. h., das auf der Skala abgelesene Korrekturmaifi gibt an, um welche Maßeinheiten der obere bzw. untere Auslegerarm verlängert bzw. verkürzt werden muß, um die vorgeschriebene Neigung des Bohrgerätes zur Piusachse hin bei nicht horizontal liegenden Auslegerarmen zu erhalten.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

ίο Fig. 2 eine schematische Ansicht von oben gesehen, die verschiedene Ansatzpunkte für die Bohrlöcher darstellt,

Fig. 3 eine Draufsicht der Anlenkung der Auslegerarme an die Zentrierachse nach Linie III—III.

In Fig. 1 ist in der Mitte des abzuteufenden Schachtes ein Loch 1 gebohrt, das auch Pius genannt wird. Im Pius 1 ist eine Achse 2 bis etwa zur Hälfte ihrer Länge eingesetzt, wobei eine konische Verdickung 3 an der Achse 2 die Einstecktiefe begrenzt. Die Achse 2

ao mit ihrem Konus 3 kann durch leichte Schläge fest in das Mittelloch 1 eingetrieben werden, wobei das obere aus dem Loch vorstehende Ende 4 vorzugsweise vier übereinander, unter 90° zueinander angeordnete Auslegerarmpaare 5 und 6 trägt. Die Auslegerarme 5 und 6 können schwenkbar an dem Achsende 4 gelagert sein. Die Schwenklagerung wird durch eine Gabel 7 gebildet, deren Schenkel 8 drehbar an der Achse 2 angreifen und sich auf einer zwischen ihnen fest auf der Achse 2 angebrachten Verriegelungsscheibe 9,

z. B. einem Zahnrad, abstützen. Die übereinander auf der Achse 2 angebrachten Verriegelungsscheiben 9 sind so auf dem Achsende 4 befestigt, daß ihre Winkelmarkierungslücken 12 miteinander fluchten. In den Schenkeln 8 ist ein öffnung 10 vorgesehen, durch die ein Keil 11 gesteckt werden kann, der in die Winkelmarkierungslücken 12 der Verriegelungsscheibe 9 eingreift und so die Auslegerarme 5 und 6 in ihrer radialen Winkelstellung verriegelt. Das der Schenkellagerung gegenüberliegende Ende der Gabel 7 ist mit einer Auslegerhülse 13 bzw. 13' scharnierartig durch eine horizontale Achse 14 verbunden. Die Auslegerhülse 13 bzw. 13' ist als Rohr ausgebildet und weist in gleichen Abständen voneinander liegende, senkrecht zur Scharnierachse 14 verlaufende Löcher 15 und 15' auf.

Ein in die Auslegerhülsen 13 bzw. 13' eingeschobenes Schiebestück 16 bzw. 16' weist an seinem der Zentierachse 2 zugekehrten Ende eine Bohrung 17 auf, die den gleichen Durchmesser hat wie die in der Auslegerhülse vorgesehenen Löcher 15 bzw. 15'. Ein BoI-zen 18 kann wahlweise durch eines der Löcher 15 bzw. 15' der Auslegerhülse und durch das Loch 17 der Schiebestücke 16 bzw. 16' gesteckt werden, wodurch diese beiden Teile miteinander verriegelt werden. Durch wahlweises Umstecken des Stiftes können die Auslegerarme 5 und 6 verlängert bzw. verkürzt werden. Die beiden Auslegerarme 5 und 6 sind durch eine parallel zur Zentrierachse 2 angeordnete Verstrebung 19, die sowohl längs verschiebbar als auch gelenkig an den Auslegerhülsen 13 und 13' angreift, verbunden. Die Verstrebung 19 dient dazu, die freien Enden der Auslegerarme 5 bzw. 6 in parallelem Abstand zueinander zu halten. Das frei vorstehende Ende 20 des Schiebestückes 16, 16' des oberen Auslegerarmes 6 ist gabelartig ausgebildet, während das freie Ende 21 des Schiebestückes 16 des unteren Auslegerarmes 5 als Auge ausgebildet ist. Die durch die Linie a—a angedeutete Bohrstange wird durch das Auge 21 des unteren Auslegerarmes 5 hindurchgeschoben und in die Gabel 20 des oberen Auslegerarmes 6 hineingedrückt, wobei auf diese Weise durch die verschieden

langen Auslegerarnie 5 und 6 der Neigungswinkel der Bohrstange zur Zentrierachse festgelegt ist. Er kann durch Verstellen der Länge der Auslegerarme 5 bzw. 6 je nach Erfordernis verändert werden. Der obere Auslegerarm 6 unterscheidet sich von dem unteren 5 im wesentlichen nur durch seine etwas größere Länge und die daran angebrachte Korrekturskala, auf die im folgenden noch näher eingegangen werden soll. Die in den Auislegerhülsen 13 und 13' angeordneten Verriegelungslöcher 15 bzw. 15' weisen gleiche Abstände zueinander auf und stellen Maßeinheiten dar, die zur Bestimmung des Neigungswinkels der Bohrstange und damit der Lochtiefe dienen. Entsprechende Markierungen sind an den Verriegelungslöchern angebracht. Die Einstellung des durch die Linie a—a dargestellten Neigungswinkels der Bohrstange kann also vorher bestimmt und derart vorgenommen werden, daß die entsprechenden Markierungen der Verriegelungslöcher, in denen die Auslegerhülse 13 bzw. 13' zusammen mit dem Schiebestück 16 bzw. 16' verriegelt werden müssen, um den gewünschten Abstand des Bohrlocheintritts in das Gebirge vom Pius I sowie die gewünschte Neigung zu erhalten, angegeben werden. Ergibt es sich nun beim Arbeiten mit der Vorrichtung, daß die Auslegerarme 5 und 6 eine um die Scharniergelenkachse 14 nach auf- oder abwärts geschwenkte Stellung einnehmen, so müssen die Längen der Auslegerarme 5 und 6 entsprechend korrigiert werden, um den korrekten Neigungswinkel und den vorgeschriebenen Abstand des Bohrlochanfangs vom Pius zu gewährleisten, da die vorgegebenen Einstellwerte sich auf die horizontale Lage der Auslegerarme beziehen. Zu diesem Zweck ist an der Gabel 7 des oberen Atislegerannes 6 ein Zeiger 22 angebracht, der mit einer an der Auslegerhülse 6 befestigten und mit dieser schwenkenden Skala 23 zusammenwirkt. Die Skala 23 gibt die entsprechende Korrektur der Verriegelungslöcher 15, 15' in den Auslegerhülsen 5 und 6 und den Löchern 17 in den Schiebestücken 16, 16' an.

Im Betrieb wird die Vorrichtung wie folgt gehandhabt: Nachdem die Achse 2 im Pius I zentriert ist, werden die Auslegerarme in ihrer radialen Winkelstellung durch Einschieben der Keile 11 in die öffnungen 10 der Gabel 7 mit den Verriegelungsscheiben 9 verriegelt. Als erstes werden Löcher im Abstand A (s. Fig. 2) vom Pius I angesetzt. Der Neigungswinkel wurde vorher den jeweiligen Verhältnissen entsprechend durch entsprechende Längeneinstellung der Auslegerarme 5 und 6 festgelegt. Nachdem diese Löcher gebohrt sind, werden sämtliche Auslegerarmpaare 5, 6 um z. B. 45° geschwenkt und in dieser radialen Winkelstellung verriegelt. Sodann werden die Auslegerarme 5 und 6 auf einen vorbestimmten größeren Abstand B vom Pius 1 und den gewünschten Neigungswinkel eingestellt und weitere vier Löcher gebohrt. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle gewünschten Bohrlöcher zur Aufnahme der Sprengladungen im Einbruch gebohrt sind. Außer den unter einem Neigungswinkel zum Pius hin verlaufenden Bohrlöchern müssen noch eine erhebliche Menge Sprenglöcher je nach dem Durchmesser des Schachtes senkrecht auf Einbruchtiefe gebohrt werden. Der Einbruch schafft den Raum für die Expansion des Gesteins der nachfolgenden Schüsse, wobei der Pius mit den ersten vier Einbruchschüssen zu gleicher Zeit abgetan wird. Alle Bohrlöcher werden also besetzt und in Zeitstufen mit bestimmten Intervallen abgeschossen. Das losgesprengte Gestein wird entfernt, der Pius und die Sprenglöcher werden neu gebohrt, worauf sich der vorbeschriebene Vorgang wiederholt. Auf diese Weise wird der Schacht absatzweise tiefer getrieben.

Die Erfindung ermöglicht dank der festgelegten Führung des Bohrgeräts ein Bohren bis in wesentlich größere Tiefen, als dies früher möglich war. Die Bohrarbeiten können von ungeschulten Kräften ausgeführt werden, und zwar in einer wesentlich kürzeren Zeit und mit weitaus größerer Präzision, als dies früher der Fall war.

Die Erfindung soll keineswegs an das gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden sein; viele Änderungen sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, denkbar. So ist es z. B, möglich, an Stelle der zwei Verriegelungsscheiben nur eine einzige vorzusehen, wobei, die Gabeln 7 des unteren und oberen Auislegerarmes 5 und 6 durch ein Rohr, welches über das Achsende 4 geschoben wird, verbunden sein können, Auch ist es möglich, die Längenverstellung der Auslegerarme nicht teleskopartig, sondern in anderer Weise zu lösen. Auch die Verriegelung der Schiebestücke 16 bzw. 16' mit den Auslegerhülsen 13 bzw, 13' kann in anderer Weise gelöst sein, als sie in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Erfindung soll auch keineswegs nur an das Abteufen von Bergwerksschächten gebunden sein; es ist ebensogut möglich, sie im Tunnelbau od. dgl. einzusetzen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Bohreinrichtung zum Schachtabteufen mit einer im Mittelloch der Bohrsohle durch eine Säule zentrierten, in verschiedene Winkelstellungen zur Mittelachse verschwenk- und feststellbaren Haltevorrichtung für die Bohrgeräte, die in verschieden großen Neigungswinkeln zur Mittelachse und in verschieden großen Abständen von dieser ein- und feststellbar angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) An dem aus dem Mittelloch frei herausragenden Teil (4) der Säule (2) sind mehrere kreuz- oder strahlenförmig im Abstand übereinander und parallel zueinander sich radial erstreckende Haltearmpaare (5, 6) verriegel- und leicht lösbar befestigt, die in senkrechter und waagerechter Ebene schwenkbar sind und an ihren freien Enden das Bohrgerät tragen.

b) Auf der Säule (2) ist an den Haltearmen (5, 6) eine mit übereinander fluchtenden Winkelmarkierungen versehene Verriegelungsscheibe (9) fest angeordnet.

c) Die Länge der Haltearme (5, 6) ist unabhängig voneinander durch Verriegelungslöcher (15, 15') in den Auslegerhülsen (13, 13^ und durch Löcher (17) in den Schiebestücken (16, 16') derart verstellbar und sind die Haltearme (5, 6) mit das entsprechende Korrekturmaß der Verriegelungslöcher fl5, 15') und der Löcher (17) angebenden Zeigerskalen (22, 23) derart versehen, daß Abstand und Richtung des Bohrloches, bezogen auf die Mittelachse, durch Einstellen vorbestimmter Skalenwerte bestimmbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Auslegerarme (5, 6) mit einer Verriegelungsscheibe (9) umgreifenden, an sich bekannten Gabel (7) an der Säule (2) gelagert und durch ein Scharniergelenk in an sich bekannter Weise auf- und abwärtsschwenkbar verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung der Gabel (7) mit der Verriegelungsscheibe (9) ein die Gabel durchgreifender, in eine der Winkelmarkierungslücken (12) der Verriegelungsscheibe eingreifender Keil (11) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Auslegerarm (6) länger aLs der untere (5) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die frei vorstehenden Enden der unteren Auslegerairme (5) als ringförmige Augen (21) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine den oberen und den unteren Auslegerarm (5, 6) gelenkig verbindende, in parallelem Abstand von der Zentriersäule angeordnete, auf den Auslegerarmen verschiebbare Verstrebung (19) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die frei vorstehenden Enden der Auslegerarme beim oberen

Auslegerarm (6) als GafoeJn und beim unteren Auslegerarm (5) als ringförmige Augen (21) ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der das Schwenklager des oberen Auslegerarmes (6) bildenden Gabel (7) ein Zeiger (22) und am Ende der Aus legerhülse (13') eine mit dieser um die horizontale Achse (14) des Scharniergelenkes schwenkende Skala (23) angebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 156 395, 805 389,
804, 925 704;
britische Patentschrift Nr. 660 979;

USA.-Patentschriften Nr. 2 143 848, 2 675 996;
Zeitschrift »Glückauf« vom 21. März 1942, S. 159, 160;

Zeitschrift »Engineering and Mining Journal« ao vom Juni 1954, S. 75;

»Lehrbuch der Bergbaukunde« von Heise und Herbst, 1923, S. 71, Abb. 84.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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