Untertage bohrungen

Arten des Untertagebohrens

Heute werden in der Bergbauindustrie sechs Haupttypen des **Untertagebohrens** eingesetzt.

• Kernbohren:

  Beim Kernbohren wird ein zylindrischer Gesteinskern aus der Tiefe der Erde entnommen. Der verwendete Bohrmeißel hat eine hohle Mitte und eine Diamant- oder Hartmetallbeschichtung. Die gewonnene Kernprobe liefert wertvolle Informationen über die Mineralzusammensetzung und die geologischen Formationen am Bohrort.

• Diamantbohren:

  Beim Diamantbohren wird ein Bohrmeißel mit einer diamantbesetzten Krone verwendet, um Löcher mit größerem Durchmesser zu erzeugen. Diese Bohrmethode wird häufig zur Gewinnung geotechnischer oder trinkbarer Wasserproben sowie zur Mineralexploration eingesetzt. Die Diamantbohrmeißel können harte Gesteinsschichten durchdringen und präzise Informationen über den Untergrund liefern.

• Umkehrspülung-Bohren:

  Umkehrspülung (RC)-Bohren ist eine Bergbauechnik, die verwendet wird, um Gesteins-proben aus der Tiefe der Erdkruste zu gewinnen. Beim RC-Bohren wird Hochdruckluft durch die Bohr-stange zirkuliert, wodurch Gesteinsabschnitte durch den Ringraum an die Oberfläche befördert werden. Das RC-Bohren ähnelt konventionellen Bohrmethoden, bietet aber eine effizientere Möglichkeit zur Probenahme großer Gesteinsvolumina. Ein Vorteil des Umkehrspülungsbohrens ist, dass es repräsentative Gesteins-proben liefert, die auf ihren Mineralgehalt untersucht werden können.

• Rotationsschlaglochbohren:

  Rotationsschlaglochbohren ist eine Methode, die verwendet wird, um große Löcher im Boden für Explorations- oder Produktionszwecke zu erzeugen. Bei dieser Technik wird Druckluft im Uhrzeigersinn gedreht, um den Bohrmeißel zu kühlen und gleichzeitig Gesteinsabschnitte aus dem Bohrloch zu entfernen. Die beim Rotationsschlaglochbohren verwendeten Bohrmeißel sind so konzipiert, dass sie harte Gesteinsschichten durchdringen und Löcher mit präzisen Durchmessern erzeugen können. Ein Vorteil des Rotationsschlaglochbohrens ist, dass es verwendet werden kann, um tiefe Löcher in einer Vielzahl von geologischen Formationen zu bohren.

• Schneckenbohren:

  Beim Schneckenbohren wird eine schraubenförmige Förderschnecke, die als Schnecke bezeichnet wird, verwendet, um Gesteins- oder Bodenproben aus dem Untergrund zu entnehmen. Die Schnecke wird in den Boden gedreht und transportiert das Material entlang ihrer Windungen nach oben. Schneckenbohren wird häufig für oberflächliche geologische Untersuchungen oder Bodenprobenahmen verwendet. Es kann auch für verschiedene umweltbezogene Projekte wie Sanierung von Standorten, Deponien und Abfallwirtschaft eingesetzt werden. Ein Vorteil des Schneckenbohrens ist, dass es eine kontinuierliche Probenahme und eine nahezu Echtzeitbeobachtung des geologischen Profils ermöglicht, während Material entnommen wird. Dies liefert wertvolle Informationen zur Bestimmung der Untergrundbedingungen und zur Auswahl geeigneter technischer Lösungen.

• Direktinjektionsbohren

  Direktinjektionsbohren ist eine Technik, die verwendet wird, um Erzlagerstätten zu erschließen, indem Bohr-löcher mit einem bestimmten Muster angelegt und Materialien in diese injiziert werden. Mit dieser Methode können Bergleute zielgerichtete Bereiche einer Erzlagerstätte zur Gewinnung oder Exploration effektiv erreichen. Das Direktinjektionsbohren kann in verschiedenen Bergbaubetrieben eingesetzt werden, bei denen präzises Bohren und Injizieren erforderlich sind. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es ein kontrolliertes Bohren sowie die Injektion von Stoffen wie Fracking-Flüssigkeiten oder Verfestigungsmitteln direkt in vordefinierte Löcher innerhalb der geologischen Formation ermöglicht. Dies erhöht die Verarbeitungs-effizienz und verbessert selektiv den Zugang zu wertvollen Mineralressourcen.

Wartung von Untertagebohrmaschinen

Die Leistung der Untertagebohrmaschine hängt davon ab, wie gut sie gewartet wird. Rechtzeitige Inspektion, Reparatur und Austausch von Teilen der Untertagebohrmaschine ermöglichen es der Ausrüstung, jederzeit einwandfrei zu funktionieren. Hier sind einige Wartungstipps für verschiedene Untertagebohrgeräte:

• Regelmäßige Schmierung: Schmierung ist ein wichtiger Wartungstipp für jede Bohrmaschine. Regelmäßige Schmierung hilft den beweglichen Teilen, gut übereinander zu gleiten. Mit diesem mühelosen Gleiten wird die Untertagebohrmaschine weniger Reibung aufweisen. Die Verringerung der Reibung führt zu weniger Verschleiß an den Maschinenteilen. Es wird dazu beitragen, dass die Maschinenteile länger halten. Die Bediener sollten alle Schmierstellen identifizieren und diese regelmäßig schmieren.
• Routineinspektion: Eine geplante Routineinspektion sollte an allen Bohrmaschinen durchgeführt werden. Bei einer rechtzeitigen Untersuchung werden Anomalien schnell erkannt. Einige der erkannten Probleme sind lose Teile, abgenutzte Bereiche und beschädigte Teile. Die Bediener können die Probleme dann beheben, bevor sie sich zu größeren Problemen entwickeln.
• Kühlsystem: Die Wartung des Kühlsystems der Maschine ist entscheidend. Es verhindert Überhitzung durch die große Wärmeentwicklung beim Bohren. Ein effektives Kühlsystem verlängert die Lebensdauer der Untertagebohrmaschine. Außerdem verhindert es einen plötzlichen Maschinenausfall.
• Luftfilter: Regelmäßiges Reinigen der Luftfilter ist wichtig. Die Splitter und Partikel von Gestein können die Filter leicht verstopfen. Wenn sie nicht regelmäßig gereinigt werden, wird der Luftstrom behindert. Die Untertagebohrmaschine verbraucht mehr Energie, was sie schnell abnutzt.
• Wartungsplan: Die Erstellung und Einhaltung eines Wartungsplans ist sehr hilfreich. Ein Wartungsplan zeigt alle erforderlichen Aktivitäten und Verfahren, die an der Bohrmaschine durchgeführt werden müssen. Der Plan legt die Häufigkeit jeder Aufgabe und die qualifizierten Mitarbeiter fest, die sie ausführen müssen. Die Einhaltung des Wartungsplans verlängert die Lebensdauer der Bohrausrüstung. Außerdem verhindert es unerwartete Ausfälle, die den Arbeitsablauf unterbrechen können.

Einsatzszenarien für Untertagebohrungen

Neben der Bergbauindustrie gibt es verschiedene Einsatzszenarien für Untertagebohrgeräte.

• Tunnelprojekte: Mit zunehmender Bevölkerungsdichte suchen immer mehr Städte unter der Erde nach neuen Verkehrswegen. Bohrgeräte waren für den Bau neuer Metrolinien von grundlegender Bedeutung. Moderne Modelle können nun Tunnel bohren und gleichzeitig bauen. Sie führen Seitwärtsbohrungen durch, um neue Verbindungen zu schaffen, was die Störungen über der Erde reduziert.
• Geothermische Bohrungen: Die Geothermie-Energiegewinnung nutzt die Wärme unter unseren Füßen. Bei dieser Bohrsituation werden vertikale Bohrungen durchgeführt, um Zugang zu heißen Gestein- oder Wasserreservoirs zu erhalten. Dies ermöglicht die Errichtung von Geothermiekraftwerken an abgelegenen Standorten und direkt über zugänglichen Wärmequellen. Der direkte Zugang senkt die Kosten und maximiert die Energiegewinnung. Es werden keine Oberflächensysteme benötigt, um wertvolle, saubere Energie zu gewinnen.
• Brunnen: Brunnenbohreinheiten schaffen Bohrlöcher, die weit von trinkbaren Quellen entfernt liegen. Bedienerkabinen befinden sich in einer abgelegenen Lage, und die Wasserlagerung ist gesichert. Auf der Bohrplattform müssen mindestens 3.300 Gallonen Wasser vorhanden sein, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Dies ist besonders wichtig beim Bohren in von Dürre betroffenen Gebieten, die abgelegen von städtischen Regionen liegen. Der Wasserfluss muss ausreichend sein, um den Bedarf der Kunden zu decken.
• Horizontal gesteuerte Bohrung: HDD ist eine grabenlose Methode, die zum Verlegen von Rohren, Kabeln und anderen Versorgungsleitungen verwendet wird. Sie beinhaltet das Bohren eines Pilotlochs entlang eines gewünschten Pfades und anschließend das Zurückziehen des verlegten Produkts durch das Loch. HDD wird häufig zum Überqueren von Straßen, Flüssen und ökologisch sensiblen Gebieten eingesetzt, in denen eine offene Ausgrabung nicht möglich ist. HDD bedeckt weniger Oberflächenbereiche und verursacht minimale Störungen. Es ist ideal für den städtischen Bau, wo der Platz begrenzt ist.

So wählen Sie Untertagebohrungen

Beim Kauf einer Untertagebohrmaschine müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, um eine geeignete und lohnende Investition zu gewährleisten.

• Bewertung des Bohrbedarfs

  Bevor Sie sich entscheiden, ist es wichtig, zunächst einige Dinge zu bewerten. Bergbaubetrieb und Geologie sind entscheidende Aspekte. Die Zusammensetzung des Landes sollte untersucht werden, einschliesslich der Boden- und Gesteinsformationen. Die Grösse und Tiefe der Schächte und Bohrlöcher, die angelegt werden müssen, sollten ebenfalls berücksichtigt werden. Die benötigte Bohrmethode sollte anhand der beiden vorherigen Faktoren ermittelt werden. Zu den verschiedenen Ansätzen gehören Kernbohren, Rotations-Schlaglochbohren und andere. Berücksichtigen Sie schliesslich die gewünschte Bohrgeschwindigkeit und -genauigkeit. Sobald all diese Aspekte analysiert wurden, können Sie eine Bohrmaschine auswählen, die Ihren spezifischen Bedürfnissen entspricht.

• Kompatibilität mit den Bohrbedürfnissen

  Sobald der Bohrbedarf beurteilt wurde, ist es nun an der Zeit, die Merkmale der Bohrmaschine zu berücksichtigen. Wählen Sie eine Bohrmaschine, die für die Geologie von Interesse geeignet ist. Berücksichtigen Sie ihren Bohr-durchmesser und ihre Tiefenkapazität. Es ist auch wichtig zu überprüfen, ob die Maschine die erforderliche Bohrmethode einsetzt. Wenn nicht, müssen Sie möglicherweise zusätzliche Anbauteile oder Zubehör kaufen. Bewegliche und tragbare Bohrgeräte sind in Situationen, in denen Bohrungen nicht fixiert sind oder sich an verschiedenen Standorten befinden, praktischer. Hydraulisch betriebene Bohrgeräte bieten in der Regel mehr Kraft und Flexibilität für Schwerlastprojekte. Die Auswahl einer Bohrmaschine, deren Eigenschaften mit den zuvor besprochenen Faktoren übereinstimmen, kann einen effizienteren Untertagebohrbetrieb ermöglichen.

• Budgetüberlegungen

  Es ist natürlich, das Budget zu berücksichtigen, wenn Sie eine Untertagebohrmaschine kaufen. Neue Bohrgeräte können teurer sein, daher müssen die Käufer sicherstellen, dass sie ihren Bohrbedarf erfüllen. Der Wiederverkaufswert einer neuen Maschine kann im Vergleich zu Gebrauchtmaschinen höher sein. Gebrauchte Untertagebohrgeräte können jedoch günstiger sein. Käufer müssen sicherstellen, dass die Bohrmaschine in gutem Zustand ist, bevor sie sie kaufen, um zukünftige Ausfälle zu vermeiden. Darüber hinaus sollten die Langlebigkeit und die Haltbarkeit der Bohrmaschine berücksichtigt werden. Eine Bohrmaschine, die viele Jahre lang hält, kann die anfänglich hohen Kosten langfristig ausgleichen. Es ist wichtig, eine Bohrmaschine zu kaufen, die die Bohrbedürfnisse erfüllt, auch wenn sie das Budget leicht übersteigt.

Untertagebohren Q&A

F1: Warum wird Untertagebohren in einem Winkel oder horizontal durchgeführt?

A1: Das Bohrprofil variiert je nach Geologie des Gebietes und der gesuchten Ressource. Die Minen werden Bohrungen einsetzen, um Kohle und andere Brennstoffe in einem Winkel zu finden. Gold, Öl und Erdgas erfordern eine horizontale Bohrung.

F2: Warum ist Untertagebohren sicher für die Arbeiter?

A2: Die Sicherheit der Arbeiter ist das oberste Gebot, wenn Bergbauunternehmen spezialisierte Maschinen für Untertagebohrungen einsetzen. Diese Maschinen sind so gebaut, dass sie massiven Mengen an Gestein und Erde standhalten, und sie können Tunnel schnell und effizient erstellen. Ein weiterer Grund, warum Untertagebohrungen relativ sicher sind, ist, dass die Gebiete, die gebohrt werden, oft vorher vermessen wurden. Das bedeutet, dass alle möglichen Gefahren, wie z. B. instabile Gesteinsformationen oder hohe Konzentrationen von giftigen Gasen, bereits identifiziert und kartiert wurden. In einigen Fällen wird nur ein kleiner Teil eines grösseren Gebiets für Bohrungen als geeignet erachtet, was das Risiko für die Arbeiter weiter reduziert.

F3: Welche Arten von Gestein können mit einer Untertagebohrmaschine gebohrt werden?

A3: Maschinen für das Hartgesteinsbohren sind so gebaut, dass sie sich durch die Erdkruste in Regionen mit festem Gestein wie magmatischen, metamorphen und sedimentären Formationen tunneln. Die Bohrmeißel der Maschine sind aus zähem Stahl und möglicherweise mit Diamant beschichtet, um dem Verschleiß durch feste Materialien standzuhalten. An einigen Stellen muss die Maschine möglicherweise in eine stärkere umgewandelt werden, wenn das Gestein fester ist als erwartet.