AT501696B1

AT501696B1 - Verfahren und vorrichtung zum bohren von löchern in boden- oder gesteinsmaterial

Info

Publication number: AT501696B1
Application number: AT0056404A
Authority: AT
Original assignee: Alwag Tunnelausbau Gmbh
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2008-03-15
Also published as: WO2005095752A1; AT501696A1; ZA200608071B; AU2005228906A1; EP1730382A1; US7290624B2; CA2560829A1; JP2007530832A; CN1954130A; HRP20060365A2; KR20070011405A; US20070023204A1

Description

2 AT 501 696 B1

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlagoder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird, wobei an der Bohrkrone eine Mehrzahl von Bohrköpfen vorgesehen wird, welche mit dem Bohrgestänge gekoppelt werden und unabhängig voneinander angetrieben werden, wobei die Bohrkrone nach einem Abschluß des Bohrvorgangs aus dem Bohrloch entfernt wird, und wobei nach dem Abschluß des Bohrvorgangs die Bohrköpfe von einer starren Kopplung mit dem Bohrgestänge entkoppelt und in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs verlagerbar gelagert werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Bodenoder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet ist, wobei an der Bohrkrone eine Mehrzahl von Bohrköpfen vorgesehen ist, welche mit dem Bohrgestänge koppelbar sind und unabhängig voneinander antreibbar sind, wobei die Bohrköpfe nach Abschluß des Bohrvorgangs von einer starren Kopplung mit dem Bohrgestänge entkoppelbar sind und in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs verlagerbar sind.

Im Zusammenhang mit Verfahren und Vorrichtungen zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial sind insbesondere für die Herstellung von Bohrlöchern großen Querschnitts bzw. großer, lichter Weite als auch für die Herstellung von Bohrlöchern, bei welchen im wesentlichen bei der Herstellung des Bohrlochs unmittelbar ein Hüll- bzw. Auskleidungsrohr in das Innere des Bohrlochs eingebracht wird, unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. So ist es im Zusammenhang mit dem Einbringen eines Hüll- bzw. Auskleidungsrohrs beispielsweise bekannt, eine in eine Pilotbohrkrone und eine Ringbohrkrone unterteilte Bohrkrone zu verwenden, wobei dadurch auch Bohrlöcher mit vergleichsweise großen Abmessungen zuverlässig hergestellt werden können. In einem derartigen Fall wird beispielsweise ein Hüll- bzw. Auskleidungsrohr mit der die Pilotbohrkrone umgebenden Ringbohrkrone verbunden, wobei nach Fertigstellung des Bohrlochs die Pilotbohrkrone von der Ringbohrkrone getrennt wird und aus dem Bohrloch mit dem Bohrgestänge entfernt wird, wie dies beispielsweise der AT 408 472 B entnehmbar ist. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist insbesondere die Tatsache, daß zumindest die Ringbohrkrone im Bohrloch verbleibt und verloren ist.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind der CH-A 613 491 zu entnehmen. Ein ähnliches Verfahren sowie eine ähnliche Vorrichtung ist der US 2001/0006120 A zu entnehmen.

Darüber hinaus sind zur Durchführung des obengenannten Verfahrens abgewandelte Ausführungsformen bekannt, wobei eine Mehrzahl von voneinander getrennten Bohrköpfen eine Bohrkrone ausbilden, wobei beispielsweise auf die US 3 870 113 A, die US 2 162 314 A, die US 2 400 853 A, die DE 2 157 282 A, die US 1 461 713 A und die US 3 773 121 A verwiesen wird. Nachteilig bei diesen bekannten Ausführungsformen ist insbesondere die Tatsache, daß aufwendige und komplizierte Antriebsvorrichtungen für die einzelnen und voneinander getrennten Bohrköpfe vorgesehen sind. Für den Fall, daß mit derartigen Vorrichtungen gleichzeitig ein Auskleidungs- bzw. Hüllrohr in das Innere eines Bohrlochs eingebracht werden soll, müssen aufwendige Verschwenkmechanismen vorgesehen sein, um gegebenenfalls die aus einer Mehrzahl von Bohrköpfen gebildete Bohrkrone sowie das Bohrgestänge nach Fertigstellung des Bohrlochs aus diesem auszubringen. Falls kein Hüll- bzw. Auskleidungsrohr bei derartigen Einrichtungen verwendet wird, können derartige Einrichtungen nur in Materialien eingesetzt werden, bei welchen sichergestellt ist, daß vor Einbringen eines Hüll- bzw. Auskleidungsrohrs ein Hereinbrechen von Material in das Bohrloch nicht zu befürchten ist.

Im Zusammenhang mit einem Einbringen von Hüll- bzw. Auskleidungsrohren bei Herstellung des Bohrlochs sowie einer nachträglichen Möglichkeit einer Entfernung des Bohrgestänges mit dem gesamten Bohrkopf bzw. der gesamten Bohrkrone ist darüber hinaus beispielsweise aus 3 AT 501 696 B1 der EP 0 444 682 A oder der EP 0 563 561 B bekannt geworden, an einer Bohrkrone verlagerbare Elemente vorzusehen, welche in unterschiedliche Schwenklagen bzw. Arbeitslagen bringbar sind, wobei dadurch sichergestellt werden soll, daß ein gegenüber einem gleichzeitig einzubringenden Hüll- bzw. Auskleidungsrohr vergrößerter Bohrlochdurchmesser hergestellt werden kann. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird darauf abgezielt, nach Fertigstellung des Bohrlochs die ausschwenkbaren Bohrkronenteile in eine zurückgezogene Lage zu verschwenken, um nach Fertigstellung des Bohrlochs die Bohrkrone sowie das Bohrgestänge aus diesem entfernen zu können. Bei diesen bekannten Ausführungsform ist nachteilig, daß komplizierte, mechanische Antriebssysteme für eine entsprechende Verlagerung bzw. ein Ausschwenken der einzelnen Bohrkopfelemente erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die obengenannten Nachteile vermieden werden und daß insbesondere sichergestellt wird, daß nach Fertigstellung eines Bohrlochs mit insbesondere großem Durchmesser bzw. großer, lichter Weite die gesamte Bohrkrone, welche eine Mehrzahl von Bohrköpfen aufweist, sowie das Bohrgestänge rasch und zuverlässig aus dem fertiggestellten Bohrloch entfernt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe über Federelemente nach einer Entkopplung von dem Bohrgestänge bzw. von den Antriebselementen mit der Bohrkrone verbunden werden. Da die Bohrköpfe nach Abschluß des Bohrvorgangs von einer starren Kopplung mit dem Bohrgestänge entkoppelt werden können, wobei die starre bzw. mechanisch feste Kopplung mit dem Bohrgestänge zur Durchführung des Bohrvorgangs und zum Einbringen der für die Durchführung des Bohrvorgangs erforderlichen, mechanischen Kräfte dient, aufgehoben wird, wird es nachfolgend in einfacher Weise möglich, die Bohrköpfe in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs verlagerbar zu lagern, so daß nach Fertigstellung des Bohrlochs und Lösung der starren Kopplung mit dem Bohrgestänge unter Verringerung des durch die Bohrköpfe begrenzten Außendurchmessers der Bohrkrone die gesamte Bohrkrone mit der Mehrzahl von Bohrköpfen gemeinsam mit dem Bohrgestänge aus dem Bohrloch entfernt werden kann. Für eine besonders einfache und dennoch zuverlässige und stabile Verbindung nach Aufheben der starren Kopplung zwischen den Bohrköpfen und dem Bohrgestänge für eine sichere Entnahme der Bohrkrone mit sämtlichen Bohrköpfen aus dem Bohrlochinneren werden erfindungsgemäß die Bohrköpfe über Federelemente nach einer Entkopplung von dem Bohrgestänge bzw. von den Antriebselementen mit der Bohrkrone verbunden werden. Derartige Federelemente erlauben entsprechend den Erfordernissen eine im wesentlichen selbsttätige Verlagerung der einzelnen Bohrköpfe in Richtung zu dem Zentrum des Bohrlochs, so daß ein Entfernen der Bohrkrone und des Bohrgestänges rasch und zuverlässig möglich wird. Dies ist hiebei unabhängig von der Tatsache, ob gleichzeitig während des Bohrvorgangs ein Hüll- bzw. Auskleidungsrohr in das Innere des Bohrlochs eingebracht wird, da selbst für den Fall, daß ein derartiges Hüll- bzw. Auskleidungsrohr nicht vorgesehen ist, für ein ordnungsgemäßen Entfernen der gesamten Bohrkrone mit dem Bohrgestänge aus dem Inneren des Bohrlochs die Bohrköpfe in eine Lage gebracht werden müssen, in welcher ihre Außenabmessungen geringer sind als die Innenabmessungen des unmittelbar zuvor hergestellten Bohrlochs, um übermäßige Reibungskräfte zwischen der Bohrlochinnenwand und den Bohrköpfen zu vermeiden, welche einem einfachen und raschen Entfernen des Bohrgestänges samt der Bohrkrone andernfalls entgegenwirken würden. Für den Fall, daß ein Hüll- bzw. Mantelrohr während des Bohrvorgangs in das Innere des Bohrlochs eingebracht wird, stellt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verlagerung der einzelnen Bohrköpfe in Richtung zum Inneren bzw. Zentrum des Bohrlochs sicher, daß die Elemente bzw. Bohrköpfe der Bohrkrone, welche zur Herstellung des Bohrlochs einen gegenüber dem Außendurchmesser des gleichzeitig eingebrachten Hüll- bzw. Mantelrohrs größeren Durchmesser aufweisen mußten, insgesamt in eine Lage verlagerbar bzw. bringbar sind, welche eine gegenüber dem Innendurchmesser des Hüllrohrs nunmehr verringerte Außenabmessung aufweist, um einen Durchtritt der gesamten Bohrkrone mit sämtlichen Bohrköpfen sowie dem Bohrgestänge zum Entfernen aus dem Bohrloch zu ermöglichen. 4 AT 501 696 B1 Für eine zuverlässige Kopplung und Entkopplung zwischen den Bohrköpfen und dem Bohrgestänge ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Bohrköpfe über im Inneren der Bohrkrone im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrkrone verlagerbare Gestänge-bzw. Antriebselemente mit dem Bohrgestänge gekoppelt werden. Derartige in Längsrichtung der Bohrkrone bzw. des Bohrgestänges verlagerbare Gestänge- bzw. Antriebselemente erlauben eine sichere und zuverlässige, mechanische bzw. starre Kopplung zwischen dem Bohrgestänge und den einzelnen Bohrköpfen, welche die Abbauarbeit leisten, wobei sie darüber hinaus nach einer Fertigstellung des Bohrlochs bzw. einem Abschluß des Bohrvorgangs eine einfache und zuverlässige Entkopplung von den Bohrköpfen für eine darüber hinaus vorgesehene Verlagerung in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs sicherstellen.

Zur Erzielung einer ordnungsgemäßen Abbauleistung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise die Bohrköpfe unabhängig voneinander zu einer schlagenden und/oder drehenden Bewegung angetrieben werden.

Um ein Überhitzen der Bohrköpfe bzw. einzelner Teilbereiche davon während der Abbauarbeit zu verhindern, ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Bohrköpfe in an sich bekannter Weise mit einem Kühl- bzw. Spülfluid beaufschlagt werden, welches vorzugsweise im Inneren der die Bohrköpfe mit dem Bohrgestänge koppelnden Gestängeelemente zugeführt wird. Für einen ordnungsgemäßen Abtransport des abgebauten Materials aus dem Bereich der Bohrköpfe bzw. der durch die Bohrköpfe gebildeten Abbaufläche ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß abgebautes Material zwischen den Bohrköpfen von der Abbaufläche insbesondere über im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrkrone verlaufende Durchtrittskanäle abtransportiert wird.

Zur Erzielung eines raschen Bohrfortschritts auch bei Herstellung einer Bohrung mit großem Durchmesser bzw. großer, lichter Weite ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß in an sich bekannter Weise wenigstens drei Bohrköpfe im wesentlichen symmetrisch über die Abbaufläche der Bohrkrone verteilt angeordnet werden.

Zur Lösung der obengenannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe über insbesondere die Gestängeelemente zwischen dem Bohrgestänge und den Bohrköpfen umgebende Federelemente, insbesondere Schraubenfedem, gekoppelt bzw. koppelbar sind. Zur Erzielung eines ausreichend großen Verlagerungs- bzw. Verschiebewegs der einzelnen Bohrköpfe in Richtung zum Bohrlochinneren unter Berücksichtigung der durch die Bohrlochinnenwand und ein gegebenenfalls gleichzeitig eingebrachtes Hüll- bzw. Mantelrohr gegebenen Bedingungen sind erfindungsgemäß die Bohrköpfe über insbesondere die Gestängeelemente zwischen dem Bohrgestänge und den Bohrköpfen umgebende Federelemente, insbesondere Schraubenfedern, gekoppelt bzw. koppelbar sind. Derartige Federelemente erlauben eine zuverlässige Kopplung zwischen den verbleibenden Teilbereichen der Bohrkrone und den Bohrköpfen als auch eine einfache und zuverlässige Anpassung an die durch die Bohrlochinnenwand und ein gegebenenfalls vorhandenes Hüllrohr gegebenen Bedingungen im Hinblick auf die für ein einfaches und rasches Entfernen der Bohrkrone und des Bohrgestänges erforderliche Verringerung der Außenabmessungen der Bohrköpfe.

Wie bereits oben ausgeführt, ist es somit in einfacher Weise möglich, nach Abschluß des Bohrvorgangs eine Aufhebung der starren bzw. mechanisch festen Kopplung zwischen dem Bohrgestänge und den Bohrköpfen vorzunehmen, so daß in weiterer Folge durch eine Verlagerung bzw. Verlagerbarkeit der einzelnen Bohrköpfe in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs sichergestellt wird, daß die gesamte Bohrkrone mit sämtlichen Bohrköpfen und dem Bohrgestänge zuverlässig aus dem fertiggestellten Bohrloch entnommen werden kann. Bei Vorsehen eines Hüll- bzw. Mantelrohrs sind die Bohrköpfe in eine einen entsprechend verringerten Außenum- 5 AT 501 696 B1 fang aufweisende Lage bzw. Position verlagerbar, um einen freien Durchtritt durch das Innere des Hüll- bzw. Mantelrohrs zu ermöglichen, welches im Inneren des Bohrlochs verbleibt. Für eine ordnungsgemäße Kopplung der einzelnen Bohrköpfe mit dem Bohrgestänge sowie eine nach Fertigstellung des Bohrlochs zuverlässige Entkopplung der starren bzw. mechanisch starren Verbindung zwischen dem Bohrgestänge und den Bohrköpfen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß zur Kopplung der Bohrköpfe mit dem Bohrgestänge im Inneren der Bohrkrone insbesondere in Längsrichtung derselben verlagerbare Gestänge- bzw. Antriebselemente vorgesehen sind. Derartige, insbesondere in Längsrichtung der Bohrkrone bzw. des Bohrgestänges verlagerbare Gestänge- bzw. Antriebselemente stellen zur Herstellung des Bohrlochs eine ausreichende, mechanische Kopplung zur Verfügung und erlauben nach Fertigstellung des Bohrlochs eine einfache Aufhebung dieser Kopplung, um in weiterer Folge die Verlagerbarkeit der Bohrköpfe in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs zu erlauben.

Zur Erzielung eines ausreichend großen Verlagerungs- bzw. Verschiebewegs der einzelnen Bohrköpfe in Richtung zum Bohrlochinneren unter Berücksichtigung der durch die Bohrlochinnenwand und ein gegebenenfalls gleichzeitig eingebrachtes Hüll- bzw. Mantelrohr gegebenen Bedingungen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Bohrköpfe über insbesondere die Gestängeelemente zwischen dem Bohrgestänge und den Bohrköpfen umgebende Federelemente, insbesondere Schraubenfedem, gekoppelt bzw. koppelbar sind. Derartige Federelemente erlauben eine zuverlässige Kopplung zwischen den verbleibenden Teilbereichen der Bohrkrone und den Bohrköpfen als auch eine einfache und zuverlässige Anpassung an die durch die Bohrlochinnenwand und ein gegebenenfalls vorhandenes Hüllrohr gegebenen Bedingungen im Hinblick auf die für ein einfaches und rasches Entfernen der Bohrkrone und des Bohrgestänges erforderliche Verringerung der Außenabmessungen der Bohrköpfe. Für ein zuverlässiges Kühlen der Bohrköpfe während der Bohrarbeit ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Bohrköpfe in an sich bekannter Weise mit Austrittsöffnungen für ein Kühl- bzw. Spülfluid versehen sind, welches insbesondere durch die Gestängeelemente zuführbar ist. Für eine konstruktiv einfache Zufuhr des Kühl- bzw. Spülfluids ist hiebei erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß ein derartiges Kühl- bzw. Spülfluid unmittelbar durch die eine Kopplung zwischen dem Bohrgestänge und dem Bohrkopf bereitstellenden Antriebs- bzw. Gestängeelemente erfolgt. Für ein ordnungsgemäßes und zuverlässiges Ausbringen des abgebauten Materials wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß zwischen den Bohrköpfen an der Abbaufläche der Bohrkrone Aufnahmeöffnungen für ein Ausbringen von abgebautem Material vorgesehen sind, an welche im Inneren der Bohrkrone Durchtrittskanäle anschließen, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht. Für ein konstruktiv einfaches Einbringen der zur Erzielung der Abbauarbeit erforderlichen Energie ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß jeder Bohrkopf durch einen im Inneren der Bohrkrone gelagerten Schlag- und/oder Drehantrieb beaufschlagbar ist, welcher über das gemeinsame Bohrgestänge mit Antriebsenergie versorgbar ist.

Wie oben bereits mehrfach ausgeführt, ist insbesondere bei Herstellung eines Bohrlochs in wenigstens teilweise lockerem Boden- oder Gesteinsmaterials oftmals eine unmittelbare Auskleidung des Bohrlochs während des Bohrvorgangs erforderlich, um ein Hereinbrechen des Materials während des Bohrvorgangs zu vermeiden, welches in weiterer Folge ein Entfernen des Bohrgestänges sowie der Bohrkrone nach Fertigstellung des Bohrlochs verhindern würde. In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Bohrkrone zumindest in ihrem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich von einem Mantel- bzw. Hüllrohr umgeben ist. 6 AT 501 696 B1

Um ein einfaches und zuverlässiges Verlagern der Bohrköpfe in Richtung zum Zentrum bzw. Inneren des Bohrlochs nach Fertigstellung des Bohrvorgangs bei Verwendung eines Hüll- bzw. Mantelrohrs zu ermöglichen, ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß bei Entfernen des Bohrgestänges und der Bohrkrone nach Beendigung des Bohrvorgangs von der Abbaufläche abgewandte Rückseiten der Bohrköpfe insbesondere über wenigstens eine Abschrägung mit dem Mantel- bzw. Hüllrohr Zusammenwirken.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 schematische Seitenansichten, teilweise im Schnitt, einzelner Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei Fig. 1a den Bohrvorgang darstellt, Fig. 1b die Lage bzw. Stellung zeigt, in welcher die starre bzw. mechanische Kopplung zwischen den Bohrköpfen und dem Bohrgestänge aufgehoben ist, und Fig. 1c den Vorgang eines Zurückziehens der Bohrkrone mit sämtlichen Bohrköpfen und dem Bohrgestänge nach einer Verlagerung der Bohrköpfe in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische und vergrößerte Darstellung der Lage der Bohrköpfe ähnlich der Darstellung gemäß Fig. 1b; und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf die durch die Bohrköpfe gebildete Abbaufläche beispielsweise in Richtung des Pfeils III der Fig. 1a.

In Fig. 1 und 2 ist allgemein mit 1 eine Bohrkrone bezeichnet, welche eine Mehrzahl von Bohrköpfen 2 aufweist, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Bohrköpfe 2 im wesentlichen gleichmäßig beabstandet angeordnet sind. Die Bohrkrone 1 ist mit einem in Fig. 1a schematisch angedeuteten Bohrgestänge 3 gekoppelt, wobei jede Bohrkrone 2 über ein in Fig. 1a mit 4 bezeichnetes Antriebs- bzw. Gestängeelement unter Zwischenschaltung eines mit 5 be-zeichneten Hammers bzw. Schlagstücks als Schlag- und/oder Drehantrieb gekoppelt ist, wobei der Hammer 5 über eine Verbindungsplatte 6 mit dem Bohrgestänge 3 gekoppelt ist. Zur Beaufschlagung der einzelnen Hämmer 5 bzw. Schlag- und/oder Drehantriebe sind darüber hinaus Verbindungsleitungen 7 zwischen dem Bohrgestänge 3 und den einzelnen Hämmern 5 angedeutet.

In den Figuren ist darüber hinaus ein Hüll- bzw. Mantelrohr 8 angedeutet, welches die Bohrkrone 1 zumindest im vordersten Bereich umgibt, wobei sich dieses Hüll- bzw. Mantelrohr 8 auch gegebenenfalls im wesentlichen über die gesamte Länge des Bohrlochs 9 erstrecken kann, wobei die durch die Bohrköpfe 2 herstellbare Bohrlochinnenwand in Fig. 1a schematisch mit 9 bezeichnet ist.

Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 3 ersichtlich, ist sowohl die gesamte Bohrkrone 1 um die durch das Bohrgestänge 3 definierte, zentrale Achse im Sinne des Pfeils 10 zu einer Rotationsbewegung beaufschlagbar, wobei zusätzlich die einzelnen Bohrköpfe 2 zu einer Rotationsbewegung im Sinne des Pfeils 11 beaufschlagbar sind, so daß insgesamt ein Bohrloch 9 mit entsprechend großem Querschnitt bzw. großer, lichter Weite herstellbar ist. In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist weiters angedeutet, daß die Bohrköpfe jeweils mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen 12 für ein Kühl- bzw. Spülfluid versehen sind, wobei dieses Kühl- bzw. Spülfluid durch einen zentralen Kanal über das Antriebs- bzw. Gestängeelement 4 zu den Bohrköpfen zuführbar ist. Beispielsweise von Hartmaterialelementen bzw. -einsätzen gebildete Abbauwerkzeuge sind mit 21 angedeutet.

Darüber hinaus sind in den Figuren Durchtritte 13 zwischen den einzelnen Bohrköpfen 2 bzw. den Hämmern 5 ersichtlich, wobei durch diese Durchtrittskanäle 13 abgebautes Material ausgetragen wird, welches über Durchtrittsöffnungen 14 in die Durchtrittskanäle 13 eingebracht wird. Die Durchtrittskanäle 13 sind in nicht näher dargestellter Weise entsprechend der Länge des herzustellenden Bohrlochs verlängert, um ein zuverlässiges Ausbringen des abgebauten Mate-

Claims

7 AT 501 696 B1 rials zu ermöglichen. Nach Fertigstellung des Bohrlochs 9 wird, wie dies in Fig. 1b und 2 angedeutet ist, die starre bzw. unmittelbare, mechanische Kopplung der einzelnen Bohrköpfe 2 mit dem Bohrgestänge 3 unter Zwischenschaltung der Antriebs- bzw. Gestängeelemente 4 und der Hämmer 5 unterbrochen bzw. entkoppelt, wobei ein Zurückziehen der Hämmer 5 sowie der damit gekoppelten Antriebs- bzw. Gestängeelemente 4 in eine von den Bohrköpfen 2 entkoppelte Lage erfolgt, wie dies in Fig. 1b und Fig. 2 ersichtlich ist. In diesem Zustand sind die Bohrköpfe an ihrem von der Abbaufläche 15 abgewandten Ende 16 über Federelemente, insbesondere Schraubenfedern 17, mit Anlenkelementen 18 gekoppelt, so daß über die federnde Lagerung der Bohrköpfe 2 nunmehr eine Beweglichkeit und Verlagerbarkeit der Bohrköpfe 2 gegeben ist. Bei einem Zurückziehen der Bohrkrone 1 mit sämtlichen Bohrköpfen 2 erfolgt eine Verschiebung bzw. Verlagerung der Bohrköpfe 2 in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs 9, wie dies aus Fig. 1c deutlich ersichtlich ist, daß über die Federn 17 eine entsprechende elastische Be-wegbarkeit erzielbar ist. Aus den Zeichnungen ist weiters ersichtlich, daß die Bohrköpfe 2 an der zur Bohrkrone 1 bzw. zum Bohrlochinneren gewandten Rückseite jeweils mit einer Abschrägung 19 versehen sind, welche ein zuverlässiges Eintreten in das Innere des Mantel- bzw. Hüllrohrs 8 bei einem Entfernen der Bohrkrone 1 gemäß dem Pfeil 20, wie dies in Fig. 1c angedeutet ist, ermöglicht. Für den Fall, daß kein Hüll- bzw. Mantelrohr 8 vorgesehen ist, erlaubt die über die Federelemente 17 vorzunehmende Verlagerung bzw. Verschiebung der Bohrköpfe 2 in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs 9 ebenfalls ein einfaches und zuverlässiges Entfernen der gesamten Bohrkrone 1 mit sämtlichen Bohrköpfen 2 und dem Bohrgestänge 3 entsprechend dem Pfeil 20 in Fig. 1c, da die Bohrköpfe 2 nicht an der Bohrlochinnenwand anliegen und somit rasch und ohne Reibung mit der Bohrlochinnenwand aus dem Bohrloch 9 entfernbar sind. Abweichend von der in den Figuren dargestellten Ausführungsform können anstelle der drei dargestellten Bohrköpfe 2 beispielsweise vier oder mehrere Bohrköpfe 2 vorgesehen sein, um eine entsprechend große Abbaufläche zu ermöglichen. Hiebei könnte ein zentraler Bohrkopf vorgesehen sein, falls beispielsweise durch unterschiedliche Federlängen sichergestellt wird, daß vor allem die am Außenumfangsrand liegenden Bohrköpfe 2 nach einem Entkoppeln von dem Bohrgestänge 3 für ein Entfernen aus dem Bohrloch 9 entsprechend zum Bohrlochinneren verlagerbar sind. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird, wobei an der Bohrkrone eine Mehrzahl von Bohrköpfen vorgesehen wird, welche mit dem Bohrgestänge gekoppelt werden und unabhängig voneinander angetrieben werden, wobei die Bohrkrone nach einem Abschluß des Bohrvorgangs aus dem Bohrloch entfernt wird, und wobei nach dem Abschluß des Bohrvorgangs die Bohrköpfe von einer starren Kopplung mit dem Bohrgestänge entkoppelt und in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs verlagerbar gelagert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe über Federelemente nach einer Entkopplung von dem Bohrgestänge bzw. von den Antriebselementen mit der Bohrkrone verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe über im Inneren der Bohrkrone im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrkrone verlagerbare Gestänge-bzw. Antriebselemente mit dem Bohrgestänge gekoppelt werden. 8 AT 501 696 B1
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Bohrköpfe unabhängig voneinander zu einer schlagenden und/oder drehenden Bewegung angetrieben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe in an sich bekannter Weise mit einem Kühl- bzw. Spülfluid beaufschlagt werden, welches vorzugsweise im Inneren der die Bohrköpfe mit dem Bohrgestänge koppelnden Gestängeelemente zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß abgebautes Material zwischen den Bohrköpfen von der Abbaufläche insbesondere über im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrkrone verlaufende Durchtrittskanäle abtransportiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise wenigstens drei Bohrköpfe im wesentlichen symmetrisch über die Abbaufläche der Bohrkrone verteilt angeordnet werden.
7. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet ist, wobei an der Bohrkrone eine Mehrzahl von Bohrköpfen vorgesehen ist, welche mit dem Bohrgestänge koppelbar sind und unabhängig voneinander antreibbar sind, wobei die Bohrköpfe nach Abschluß des Bohrvorgangs von einer starren Kopplung mit dem Bohrgestänge entkoppelbar sind und in Richtung zum Zentrum des Bohrlochs verlagerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe (2) über insbesondere die Gestängeelemente (4) zwischen dem Bohrgestänge (3) und den Bohrköpfen (2) umgebende Federelemente (17), insbesondere Schraubenfedern, gekoppelt bzw. koppelbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Bohrköpfe (2) mit dem Bohrgestänge (3) im Inneren der Bohrkrone (1) insbesondere in Längsrichtung derselben verlagerbare Gestänge- bzw. Antriebselemente (4, 5) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe (2) in an sich bekannter Weise mit Austrittsöffnungen (12) für ein Kühl- bzw. Spülfluid versehen sind, welches insbesondere durch die Gestängeelemente (4) zuführbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bohrköpfen (2) an der Abbaufläche der Bohrkrone (1) Aufnahmeöffnungen (14) für ein Ausbringen von abgebautem Material vorgesehen sind, an welche im Inneren der Bohrkrone (1) Durchtrittskanäle (13) anschließen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bohrkopf (2) durch einen im Inneren der Bohrkrone (1) gelagerten Schlag- und/oder Drehantrieb (5) beaufschlagbar ist, welcher über das gemeinsame Bohrgestänge (3) mit Antriebsenergie versorgbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (1) zumindest in ihrem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich von einem Mantel- bzw. Hüllrohr (8) umgeben ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Entfernen des Bohrgestänges (3) und der Bohrkrone (1) nach Beendigung des Bohrvorgangs von der Abbaufläche abgewandte Rückseiten der Bohrköpfe (2) insbesondere über wenigstens eine Abschrägung (19) mit dem Mantel- bzw. Hüllrohr (8) Zusammenwirken.