AT526723A1 - Process for the systematic selective extraction of solid mineral raw materials - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur systematisch selektiven Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen mithilfe eines Bohrgerätes mit Richtbohrtechnologie vorgesehen, bei welchem eine Gewinnungsbohreinheit (19) in einem ersten Schritt eine Gesteinsschicht (5) mit einem Ausrichtungsbohrabschnitt (6) durchbohrt und dabei zielgenau in eine Abbauzone gesteuert wird, in einem zweiten Schritt am Ende des Ausrichtungsbohrabschnittes (6) ein 3D-Bohrraster (7) aus mehreren Gewinnungsbohrabschnitten (8) angelegt wird und in einem dritten Schritt zueinander parallel geführte Gewinnungsbohrabschnitte (8) gebohrt werden, wobei zwischen den finalen Außendurchmessern zweier benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte (8) ein Abstand von maximal 50 cm angeordnet ist, gemessen in der gemeinsamen Normalrichtung der beiden benachbarten Bohrlochachsenabschnitte, und wobei jeweils ein Gewinnungsbohrabschnitt (8) nach dem anderen gebohrt wird und nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes (8) dieser Gewinnungsbohrabschnitt (8) gesichert wird.According to the invention, a method is provided for the systematic, selective extraction of solid mineral raw materials using a drilling device with directional drilling technology, in which an extraction drilling unit (19) in a first step drills through a rock layer (5) with an alignment drilling section (6) and is precisely guided into an extraction zone, in a second step a 3D drilling grid (7) consisting of several extraction drilling sections (8) is created at the end of the alignment drilling section (6) and in a third step extraction drilling sections (8) that are guided parallel to one another are drilled, wherein a maximum distance of 50 cm is arranged between the final outer diameters of two adjacent extraction drilling sections (8), measured in the common normal direction of the two adjacent borehole axis sections, and wherein one extraction drilling section (8) is drilled after the other and after completion of an extraction drilling section (8), this extraction drilling section (8) is secured.

Description

mithilfe eines Bohrgerätes mit Richtbohrtechnologie. using a drilling rig with directional drilling technology.

Die Erfindung betrifft weiters ein System zur Durchführung The invention further relates to a system for carrying out

des erfindungsgemäßen Verfahrens. of the method according to the invention.

Die Erfindung beschäftigt sich mit der systematischen Gewinnung und Aufbereitung von Vorkommen fester mineralischer Rohstoffe im Tagebau oder Untertagebau. Im konventionellen Bergbau auf feste mineralische Rohstoffe werden sowohl im Tagebau wie auch im Untertagebergbau überwiegend große bis sehr große Maschinen eingesetzt. Ziel ist es dabei, die Gewinnungsarbeiten so effizient und die Kosten Je Tonne Gesamtfördermenge so gering wie The invention deals with the systematic extraction and processing of deposits of solid mineral raw materials in open-cast or underground mining. In conventional mining of solid mineral raw materials, large to very large machines are predominantly used in both open-cast and underground mining. The aim is to make the extraction work as efficient and the costs per ton of total output as low as possible.

möglich zu gestalten. possible.

Allein die Dimensionen dieser Geräte führen dazu, dass das Lösen, Hereingewinnen, Laden und Abtransportieren des Wertmineralgesteins nur an großflächigen Abbauquerschnitten erfolgen kann. Die daraus resultierende Konsequenz ist, dass die Selektivität in der Gewinnung, d.h. das getrennte Hereingewinnen und Abscheiden von hochwertig und gut mineralisiertem Wertmineralgestein von nicht vermarktungsfähigem schlecht oder gar nicht The dimensions of these devices alone mean that the loosening, extraction, loading and removal of valuable mineral rock can only be carried out on large-scale mining cross-sections. The resulting consequence is that the selectivity in extraction, i.e. the separate extraction and separation of high-quality and well-mineralized valuable mineral rock from non-marketable, poorly or not at all

mineralisiertem Gestein sehr stark eingeschränkt ist. mineralized rock is very limited.

Im konventionellen Untertagebergbau erfolgt zum Beispiel eine selektive, qualitätsgesteuerte Gewinnung von Wertmineralgestein in der Regel an einem Abbaustreckenquerschnitt von 4m mal 4m bzw. rund 16m?*. Die In conventional underground mining, for example, selective, quality-controlled extraction of valuable mineral rock is usually carried out on a mining section of 4m by 4m or around 16m?*.

Selektivität ist hierbei über weite Strecken sehr gering. Selectivity is very low over long distances.

sogenanntes taubes Gestein. so-called waste rock.

Dieses Taubgestein, abbaubedingt in die Gesamtfördermenge eingemischt, muss in der Folge aus dem jeweiligen Abbaubereich nach über Tage gefördert werden und belastet damit nicht nur die Betriebsleistung und Kosten der Gewinnung, sondern darüber hinaus in weiterer Konsequenz auch alle nachgeschalteten Prozesse wie Zerkleinerung, Aufbereitung und Entsorgung von Aufbereitungsrückständen This waste rock, mixed into the total production volume due to mining, must subsequently be extracted from the respective mining area to the surface and thus not only burdens the operating performance and costs of mining, but also, as a further consequence, all downstream processes such as crushing, processing and disposal of processing residues.

mit unnötigem, wertlosem Material. with unnecessary, worthless material.

Und genau diese zu entsorgenden Aufbereitungsrückstände, die in aufwendigen und kostenintensiven Aufbereitungsprozessen vom Wertmineral abgeschieden werden müssen, enthalten im Wesentlichen auch das zuvor untertägig wenig selektiv abgebaute gering oder gar nicht mineralisierte And it is precisely these processing residues that have to be disposed of and which have to be separated from the valuable mineral in complex and costly processing processes that essentially also contain the previously less selectively mined underground minerals that are poorly or not at all mineralized.

Gesteinsmaterial. rock material.

Diese unter Tage unnötig abgebauten Taubgesteinsmengen belasten alle nachgeschalteten Prozesse mit unnötig hohen Durchsätzen und erfordern dabei unnötig große These unnecessarily mined waste rock quantities burden all downstream processes with unnecessarily high throughputs and require unnecessarily large

Anlagendimensionen. Plant dimensions.

sonstigen Umweltbelastungen verursacht. other environmental pollution.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die oben angeführten Nachteile des konventionellen Untertagebergbaus zu reduzieren, in einzelnen Bereichen sogar zu eliminieren oder zumindest auf das technisch It is therefore an object of the invention to reduce the above-mentioned disadvantages of conventional underground mining, to even eliminate them in certain areas or at least to the technically

absolut geringste Ausmaß zu minimieren. to the absolute smallest extent.

Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, bei welchem eine Gewinnungsbohreinheit in einem ersten Schritt eine Gesteinsschicht mit einem Ausrichtungsbohrabschnitt durchbohrt und dabei zielgenau in eine Abbauzone gesteuert wird, in einem zweiten Schritt am Ende des Ausrichtungsbohrabschnittes ein 3D-Bohrraster aus mehreren Gewinnungsbohrabschnitten angelegt wird und in einem dritten Schritt zueinander parallel geführte Gewinnungsbohrabschnitte gebohrt werden, wobei zwischen den finalen Außendurchmessern zweier benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte ein Abstand von maximal 50 cm angeordnet ist, gemessen in der gemeinsamen Normalrichtung der beiden benachbarten Bohrlochachsenabschnitte, und wobei jeweils ein Gewinnungsbohrabschnitt nach dem anderen gebohrt wird und nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes dieser Gewinnungsbohrabschnitt According to the invention, a method of the type mentioned at the outset is provided in which an extraction drilling unit, in a first step, drills through a rock layer with an alignment drilling section and is precisely guided into an extraction zone, in a second step a 3D drilling grid of several extraction drilling sections is created at the end of the alignment drilling section and in a third step extraction drilling sections are drilled parallel to one another, with a maximum distance of 50 cm between the final outer diameters of two adjacent extraction drilling sections, measured in the common normal direction of the two adjacent borehole axis sections, and with one extraction drilling section being drilled after the other and after the completion of an extraction drilling section, this extraction drilling section

gesichert wird. is secured.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrverfahren sind also In the drilling method according to the invention,

zumindest zwei Bohrlochabschnitte vorgesehen. Ein At least two borehole sections are planned.

Gewinnungsbohrungen gebohrt werden. Extraction wells are drilled.

Im Regelfall liegt zwischen der Tagesoberfläche und dem geplanten Abbauabschnitt das Deckgebirge. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass vor dem ersten Schritt eine Deckgebirgsschicht mit einem Aufschlussbohrabschnitt durchbohrt wird, an den der Ausrichtungsbohrabschnitt wie oben ausgeführt - anschließt. Der Aufschlussbohrabschnitt, der an der Tagesoberfläche oder auch unter Tage ansetzt, durchbohrt bzw. durchörtert bevorzugt das Deckgebirge in beliebiger Richtung, und dient dem Lagerstättenaufschluss, d.h. der Annäherung an die abzubauenden Lagerstättenabschnitte. In diesem Fall As a rule, the overburden lies between the surface and the planned mining section. It is therefore preferred that, before the first step, an overburden layer is drilled through with an exploratory drilling section, to which the alignment drilling section is connected as described above. The exploratory drilling section, which starts at the surface or underground, preferably drills through the overburden in any direction and serves to expose the deposits, i.e. to approach the deposit sections to be mined. In this case,

sind daher drei Bohrlochabschnitte vorgesehen. Therefore, three borehole sections are planned.

Alle zwei bzw. drei Bohrlochabschnitte werden in der angeführten Reihenfolge durchlaufen, um vom Bohrlochansatzpunkt, dem Bohrlochkopf, der sowohl an der Tagesoberfläche als auch unter Tage liegen kann, zielgenau All two or three borehole sections are run through in the order listed in order to precisely target the borehole starting point, the borehole head, which can be located either on the surface or underground.

in den zu gewinnenden Abbaublock zu gelangen. to get into the mining block to be extracted.

Gg£. nach der Durchörterung des Deckgebirges wird über den Ausrichtungsbohrabschnitt ein bestimmter Lagerstättenteil bzw. Abbauabschnitt entwickelt, d.h. für den Abbau ausund vorgerichtet. Dieser Ausrichtungsbohrabschnitt unterteilt sich bevorzugt in zumindest zwei Segmente. Das erste Segment lenkt in die Richtung der Gg£. after the overburden has been penetrated, a certain part of the deposit or mining section is developed via the alignment drilling section, i.e. prepared and prepared for mining. This alignment drilling section is preferably divided into at least two segments. The first segment directs in the direction of the

Gewinnungsbohrabschnitte über. Das zweite Segment stellt The second segment represents

Gewinnungsbohrabschnitte vorrichten. Prepare extraction drilling sections.

Im Gewinnungsbohrabschnitt wird das Wertmineralgestein mithilfe einer Gewinnungsbohreinheit systematisch innerhalb des vorgerichteten Abbauabschnittes In the extraction drilling section, the valuable mineral rock is systematically extracted within the prepared mining section using an extraction drilling unit.

hereingewonnen. gained.

Das erfolgt in mehr oder weniger dichten Packungen, d.h. durch mehr oder weniger dicht im Raum angeordnete und mehr oder weniger vollständig ausgefüllte 3D-Raster von parallel geführten Gewinnungsbohrabschnitten beliebiger Länge, Orientierung und Verlauf. Das hereingewonnene Material kann anschließend als Bohrklein über eine Bohrspülung nach Obertage in die Aufbereitung ausgefördert This is done in more or less dense packing, i.e. through more or less densely arranged and more or less completely filled 3D grids of parallel extraction drilling sections of any length, orientation and course. The extracted material can then be transported to the surface as drilling cuttings via a drilling fluid for processing.

werden. become.

Innerhalb der Bohrraster werden die parallel geführten Gewinnungsbohrabschnitte bevorzugt in sehr engen Abständen hergestellt. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass der Abstand zwischen den finalen Außendurchmessern zweier Within the drilling grid, the parallel extraction drilling sections are preferably produced at very close intervals. It is therefore preferred that the distance between the final outer diameters of two

benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte maximal 40 cm, adjacent extraction drilling sections maximum 40 cm,

Bohrlochachsenabschnitte gemessen. Borehole axis sections measured.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass nach der Fertigstellung des Ausrichtungsbohrabschnittes der Ausrichtungsbohrabschnitt gesichert wird. Dies verbessert die Stabilität des Preferably, after completion of the alignment drilling section, the alignment drilling section is secured. This improves the stability of the

Gebirges. mountains.

Schlecht oder nur gering, d.h. unterhalb eines bestimmten Cut-Off Grade-Gehaltes mineralisierte oder gar nicht mineralisierte (Taubgesteins-) Zonen werden bevorzugt ausgespart, umfahren und damit nicht abgebaut oder nur mit kleinstmöglichem Bohrlochquerschnitt durchbohrt bzw. Poorly or only slightly mineralised, i.e. below a certain cut-off grade, or not mineralised at all (waste rock) zones are preferably left out, bypassed and thus not mined or only drilled through with the smallest possible borehole cross-section.

durchörtert. through.

In gleicher Weise können auch geologische und/oder hydrogeologische Problemzonen und/oder bekannte oder unbekannte natürliche oder künstlich geschaffene Hohlräume In the same way, geological and/or hydrogeological problem areas and/or known or unknown natural or artificially created cavities

ausgespart bzw. umfahren werden. be left out or bypassed.

Das gegenständliche Verfahren erlaubt eine Abbauquerschnittsfläche von rund 1m’. Die Selektivität des Verfahrens der gegenständlichen Erfindung ist also um das 16-fache höher, detaillierter und präziser als herkömmliche Verfahren, bei denen eine Abbauquerschnittsfläche von rund 16m? benötigt wird. Der Anteil an Taubgestein in der Gesamtfördermenge wird damit bereits in der untertägigen Gewinnung auf ein Minimum reduziert. Dies ergibt einen wesentlich höheren The present method allows a cross-sectional mining area of around 1m’. The selectivity of the method of the present invention is therefore 16 times higher, more detailed and more precise than conventional methods, which require a cross-sectional mining area of around 16m?. The proportion of waste rock in the total output is thus reduced to a minimum in underground mining. This results in a significantly higher

Wertmineralgehalt in der Gesamtfördermenge. Gleichzeitig Valuable mineral content in the total production. At the same time

signifikant geringere Taubgesteinsfördermenge entlastet. significantly lower waste rock extraction rate.

Die Sicherung, d.h. die gebirgsmechanische Stabilisierung des Bohrlochs und des unmittelbar angrenzenden Gesteins ist essenziell, um zu verhindern, dass die Bohrungen bspw. in offene oder schlecht stabilisierte benachbarte Bohrlöcher abdriften. Diese Gefahr besteht insbesondere bei der Bohrung der Gewinnungsbohrabschnitte, die mit sehr Securing, i.e. the rock mechanical stabilization of the borehole and the immediately adjacent rock is essential to prevent the boreholes from drifting into open or poorly stabilized neighboring boreholes. This danger exists particularly when drilling the extraction borehole sections, which are very

geringem Abstand gebohrt werden. drilled at a short distance.

Darüber hinaus ist auch die Stabilisierung fertiggestellter Bohrungen wichtig, um die Gesamtstabilität des Abbaubereichs zu gewährleisten. Verbrechende, d.h. kollabierende Bohrungen würden den Abbau im unmittelbaren Abbaubereich unmöglich machen. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes dieser Gewinnungsbohrabschnitt gesichert wird. Weiters ist vorgesehen, dass nach der Fertigstellung des Ausrichtungsbohrabschnittes der Ausrichtungsbohrabschnitt In addition, the stabilization of completed boreholes is also important in order to ensure the overall stability of the mining area. Collapsing boreholes would make mining in the immediate mining area impossible. According to the invention, it is therefore provided that after completion of an extraction drilling section, this extraction drilling section is secured. Furthermore, it is provided that after completion of the alignment drilling section, the alignment drilling section

gesichert wird. is secured.

Bevorzugt sind zur Sicherung der Bohrabschnitte folgende The following are preferred for securing the drilling sections:

vier Stabilisierungsmaßnahmen vorgesehen. Four stabilisation measures are planned.

1. Gemäß den vorherrschenden Gebirgsverhältnissen, dem geplanten Lagerstättenausbringen, der gewählten Bohrtechnologie und anderen Anforderungen des Umweltschutzes definieren geotechnische Stabilitätsstudien für jede Lagerstätte und jeden Gewinnungsabschnitt die minimal zulässigen Bohrlochabstände sowie die maximal 1. In accordance with the prevailing rock conditions, the planned deposit recovery, the selected drilling technology and other environmental protection requirements, geotechnical stability studies define the minimum permissible borehole spacing and the maximum

zulässigen Bohrlochdurchmesser. permissible borehole diameter.

Bohrlochabstand und Durchmesser, oder davon abweichend Hole spacing and diameter, or different

1b) in jeder Variation und Mischung verschiedener Abstände 1b) in any variation and mixture of different distances

und Durchmesser für nicht standardmäßige 3D-Raster, wobei and diameter for non-standard 3D grids, where

1c) die Bündel an parallel geführten 1c) the bundles of parallel guided

Gewinnungsbohrabschnitten dabei Jede Länge haben und jede Richtung nehmen können, von vertikal, geneigt (steil oder flach) bis horizontal, aber auch in alle Richtungen leicht Extraction drilling sections can be of any length and take any direction, from vertical, inclined (steep or flat) to horizontal, but also in all directions easily

gekrümmt, und curved, and

1d) die Bohrreihenfolge bzw. Sequenzierung der Bohrungen im 3D-Raster ganz wesentlich zur Gebirgsstabilität 1d) the drilling sequence or sequencing of the boreholes in the 3D grid is essential for rock stability

beiträgt. contributes.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass jeweils ein Gewinnungsbohrabschnitt nach dem anderen gebohrt wird. Bevorzugt wird zunächst ein erster Gewinnungsbohrabschnitt gebohrt und anschließend ein vom ersten Gewinnungsbohrabschnitt in einem bestimmten Sequenzierungsabstand entfernt liegender zweiter Gewinnungsbohrabschnitt. In einem 3D-Standardbohrraster wird dieser Sequenzierungsabstand bspw. zwischen den finalen Außendurchmessern des ersten Gewinnungsbohrabschnittes und des zweiten Gewinnungsbohrabschnittes gemessen, und zwar in der gemeinsamen Normalrichtung der beiden benachbarten Bohrlochachsenabschnitte, und dieser ist bevorzugt größer als der finale Außendurchmesser des ersten oder des According to the invention, it is therefore provided that one extraction drilling section is drilled after the other. Preferably, a first extraction drilling section is drilled first and then a second extraction drilling section is drilled, which is located at a certain sequencing distance from the first extraction drilling section. In a 3D standard drilling grid, this sequencing distance is measured, for example, between the final outer diameters of the first extraction drilling section and the second extraction drilling section, in the common normal direction of the two adjacent borehole axis sections, and this is preferably larger than the final outer diameter of the first or the second

zweiten Gewinnungsbohrabschnittes. Das Gebirge, das den second extraction drilling section. The rock that forms the

des Bohrvorganges gewährleistet. of the drilling process.

le) Die vertikale Bohrreihenfolge der Bohrlöcher bzw. Bohrlochabschnitte und Bohrlochbündel kann jeder beliebigen Reihenfolge folgen, muss Jedoch den Anforderungen der Stabilitätsstudie entsprechen. Am ehesten beginnt sie Jedoch am höchsten Abbaupunkt und wird (le) The vertical drilling sequence of the boreholes or borehole sections and borehole bundles may follow any sequence, but must comply with the requirements of the stability study. It is most likely to start at the highest extraction point and

nach unten sequenziert. sequenced downwards.

Je geringer die Bohrlochabstände sind, desto höher ist das sogenannte Lagerstättenausbringen, das bei leichter Überlappung der Gewinnungsbohrabschnitte bis zu 90% The smaller the borehole spacing, the higher the so-called deposit recovery, which can be up to 90% with slight overlap of the extraction drilling sections.

betragen kann. can be.

Durch die Abfolge der Bohrungen und die sofortige Sicherung, bspw. durch Bohrlochverfüllung bzw. Zementierung und/oder nach Bedarf auch durch Verrohrung des Bohrlochs kann jederzeit ein ausreichendes Maß an Gebirgsstabilität zwischen den Bohrlochabschnitten By sequencing the drilling and immediately securing it, e.g. by backfilling or cementing the borehole and/or, if necessary, by casing the borehole, a sufficient degree of rock stability can be achieved at all times between the borehole sections.

aufrechterhalten werden. be maintained.

2.) Die qualifizierte Sicherung jedes Bohrlochs gilt als Standard zur Gewährleistung einer ausreichenden Gebirgsstabilität für Jede Einzelbohrung und das 2.) The qualified securing of each borehole is considered standard to ensure sufficient rock stability for each individual borehole and the

Gesamtverfahren. overall procedure.

2a) Das qualifizierte Verfüllen bzw. Zementieren jedes 2a) The qualified filling or cementing of each

Bohrlochs gilt als Standardverfahren zur Gewährleistung Borehole is considered standard procedure to ensure

oder auch Verbesserung der Gebirgsstabilität für parallel or improving rock stability for parallel

gerichtetes Bohren mit engen Abständen. directional drilling with close spacing.

Die Verfüllung bzw. Zementierung absorbiert so viel zuvor in den Bohrungen hereingewonnenes Taubgestein (in Form von abgeschiedenen Aufbereitungsrückständen Jeder Korngröße) wie nur möglich, wodurch die Anforderungen an die Verhaldung, d.h. die Deponie von Taubgestein und Aufbereitungsrückständen minimiert wird. Die Anforderungen an die qualifizierte Festigkeit der Bohrlochverfüllung (Zementierung) ergeben sich aus den Ergebnissen der The backfilling or cementing absorbs as much waste rock (in the form of separated processing residues of any grain size) previously extracted from the boreholes as possible, thereby minimising the requirements for stockpiling, i.e. the disposal of waste rock and processing residues. The requirements for the qualified strength of the borehole backfilling (cementing) result from the results of the

geotechnischen Stabilitätsstudie. geotechnical stability study.

2b) Je nach vorliegender Gebirgsfestigkeit und gefordertem Umweltschutz kann auch ohne Bohrlochverfüllung gearbeitet werden, d.h. mit offenbleibenden Bohrungen, sofern die geotechnische Stabilitätsstudie und andere 2b) Depending on the existing rock strength and the required environmental protection, work can also be carried out without borehole filling, i.e. with boreholes remaining open, provided that the geotechnical stability study and other

Umweltschutzanforderungen dies zulassen. Environmental protection requirements permit this.

2c) In anspruchsvollen Gebirgsverhältnissen und/oder für spezielle Anforderungen kann eine einfache Bohrlochverfüllung wie folgt verbessert werden: und zwar durch 2c) In challenging rock conditions and/or for special requirements, a simple borehole filling can be improved as follows: by

2cl1) Verwendung von faserbewehrter Zementierung und/oder 2c2) zusätzlicher Verrohrung (d.h. auch einer verfüllten 2cl1) Use of fibre-reinforced cementation and/or 2c2) additional casing (i.e. also a filled

Verrohrung); piping);

2d) In anspruchsvollen Gebirgsverhältnissen einschließlich natürlicher oder künstlicher Hohlräume oder Gebirgsauflockerungen sowie zur Maximierung des Lagerstättenausbringens kann die Gebirgsstabilisierung 2d) In challenging rock conditions, including natural or artificial cavities or rock loosening, and to maximize the yield of the deposit, rock stabilization may be

auch durch teilweise oder gänzliche Bohrlochverrohung also by partial or complete borehole casing

erfolgen, wobei dies entweder mit oder ohne Rückgewinnung either with or without recovery

der Verrohrung durchgeführt werden kann. the piping can be carried out.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes dieser Gewinnungsbohrabschnitt bspw. mithilfe von Zement ganz Preferably, after completion of an extraction drilling section, this extraction drilling section is completely

oder teilweise verfüllt wird. or partially filled.

3.) Bevorzugt ist vorgesehen, dass der finale Außendurchmesser zumindest eines Gewinnungsbohrabschnittes mithilfe eines Bohrlocherweiterungsverfahrens hergestellt wird. Ein Bohrlocherweiterungsverfahren ist für das Verfahren der Erfindung förderlich und ermöglicht zwei bevorzugte Vorteile: 3.) It is preferably provided that the final outer diameter of at least one extraction drilling section is produced using a borehole expansion process. A borehole expansion process is beneficial for the method of the invention and enables two preferred advantages:

3a) eine stufenweise Erweiterung des Bohrlochdurchmessers ermöglicht es, in einer ersten Bohrphase mithilfe eines kleineren Bohrlochdurchmessers bei guter Gebirgsstabilität und gut erzielbarer Lagegenauigkeit einen größeren Bohrlochabstand einzuhalten und einen finalen größeren Außendurchmesser mit engerem Abstand erst in einer nachfolgenden zweiten Bohrphase herzustellen, die den kleineren, ersten Bohrlochdurchmesser als Führung benützt; und 3a) a gradual enlargement of the borehole diameter makes it possible to maintain a larger borehole spacing in a first drilling phase using a smaller borehole diameter with good rock stability and easily achievable positional accuracy and to produce a final larger outer diameter with a closer spacing only in a subsequent second drilling phase, which uses the smaller, first borehole diameter as a guide; and

3b) eine stufenweise Bohrlocherweiterung steigert die Selektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem kleine Taubzonen, die nicht umfahren werden können, mit dem kleinsten Bohrlochdurchmesser durchörtert werden 3b) a step-by-step borehole enlargement increases the selectivity of the method according to the invention by drilling through small dead zones that cannot be avoided with the smallest borehole diameter

können. can.

4.) „Pad Drilling“ Verfahren: 4.) “Pad Drilling” procedure:

Das bevorzugt vorgesehene „Pad Drilling“ Verfahren in The preferred “Pad Drilling” procedure in

Kombikation mit der Semi-Mobilität der eingesetzten Combination with the semi-mobility of the used

Bohrgeräte ist für das Verfahren der Erfindung sehr förderlich und ermöglicht zwei bevorzugte Vorteile: Drilling equipment is very conducive to the method of the invention and enables two preferred advantages:

4a) einerseits die ausreichende Aushärtung der Bohrlochverfüllung zur Gebirgsstabilisierung vor Beginn der nächsten Bohrung in unmittelbarer Nähe dazu, und 4a) on the one hand, the sufficient hardening of the borehole filling for rock stabilisation before the start of the next drilling in the immediate vicinity, and

4b) die Bereitstellung der erforderlichen Bohrkapazität 4b) the provision of the necessary drilling capacity

für ein geplantes Jährliches Produktionsvolumen. for a planned annual production volume.

Eine Lagerstätte wird für ihren Abbau in der Regel in A deposit is usually mined in

mehrere Abbauabschnitte unterteilt, innerhalb der homogene geologische und geotechnische Verhältnisse vorliegen, und die dem gewählten Gewinnungsverfahren und der angewandten into several mining sections within which homogeneous geological and geotechnical conditions exist and which correspond to the selected extraction method and the applied

Technologie genügen. Technology is sufficient.

Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Lagerstätte in im Wesentlichen homogene Abbauabschnitte unterteilt wird. Dies erfolgt bevorzugt vor dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Folge wird innerhalb jedes Abbauabschnittes ein sogenanntes „Pad Drilling“ It is therefore preferably provided that the deposit is divided into essentially homogeneous mining sections. This is preferably done before the first step of the method according to the invention. Subsequently, a so-called “pad drilling” is carried out within each mining section.

Verfahren angewandt. procedure applied.

Zu diesem Zweck unterteilt die Abbauplanung vor dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens Jeden Abbauabschnitt in einen oder mehrere Bohrblöcke bzw. „Pads“, die in ihrer Gesamtheit die Ausdehnung der For this purpose, the mining planning before the first step of the method according to the invention divides each mining section into one or more drilling blocks or “pads”, which in their entirety cover the extent of the

Mineralisierung im gesamten Abbauabschnitt abdecken. Cover mineralization throughout the entire mining section.

Ein Bohrblock bzw. Pad ist eine Bohrstelle, die die Bohrlochköpfe für eine bestimmte Anzahl von Aufschlussbohrungen an der Tagesoberfläche gruppiert und diese dabei in sehr kleinen Abständen zueinander zusammenfasst. In jedem Pad wird nur ein Bohrgerät A pad is a drilling site that groups the wellheads for a specific number of exploration wells at the surface and groups them very closely together. Only one drill rig is used in each pad

eingesetzt, und durch Überstellung werden damit alle deployed, and by transferring them, all

Bohrungen des Bohrblockes abgeteuft. Je kleiner also die Abstände zwischen den Bohrungen sind, desto kleiner sind The smaller the distances between the holes, the smaller the

die Überstellwege und desto effizienter ist das Verfahren. the transfer routes and the more efficient the process is.

Ein Pad kann in der Regel fünf bis zehn Aufschlussbohrungen bzw. deren Bohrlochköpfe zusammenfassen, von denen jeder Bohrlochkopf Zugang zu mehreren parallelen Gewinnungsbohrabschnitten unter Tage A pad can typically contain five to ten exploration wells or their wellheads, each of which has access to several parallel underground recovery drilling sections

herstellt. produces.

Sobald an einem Bohrlochkopf eine oder mehrere dieser Gewinnungsbohrabschnitte unter Tage fertiggestellt und verfüllt sind, kann das fertig montierte, bohrbereite Bohrgerät mithilfe eines semi-mobilen Transportelements zum nächsten Bohrlochkopf überstellt werden. Die semimobilen Transportelemente umfassen bspw. hydraulische As soon as one or more of these underground extraction drilling sections have been completed and filled at a wellhead, the fully assembled, drill-ready drilling rig can be transferred to the next wellhead using a semi-mobile transport element. The semi-mobile transport elements include, for example, hydraulic

Raupen-, Schreit-, Gleit- oder Schienensysteme. Crawler, walking, sliding or rail systems.

Die „Pad“-Bohrtechnik ermöglicht es, Gruppen von Bohrlöchern sehr effizient zu bohren, indem die Überstellzeit des Bohrgeräts von einem Bohrlochkopf zum nächsten reduziert wird, während gleichzeitig der gesamte Ökologische Fußabdruck des Verfahrens an der The “pad” drilling technique allows groups of wells to be drilled very efficiently by reducing the transfer time of the drilling rig from one wellhead to the next, while at the same time reducing the overall environmental footprint of the process at the

Tagesoberfläche minimiert wird. day surface is minimized.

Zu diesem Zweck ist bevorzugt ein Trassensystem zwischen den Bohrlochköpfen eines Bohrblockes vorgesehen, um das Bohrgerät intakt, d.h. bohrbereit zum nächsten Bohrlochkopf überstellen zu können. Um die erforderliche Produktionskapazität pro Monat oder Jahr zu gewährleisten, kann in mehreren Pads mit jeweils einem Bohrgerät For this purpose, a route system is preferably provided between the wellheads of a drilling block in order to be able to transfer the drilling rig intact, i.e. ready to drill, to the next wellhead. In order to ensure the required production capacity per month or year, several pads with one drilling rig each can be used.

gleichzeitig produziert werden. are produced simultaneously.

Pad-Bohrungen erlauben es also, einen großen Bereich untertägiger Wertmineralreserven gleichzeitig zu gewinnen und gleichzeitig die Auswirkungen an der Tagesoberfläche Pad drilling therefore allows a large area of underground valuable mineral reserves to be extracted simultaneously while minimising the impact on the surface

zu minimieren. to minimize.

Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass das Bohrgerät semimobile Transportelemente aufweist und in einem vierten Schritt mithilfe der semi-mobilen Transportelemente an einen neuen Bohrlochkopf überstellt wird, an dem erneut die Gewinnungsbohreinheit in einem ersten Schritt eine Gesteinsschicht mit einem Ausrichtungsbohrabschnitt durchbohrt und dabei zielgenau in eine Abbauzone gesteuert wird, in einem zweiten Schritt am Ende des Ausrichtungsbohrabschnittes ein 3D-Bohrraster aus mehreren Gewinnungsbohrabschnitten angelegt wird und in einem dritten Schritt zueinander parallel geführte Gewinnungsbohrabschnitte gebohrt werden, wobei zwischen den finalen Außendurchmessern zweier benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte ein Abstand von maximal 50 cm angeordnet ist, gemessen in der gemeinsamen Normalrichtung der beiden benachbarten Bohrlochachsenabschnitte, wobei Jeweils ein Gewinnungsbohrabschnitt nach dem anderen gebohrt wird und nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes dieser Gewinnungsbohrabschnitt It is therefore preferably provided that the drilling device has semi-mobile transport elements and in a fourth step is transferred to a new borehole head using the semi-mobile transport elements, where the extraction drilling unit again drills through a rock layer with an alignment drilling section in a first step and is precisely guided into an extraction zone, in a second step a 3D drilling grid of several extraction drilling sections is created at the end of the alignment drilling section and in a third step extraction drilling sections are drilled parallel to one another, with a maximum distance of 50 cm between the final outer diameters of two adjacent extraction drilling sections, measured in the common normal direction of the two adjacent borehole axis sections, with one extraction drilling section being drilled after the other and after the completion of an extraction drilling section, this extraction drilling section

gesichert wird. is secured.

Der Abstand zwischen den Außendurchmessern zweier zum Abbau des Wertmineralgesteins parallel geführter Bohrlochabschnitte beträgt bevorzugt maximal ca. 50 cm, besonders bevorzugt maximal ca. 40 cm, weiters bevorzugt maximal ca. 30 cm, unabhängig davon, ob diese gerade oder, bspw. der Richtung der Mineralisierung folgend, beliebig The distance between the outer diameters of two borehole sections that are run parallel to the extraction of the valuable mineral rock is preferably a maximum of approx. 50 cm, particularly preferably a maximum of approx. 40 cm, further preferably a maximum of approx. 30 cm, regardless of whether these are straight or, for example, following the direction of the mineralization, arbitrarily

gekrümmt verlaufen, ob sie vertikal, geneigt oder flach curved, whether vertical, inclined or flat

angeordnet sind, ob sie von der Tagesoberfläche an oder erst unter einer beliebig mächtigen (dicken) Überlagerung untertägig beginnend ansetzen, oder ob sie kurz oder are arranged, whether they start from the surface or only under an arbitrarily thick (underground) overlay, or whether they start short or

mehrere hundert Meter lang sind. are several hundred meters long.

Vor allem bei langen bzw. tiefen Bohrlochlängen kommt es beim Einsatz der konventionellen Richtbohrverfahren zu großen Abweichungen zwischen der realen und der geplanten Bohrlochposition. Mit den üblicherweise eingesetzten Technologien sind Abweichungen von rund 70cm auf 1000m Bohrlänge keine Seltenheit. Diese Abweichungen ergeben sich aus der Messgenauigkeit für den Neigungs- und Azimutwinkel sowie der Fehlerfortpflanzung in der Especially with long or deep borehole lengths, large deviations between the actual and planned borehole position occur when using conventional directional drilling methods. With the technologies commonly used, deviations of around 70cm over 1000m of borehole length are not uncommon. These deviations result from the measurement accuracy for the inclination and azimuth angle as well as the error propagation in the

Vermessung des Bohrlochverlaufs. Surveying the borehole path.

Bei längeren Bohrlöchern besteht bei bekannten Verfahren daher die Notwendigkeit, dass die einzelnen Bohrlöcher relativ weit voneinander entfernt sein müssen, da einerseits die Gefahr einer Kollision mit anderen, parallel geführten Bohrlöchern besteht und andererseits die Gefahr, dass der geplante Bohrlochverlauf nicht eingehalten werden kann. Dadurch wird die Effizienz der Bohrungen allerdings deutlich vermindert, da die Zwischenräume zwischen den Bohrungen nicht abgebaut werden With longer boreholes, known methods therefore require that the individual boreholes be relatively far apart from each other, as there is a risk of collision with other parallel boreholes and the risk that the planned borehole path cannot be maintained. However, this significantly reduces the efficiency of the drilling, as the gaps between the boreholes are not reduced.

können. can.

Um die Abweichungen zwischen dem jeweiligen Messergebnis und der tatsächlichen Position des Bohrlochmesspunktes entlang des gesamten Bohrlochverlaufs so klein wie nur möglich zu halten und damit kleinere Abstände zwischen den einzelnen Bohrlöchern auch bei größeren Bohrlochlängen zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die In order to keep the deviations between the respective measurement result and the actual position of the borehole measurement point along the entire borehole course as small as possible and thus to enable smaller distances between the individual boreholes even with longer borehole lengths, it is preferably provided that the

Richtbohrtechnologie des Bohrgerätes mehrere Messeinheiten Directional drilling technology of the drilling rig multiple measuring units

mit unterschiedlichen Sensorsätzen aufweist, die in der Gewinnungsbohreinheit angeordnet sind, und with different sensor sets arranged in the extraction drilling unit, and

vermessungstechnische Navigations- und geophysikalische Gesteinsinformationen in einem Bohrloch erfassen und an Collect surveying, navigation and geophysical rock information in a borehole and transmit it to

ein über Tage angeordnetes Steuerungselement senden. a control element located above ground.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass für die Lagebestimmung des Verlaufs der Bohrlochachse eines Bohrloches während des Bohrens eine Reihe von Messungen durch eine erste Navigationsmesseinheit und eine zweite Navigationsmesseinheit durchgeführt wird, sodass innerhalb eines Bohrlochs eine erste Messwertreihe durch die erste Navigationsmesseinheit und eine zweite Messwertreihe durch die zweite Navigationsmesseinheit erhalten wird. Es sind hierfür zwei vermessungstechnische Navigationsmesseinheiten in der Gewinnungsbohreinheit installiert, mit deren Hilfe während des Bohrens zwei voneinander unabhängige Messungen für den gleichen Bohrlochabschnitt durchgeführt werden. Der Verlauf der Bohrlochachse eines Bohrlochabschnittes wird also zweimal voneinander unabhängig vermessen, wodurch es möglich ist, die Lagegenauigkeit des Bohrlochverlaufes durch Mehrfachvermessung zu erhöhen. Hierdurch wird der Lagemessfehler sowie die Größe der Fehlerfortpflanzung einer einzelnen Navigationsmesseinheit deutlich reduziert, sodass eine genauere Bestimmung der Position jedes Bohrlochsegmentes durch Mittellageberechnung gelingt und die Wahrscheinlichkeit einer zu großen Abweichung der tatsächlichen Position von der gemessenen Position reduziert wird. Infolgedessen wird insbesondere die Gefahr einer Kollision zwischen zwei Bohrlöchern deutlich vermindert. Durch dieses Verfahren wird es möglich, den Preferably, a series of measurements is carried out by a first navigation measuring unit and a second navigation measuring unit to determine the position of the borehole axis of a borehole during drilling, so that within a borehole a first series of measured values is obtained by the first navigation measuring unit and a second series of measured values is obtained by the second navigation measuring unit. For this purpose, two surveying navigation measuring units are installed in the extraction drilling unit, with the help of which two independent measurements are carried out for the same borehole section during drilling. The borehole axis of a borehole section is thus measured twice independently of one another, which makes it possible to increase the positional accuracy of the borehole course by multiple measurements. This significantly reduces the position measurement error and the size of the error propagation of an individual navigation measuring unit, so that a more precise determination of the position of each borehole segment is possible by calculating the mean position and the probability of an excessive deviation of the actual position from the measured position is reduced. As a result, the risk of a collision between two boreholes is significantly reduced. This method makes it possible to

Abstand zwischen zwei Bohrlochabschnitten, die Distance between two borehole sections, the

insbesondere parallel geführt werden, auch für lange Bohrlochlängen auf 40 cm oder noch weniger zu reduzieren. Weiters ermöglicht es das Verfahren, auch in der Menge geringe Rohstoffvorkommen zu gewinnen, die für especially parallel, to 40 cm or even less for long borehole lengths. Furthermore, the process makes it possible to extract even small amounts of raw materials that are

herkömmliche Verfahren nicht rentabel sind. conventional methods are not profitable.

Die Navigationsmesseinheiten messen entlang einer Messwertreihe Jeweils die gleichen Variablen, bspw. den Neigungswinkel und den Azimutwinkel. Die Navigationsmesseinheiten können weiters Jeweils mehrere Sensoren umfassen, bspw. einen Sensor für den Neigungswinkel und einen für den Azimutwinkel, um die jeweilige Position eines Messpunktes möglichst genau bestimmen zu können. Die Positionssensoren können bspw. The navigation measuring units measure the same variables along a series of measured values, e.g. the inclination angle and the azimuth angle. The navigation measuring units can also each include several sensors, e.g. one sensor for the inclination angle and one for the azimuth angle, in order to be able to determine the respective position of a measuring point as precisely as possible. The position sensors can, for example,

auch Gyroskop-Sensoren umfassen. also include gyroscope sensors.

Je nach Genauigkeitsanforderung können zusätzlich zu den zwei Navigationsmesseinheiten in der Gewinnungsbohreinheit weitere Messeinheiten in beliebiger Anzahl und in beliebigem Abstand zum Bohrmeißel hintereinander im Bohrstrang angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Anzahl der Mehrfachvermessungen dadurch gesteigert werden, dass der gesamte Bohrstrang ein- oder mehrmalig rückwärts angehoben und anschließend vorwärts wieder abgesenkt wird, insbesondere nach jeder Bohrstange bzw. vor Jeder Bohrstrangverlängerung oder - wie in den Gewinnungsbohrabschnitten bevorzugt angewandt - nach Verlängerung eines Gewinnungsbohrabschnittes um eine Depending on the accuracy requirements, in addition to the two navigation measuring units in the extraction drilling unit, further measuring units can be arranged in any number and at any distance from the drill bit in the drill string. In addition, the number of multiple measurements can be increased by lifting the entire drill string backwards once or several times and then lowering it forwards again, in particular after each drill rod or before each drill string extension or - as is preferably used in the extraction drilling sections - after an extraction drilling section has been extended by one

bestimmte Bohrlochsegmentlänge. specific borehole segment length.

Beispielsweise ist die Standardabweichung eines For example, the standard deviation of a

Vermessungsparameters, der durch Mittelwertbildung aus Measurement parameter, which is calculated by averaging

sechs unabhängigen Einzelmessungen berechnet wird, um ca. six independent individual measurements to approx.

60% gegenüber der Einzelmessung reduziert. 60% reduced compared to the individual measurement.

Diese Steigerung der Lagegenauigkeit um ca. 60% wird im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes bevorzugt wie This increase in positional accuracy by approximately 60% is preferred in the third step of the method according to the invention for producing an extraction drilling section as

folgt angestrebt. follows aimed at.

Ausgangspunkt eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt ein konventionelles Lagerstättenmodell, das in einem ersten Anpassungsschritt in ein hochauflösendes Modell konvertiert wird. Basierend auf diesem angepassten Modell wird geplant, in welchen Abbauabschnitten Wertmineralgestein hereingewonnen werden soll. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensanordnung ist es möglich, die einzelnen Gewinnungsbohrabschnitte zielgenau in die geplanten Abbaublöcke zu steuern und unter Tage nur das gewünschte Wertmineralgestein hereinzugewinnen und nach über Tage auszufördern. Abschnitte mit zu geringem oder keinem Wertmineralgehalt werden von den Gewinnungsbohrabschnitten ausgespart bzw. umfahren und damit nicht abgebaut. Falls nötig, können derartige Bereiche nur mit kleinstmöglichem Bohrlochdurchmesser durchbohrt bzw. durchörtert werden, um die Menge an The starting point of a method according to the invention is preferably a conventional deposit model, which is converted into a high-resolution model in a first adaptation step. Based on this adapted model, it is planned in which mining sections valuable mineral rock is to be extracted. Due to the method arrangement according to the invention, it is possible to steer the individual extraction drilling sections precisely into the planned mining blocks and to extract only the desired valuable mineral rock underground and to extract it above ground. Sections with too little or no valuable mineral content are left out or bypassed by the extraction drilling sections and thus not mined. If necessary, such areas can only be drilled through or penetrated with the smallest possible borehole diameter in order to reduce the amount of

gefördertem Taubgestein zu minimieren. to minimize the amount of waste rock mined.

Unter einem Bohrgerät werden im Rahmen der Erfindung alle erforderlichen Elemente zur Herstellung einer Bohrung verstanden. Das Bohrgerät umfasst bspw. das eigentliche Bohrgerät mit Bohrturm über dem Bohrlochkopf an der Tagesoberfläche, das Standrohr zur Sicherung des Bohrlochkopfes an der Tagesoberfläche, den Bohrstrang In the context of the invention, a drilling rig is understood to mean all the elements required to produce a borehole. The drilling rig includes, for example, the actual drilling rig with drilling tower above the borehole head on the surface, the standpipe for securing the borehole head on the surface, the drill string

bestehend aus den einzelnen Bohrstangen und Schwerstangen consisting of the individual drill rods and drill collars

und schlussendlich die Gewinnungsbohreinheit zwischen der and finally the extraction drilling unit between the

letzten Bohr- bzw. Schwerstange und dem Bohrlochtiefsten. last drill or collar and the borehole depth.

Das Bohrgerät ist mit einer Richtbohrtechnologie ausgestattet, die eine präzise Richtungsablenkung und Richtungskontrolle während Jeder Phase des Bohrvorganges ermöglicht. Insbesondere ist es damit möglich, Bohrungen bzw. Bohrlochabschnitte in jeder beliebigen Länge sowohl in vertikaler, in horizontaler als auch in jeder beliebig The drilling rig is equipped with directional drilling technology that enables precise directional deflection and direction control during every phase of the drilling process. In particular, it is possible to drill holes or borehole sections of any length, both vertically, horizontally and in any

schrägen oder gekrümmten Richtung herzustellen. oblique or curved direction.

Die Gewinnungsbohreinheit umfasst in seiner Grundausstattung bevorzugt einen Bohrmeißel am Bohrlochtiefsten und in unmittelbarer Nähe dahinterliegend eine Bohrlenkeinheit und eine erste Navigationsmesseinheit, darüber hinaus kann im Anschluss an die erste Navigationsmesseinheit bevorzugt auch eine geophysikalische Messeinheit, eine zweite Navigationsmesseinheit, eine erste Bohrlocherweiterungseinheit und gg£f. eine zweite Bohrlocherweiterungseinheit eingebaut sein, wobei eine erste Erweiterungseinheit immer hinter den vermessungstechnischen und geophysikalischen Messeinheiten angeordnet ist, und eine zweite Erweiterungseinheit immer am Ende der Gewinnungsbohreinheit eingebaut ist. Der Abstand zwischen erster und zweiter Erweiterungseinheit entspricht bevorzugt der typischen Länge eines Bohrlochsegmentes zur Verlängerung eines The basic equipment of the extraction drilling unit preferably comprises a drill bit at the deepest point of the borehole and a drilling steering unit and a first navigation measuring unit in the immediate vicinity behind it. In addition, a geophysical measuring unit, a second navigation measuring unit, a first borehole extension unit and, if necessary, a second borehole extension unit can also be installed after the first navigation measuring unit, with a first extension unit always being arranged behind the surveying and geophysical measuring units and a second extension unit always being installed at the end of the extraction drilling unit. The distance between the first and second extension units preferably corresponds to the typical length of a borehole segment for extending a

Gewinnungsbohrlochabschnittes. recovery well section.

Der Bohrmeißel weist in die geplante, reguläre The drill bit points in the planned, regular

Bohrrichtung und bohrt den ersten, inneren Drilling direction and drills the first, inner

Bohrlochdurchmesser eines Gewinnungsbohrlochabschnittes. Borehole diameter of a recovery borehole section.

Während des Bohrvorganges misst die erste Navigationsmesseinheit eine erste Messwertreihe entlang des zugehörigen Bohrlochverlaufs in regulärer Bohrrichtung. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass eine zweite, dahinterliegende Navigationsmesseinheit dementsprechend eine zweite Messwertreihe misst und eine geophysikalische Messeinheit eine erste Gesteinsmesswertreihe des soeben durchbohrten During the drilling process, the first navigation measuring unit measures a first series of measured values along the associated borehole course in the regular drilling direction. Furthermore, it is preferably provided that a second, behind-lying navigation measuring unit measures a second series of measured values accordingly and a geophysical measuring unit measures a first series of rock measured values of the just drilled through

Gesteinssegmentes registriert. rock segment registered.

Während dieser Phase sind ggf. die Aufweitvorrichtungen der ersten und zweiten Bohrlocherweiterungseinheit eingestellt (inaktiv gestellt), und die gesamte Bohrung wird im ersten Bohrlochdurchmesser um eine bestimmte Länge eines Bohrlochsegmentes in regulärer Bohrrichtung During this phase, the expansion devices of the first and second borehole expansion units are set (deactivated) if necessary, and the entire borehole is expanded in the first borehole diameter by a certain length of a borehole segment in the regular drilling direction

verlängert. extended.

Im Bereich der ersten Schwerstange, die nach hinten an die Gewinnungsbohreinheit anschließt, sind bevorzugt durch vorangegangene Bohrphasen bereits ein erstmalig erweiterter Bohrlochdurchmesser, der größer als der erste, innere Bohrlochdurchmesser ist, sowie ggf. ein zweitmalig erweiterter Bohrlochdurchmesser ausgebildet, der größer In the area of the first drill collar, which is connected to the rear of the extraction drilling unit, a borehole diameter that has been enlarged for the first time and is larger than the first, inner borehole diameter, and possibly a borehole diameter that has been enlarged for the second time and is larger than the first, inner borehole diameter, are preferably already formed by previous drilling phases.

als der erstmalig erweiterte Bohrlochdurchmesser ist. than the initially enlarged borehole diameter.

Um die Genauigkeit der Positionserfassung durch die Navigationsmesseinheiten weiter zu verbessern, ist bevorzugt vorgesehen, dass nach Erfassung der ersten Messwertreihe und der zweiten Messwertreihe der Bohrfortschritt gestoppt und anschließend die Gewinnungsbohreinheit in Richtung vom Bohrlochtiefsten weg rückwärts bewegt wird, wobei während der Rückwärtsbewegung In order to further improve the accuracy of the position detection by the navigation measuring units, it is preferably provided that after the first series of measured values and the second series of measured values have been recorded, the drilling progress is stopped and the extraction drilling unit is then moved backwards in the direction away from the bottom of the borehole, whereby during the backward movement

der Gewinnungsbohreinheit bevorzugt Jeweils eine Reihe von of the extraction drilling unit preferred A series of

Messungen durch die erste Navigationsmesseinheit und durch die zweite Navigationsmesseinheit durchgeführt wird, sodass eine dritte Messwertreihe sowie eine vierte Messwertreihe innerhalb des Bohrloches erhalten werden. Gleichzeitig kann hierbei mit der geophysikalischen Messeinheit eine zweite Gesteinsmesswertreihe des Measurements are carried out by the first navigation measuring unit and by the second navigation measuring unit, so that a third series of measurements and a fourth series of measurements are obtained within the borehole. At the same time, a second series of rock measurements of the

zugehörigen Gebirgssegmentes gemessen werden. corresponding mountain segment.

Nach Erfassung der ersten Messwertreihe und der zweiten Messwertreihe sowie der Fertigstellung der Bohrlochverlängerung um das geplante Bohrlochsegment wird der Bohrfortschritt also kurz gestoppt, wobei jedoch die Bohrlochspülung aufrecht bleibt. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass sodann die Aufweitvorrichtungen der ersten Erweiterungsstufe ausgestellt (aktiv gestellt) werden und anschließend die Gewinnungsbohrtätigkeit rückwärts, d.h. entgegengesetzt der regulären Bohrrichtung vom Bohrlochtiefsten weg fortgesetzt wird. Dabei wird das zugehörige Bohrlochsegment im Rückwärtsschnitt auf den Bohrlochdurchmesser der ersten Erweiterungsstufe After recording the first series of measurements and the second series of measurements and completing the borehole extension by the planned borehole segment, the drilling progress is briefly stopped, but the borehole flushing is maintained. It is preferably provided that the expansion devices of the first extension stage are then switched off (activated) and the extraction drilling activity is then continued backwards, i.e. opposite to the regular drilling direction from the bottom of the borehole. The associated borehole segment is cut backwards to the borehole diameter of the first extension stage.

erweitert. expanded.

Hierbei ist also bevorzugt vorgesehen, dass das Bohrloch während der Rückwärtsbewegung durch eine in der Gewinnungsbohreinheit angeordnete erste In this case, it is therefore preferably provided that the borehole is closed during the backward movement by a first

Bohrlocherweiterungseinrichtung erweitert wird. borehole expansion facility is being expanded.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass nach Erfassung der dritten Messwertreihe und der vierten Messwertreihe die Rückwärtsbewegung der Gewinnungsbohreinheit gestoppt und anschließend erneut in Bohrrichtung zum Bohrlochtiefsten hin bewegt wird, wobei während der Bewegung zum Furthermore, it is preferably provided that after recording the third series of measured values and the fourth series of measured values, the backward movement of the extraction drilling unit is stopped and then moved again in the drilling direction towards the bottom of the borehole, whereby during the movement to the

Bohrlochtiefsten eine Reihe von Messungen durch die erste Borehole depths a series of measurements by the first

Navigationsmesseinheit und durch die zweite Navigationsmesseinheit durchgeführt wird, sodass eine fünfte Messwertreihe sowie eine sechste Messwertreihe innerhalb des Bohrloches erhalten werden. Dies verbessert die Genauigkeit der Positionsmessungen im Bohrloch weiter. Gleichzeitig wird hierbei mit der geophysikalischen Messeinheit bevorzugt eine zweite Gesteinsmesswertreihe Navigation measuring unit and by the second navigation measuring unit, so that a fifth series of measurements and a sixth series of measurements are obtained within the borehole. This further improves the accuracy of the position measurements in the borehole. At the same time, a second series of rock measurements is preferably obtained with the geophysical measuring unit.

des zugehörigen Gebirgssegmentes gemessen. of the corresponding mountain segment.

Hierbei ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die Aufweitvorrichtungen der zweiten Erweiterungsstufe ausgestellt (aktiv gestellt) werden, jene der ersten Erweiterungsstufe ausgestellt bleiben und der zugehörige Bohrlochabschnitt während der Vorwärtsbewegung durch eine am Ende der Gewinnungsbohreinheit angeordnete zweite Bohrlocherweiterungsstufe nochmals erweitert wird. Es ist daher bevorzugt vorgesehen, dass das Bohrloch während der Vorwärtsbewegung durch eine in der Gewinnungsbohreinheit angeordnete zweite Bohrlocherweiterungseinrichtung It is also preferably provided that the expansion devices of the second expansion stage are switched off (activated), those of the first expansion stage remain switched off and the associated borehole section is further expanded during the forward movement by a second borehole expansion stage arranged at the end of the extraction drilling unit. It is therefore preferably provided that the borehole is expanded during the forward movement by a second borehole expansion device arranged in the extraction drilling unit.

erweitert wird. is expanded.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Messwertreihe sowie ggf. die zweite Messwertreihe, die dritte Messwertreihe, die vierte Messwertreihe, die fünfte Messwertreihe sowie die sechste Messwertreihe einem zentralen Steuerungselement zugeführt werden, wobei im zentralen Steuerungselement aus den erhaltenen Messwertreihen die mittlere räumliche Lage der Bohrlochachse des jeweiligen Bohrlochsegments berechnet wird. Dies verbessert die Genauigkeit der Lagebestimmung der Bohrlochachse im zugehörigen Bohrlochsegment Furthermore, it is preferably provided that the first series of measured values and, if applicable, the second series of measured values, the third series of measured values, the fourth series of measured values, the fifth series of measured values and the sixth series of measured values are fed to a central control element, wherein the central control element calculates the mean spatial position of the borehole axis of the respective borehole segment from the series of measured values obtained. This improves the accuracy of the position determination of the borehole axis in the associated borehole segment.

signifikant. significantly.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Bohrgerät durch das zentrale Steuerungselement, basierend auf den erhaltenen Messergebnissen, angesteuert wird. Dies ermöglicht es, dass, basierend auf der höheren Genauigkeit der Lagebestimmung des aktuellen Bohrlochverlaufs, das Bohrgerät häufiger und frühzeitiger zur Regelung bzw. Korrektur der aktuellen Bohrrichtung angesteuert werden kann, um unerwünschte Bohrlochablenkungen rechtzeitig korrigieren und den geplanten Bohrlochverlauf so genau wie Furthermore, it is preferably provided that the drilling device is controlled by the central control element based on the measurement results obtained. This enables the drilling device to be controlled more frequently and earlier to regulate or correct the current drilling direction based on the higher accuracy of the position determination of the current borehole course in order to correct undesirable borehole deflections in good time and to achieve the planned borehole course as precisely as possible.

möglich einhalten zu können. possible to comply with.

Für zwei Bohrlöcher, die sehr nahe zueinander angeordnet sind, werden hinsichtlich der relevanten bohrtechnischen Parameter mit größter Wahrscheinlichkeit nahezu idente oder zumindest sehr ähnliche geologische und geotechnische For two boreholes located very close to each other, the relevant drilling parameters are most likely to be almost identical or at least very similar geological and geotechnical

Bedingungen vorliegen. conditions exist.

Die beim Herstellen eines ersten Bohrloches, bspw. eines Gewinnungsbohrlochabschnittes ermittelten vermessungstechnischen und geophysikalischen Messwertreihen, insbesondere Jene, die die unerwünschten Bohrlochablenkungen vom geplanten Bohrlochverlauf cCharakterisieren, können sehr verlässlich zur Planung und Steuerung einer in einem zweiten Bohrloch geführten Gewinnungsbohreinheit genutzt werden, das sehr nahe zum ersten Bohrloch angeordnet ist. Insbesondere kann eine erwartbare Ablenkung im zweiten Bohrloch, die bspw. aus den Messergebnisse des ersten Bohrloches schon bekannt ist, bereits vor dem Entstehen durch Planung und entsprechendes Gegensteuern vermieden bzw. verringert werden, sodass der geplante Verlauf des zweiten Bohrloches The surveying and geophysical measurement series determined when creating a first borehole, e.g. an extraction borehole section, in particular those that characterize the undesirable borehole deviations from the planned borehole course, can be used very reliably to plan and control an extraction drilling unit guided in a second borehole that is located very close to the first borehole. In particular, an expected deflection in the second borehole, which is already known from the measurement results of the first borehole, for example, can be avoided or reduced before it occurs by planning and appropriate countermeasures, so that the planned course of the second borehole

besser eingehalten werden kann. can be better adhered to.

Bevorzugt erfolgt die Messung und Korrektur im Wesentlichen in Echtzeit. Neben den Messergebnissen der Navigations- und geophysikalischen Gesteinsparameter können hierzu auch Messwerte anderer Sensoren des Bohrgerätes genutzt werden, die insbesondere den Preferably, the measurement and correction are carried out essentially in real time. In addition to the measurement results of the navigation and geophysical rock parameters, measured values from other sensors of the drilling rig can also be used, which in particular

Bohrlochverlauf beeinflussen und charakterisieren. Influence and characterize borehole progression.

Diese sogenannten „vorausschauend erwartbaren Bohrlochablenkungen“, die bei Vorliegen gewisser geologischer Verhältnisse entlang des Bohrlochverlaufs unvermeidbar sind, können durch deren Vorwegnahme, d.h. deren bereits vorauseilenden Berücksichtigung in der Berechnung der Orientierungsdaten des geplanten Bohrlochverlaufs vermieden bzw. minimiert werden. Dabei wird der erwartbare Ablenkwinkel in der Raumebene zwischen Ablenkung und Sollorientierung an der Sollrichtung gespiegelt und in der Berechnung der Planorientierung als erforderlicher Rückstellwinkel in die Sollorientierung berücksichtigt. Oder mit anderen Worten, die Richtung der geplanten Bohrung wird in die gespiegelte Ablenkrichtung orientiert und erfordert die erwartete Ablenkung, um in These so-called “foreseeable borehole deflections”, which are unavoidable when certain geological conditions exist along the borehole path, can be avoided or minimized by anticipating them, i.e. by taking them into account in advance when calculating the orientation data for the planned borehole path. The expected deflection angle in the spatial plane between the deflection and the target orientation is mirrored in the target direction and taken into account in the calculation of the plan orientation as the required return angle to the target orientation. Or in other words, the direction of the planned borehole is oriented in the mirrored deflection direction and requires the expected deflection in order to

der Sollrichtung zu landen. the desired direction.

Die erwartbaren Bohrlochablenkungen können aus folgenden The expected borehole deflections can be calculated from the following

Daten ziemlich gut vorausschauend abgeschätzt werden: Data can be estimated quite well in advance:

a) ganz allgemein auf Basis der kontinuierlichen, operativen Erfahrung betreffend die Ablenkung beim Durchbohren bekannter Gebirgsformationen mit bekannten lagerstättengeologischen und geotechnischen Eigenschaften a) generally on the basis of continuous operational experience regarding the deflection when drilling through known rock formations with known reservoir geological and geotechnical properties

einerseits, und on the one hand, and

b) den genau bekannten, gemessenen, tatsächlichen b) the precisely known, measured, actual

Bohrlochablenkungen andererseits, die im digital integrierten System der Erfindung mit den historischen, operativen Bohrlochdaten in unmittelbar benachbarten Borehole deflections on the other hand, which in the digitally integrated system of the invention are combined with the historical, operational borehole data in immediately adjacent

Bohrungen dokumentiert sind. Drillings are documented.

Bei diesem bevorzugten Verfahren werden die durch Sensoren erfassten Werte und Parameter des Bohrlochabteufens, der Navigation des Bohrlochs zielgenau in die geplanten Abbaublöcke hinein und der im Bohrloch gemessenen geophysikalischen Gesteinsmerkmale in einem holistisch digital integrierten System verknüpft. Die Gesamtheit all dieser Sensorsysteme samt ihren digitalen Datensätzen wird schlussendlich mit den digitalen Labordaten des In this preferred method, the values and parameters recorded by sensors for the drilling of the borehole, the navigation of the borehole precisely into the planned mining blocks and the geophysical rock characteristics measured in the borehole are linked in a holistic, digitally integrated system. The totality of all these sensor systems, including their digital data sets, is ultimately combined with the digital laboratory data of the

Qualitätsmanagements ganzheitlich integrierend verknüpft. Quality management is holistically integrated.

In den operativen Prozessen der Gewinnung, Aufbereitung und Qualitätssteuerung kann hierbei unter anderem auch ein digital ganzheitlich integriertes Sensorsystem vorgesehen sein, das der hochselektiven sensorgesteuerten Identifikation der verschiedenen Wertmineral- und Taubgesteinscharakteristika unter Tage im Bohrloch und der ebenfalls hochselektiven sensorbasierten Sortierung von Wertmineralgestein und Abscheidung von Taubgestein in der In the operational processes of extraction, processing and quality control, a digitally integrated sensor system can be provided, among other things, which enables the highly selective sensor-controlled identification of the various valuable mineral and waste rock characteristics underground in the borehole and the equally highly selective sensor-based sorting of valuable mineral rock and separation of waste rock in the

Aufbereitung über Tage dient. Processing above ground.

Das Verfahren stützt sich dabei bevorzugt auf drei Sätze von Sensoren. Der erste Satz befindet sich im Wesentlichen im Bohrlochtiefsten und ist bevorzugt in unmittelbarer Nähe zum Bohrmeißel in der Gewinnungsbohreinheit installiert. Der zweite Satz befindet sich über Tage bspw. in der Prozesseinheit zur Trennung des Bohrkleins von der Bohrspülung, und der dritte Satz in der The method is preferably based on three sets of sensors. The first set is located essentially at the bottom of the borehole and is preferably installed in the immediate vicinity of the drill bit in the extraction drilling unit. The second set is located above ground, for example in the process unit for separating the cuttings from the drilling fluid, and the third set is in the

Wertmineralaufbereitung zur Trennung von Valuable mineral processing for the separation of

Wertmineralgestein und Taubgestein und zur Herstellung der Valuable mineral rock and waste rock and for the production of

Wertmineralkonzentrate. Valuable mineral concentrates.

Abgesehen von den bohr- und navigationstechnischen Sensoren ist jeder der drei genannten Sensorsätze mit denselben oder ähnlichen Sensoren ausgestattet, die geeignet sind, dieselben oder ähnliche geophysikalischen Signale zu messen. Dies können bspw. Dichtesensoren, Magnetfeldsensoren, Schallwellensensoren, Infrarotsensoren, Röntgen- oder Gammastrahlungssensoren Apart from the drilling and navigation sensors, each of the three sensor sets mentioned is equipped with the same or similar sensors that are suitable for measuring the same or similar geophysical signals. These can be, for example, density sensors, magnetic field sensors, sound wave sensors, infrared sensors, X-ray or gamma radiation sensors.

sein. be.

Die geophysikalischen Signale des ersten Sensorsatzes, die mittels einer Reihe von verschiedenen Sensoren kontinuierlich im Bohrlochtiefsten gemessen werden, Charakterisieren die tatsächlich angetroffenen und hereingewonnenen Wertminerale, Wertmineralgehalte und/oder Gesteine. Durch diese Sensorsignale werden die wesentlichen Rohstoff- und Gesteinscharakteristika einer sehr kleinen Abbaueinheit direkt am Abbauort im Bohrloch The geophysical signals of the first sensor set, which are continuously measured at the bottom of the borehole using a series of different sensors, characterize the valuable minerals, valuable mineral contents and/or rocks actually encountered and extracted. These sensor signals determine the essential raw material and rock characteristics of a very small mining unit directly at the mining site in the borehole.

identifiziert und gemessen. identified and measured.

Neben diesen aktuell gemessenen Signalen liegen bevorzugt für diese aktuell gerade erbohrte Abbaueinheit auch die kalibrierten Schätzwerte für diese Signale aus dem Lagerstättenmodel und der Abbauplanung vor, und dazu zusätzlich auch die im Qualitätslabor präzise bestimmten Qualitätsdaten aller in unmittelbarer Nähe (mit weniger als einem Meter Abstand) zu dieser Abbaueinheit bereits In addition to these currently measured signals, the calibrated estimates for these signals from the deposit model and the mining planning are also available for this currently drilled mining unit, as well as the quality data precisely determined in the quality laboratory for all the wells in the immediate vicinity (with a distance of less than one meter) of this mining unit.

abgebauten und aufbereiteten Abbaublöcke. mined and processed mining blocks.

Alle diese Daten werden bevorzugt zum integrierten All these data are preferably used for integrated

Datenabgleich, zur Datenverifizierung und zur Data comparison, data verification and

kontinuierlichen Verbesserung des Prozessmanagements in Datenabgleichschleifen verwendet, und zwar sowohl für die Simulation wie auch die operative Steuerung, Überwachung continuous improvement of process management in data reconciliation loops, both for simulation and operational control, monitoring

und Optimierung der Prozesse und Prozessergebnisse. and optimization of processes and process results.

Dieselben oder ähnlichen Sensoren und Signale werden auch The same or similar sensors and signals are also

in den nachgeschalteten Prozessen verwendet. used in downstream processes.

Der zweite Sensorsatz ist bevorzugt über Tage in der Prozesseinheit zur Trennung des Bohrkleins von der Bohrspülung installiert. Diese Sensorsignale dienen der raschen Identifizierung, Verifizierung und Abscheidung von reinem Taubgestein ohne Wertmineralgehalt, noch bevor dieses in die nachgeschalteten Aufbereitungsprozesse The second set of sensors is preferably installed above ground in the processing unit for separating the cuttings from the drilling fluid. These sensor signals are used for the rapid identification, verification and separation of pure waste rock without valuable mineral content before it is fed into the downstream processing processes.

aufgegeben wird. is abandoned.

Der dritte Sensorsatz wird bevorzugt in der sensorbasierten Wertmineralsortierung und Taubgesteinsabscheidung zur Herstellung der Konzentrate The third sensor set is preferably used in sensor-based valuable mineral sorting and waste rock separation for the production of concentrates

eingesetzt. used.

Die Aufbereitung der abgebauten Abbaueinheit erfolgt in Form des Bohrkleins bevorzugt im direkten Anschluss und im direktem Zusammenhang mit der Bohrtätigkeit des Jeweiligen Bohrgerätes. Es erfolgt bevorzugt kein Zusammenfassen oder Vermischen mit anderen Abbaueinheiten bzw. Abbaublöcken, The processing of the mined mining unit takes place in the form of cuttings, preferably directly after and in direct connection with the drilling activity of the respective drilling rig. It is preferable not to combine or mix with other mining units or mining blocks,

d.h. Jeder gewonnene Abbaublock wird getrennt aufbereitet. i.e. each extracted block is processed separately.

Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass der Bohrfortschritt an einem Punkt eines Gewinnungsbohrabschnittes gestoppt wird, wobei das Spülen des Bohrloches ununterbrochen fortgesetzt wird, und nach einer definierten Zeitdauer der For this purpose, it is preferably provided that the drilling progress is stopped at a point of an extraction drilling section, whereby the flushing of the borehole is continued uninterrupted, and after a defined period of time the

Bohrvorgang wieder fortgesetzt wird, sodass das vor dem The drilling process is continued so that the

Stopp des Bohrvorganges ausgebrachte Bohrklein von J]enem nach dem Stopp des Bohrvorganges eindeutig unterschieden werden kann. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise das im Bohrloch in den einzelnen Abbaublöcken erbohrte Bohrklein voneinander getrennt werden und in weiterer The cuttings produced after the drilling process has stopped can be clearly distinguished from those produced after the drilling process has stopped. This makes it easy to separate the cuttings produced in the borehole in the individual mining blocks and to

Folge über Tage voneinander getrennt aufbereitet werden. The sequence is processed separately over several days.

Im Rahmen des Qualitätsmanagements in der Aufbereitung können für jeden Abbaublock die systemrelevanten As part of the quality management in processing, the system-relevant

Massenströme repräsentativ beprobt werden. Mass flows are sampled representatively.

Die Qualitätslaboranalysen dieser Produktions- und Produktbeprobung stellen in ihrer Gesamtheit die tatsächliche Rohstoffcharakteristik des abgebauten Abbaublocks dar. Diese tatsächliche Charakteristik wird bevorzugt im Rahmen einer oder mehrerer Datenabgleichschleifen, die besonders bevorzugt kontinuierlich digital integriert zwischen den einzelnen Prozessen ablaufen, den tatsächlich gemessenen Sensorsignalen zugeordnet. Die Abgleichschleifen sind bevorzugt wie folgt aufgebaut. Bevorzugt werden eine oder The quality laboratory analyses of this production and product sampling represent in their entirety the actual raw material characteristics of the mined block. This actual characteristic is preferably assigned to the actually measured sensor signals within the framework of one or more data comparison loops, which particularly preferably run continuously and digitally integrated between the individual processes. The comparison loops are preferably structured as follows. Preferably one or more

mehrere dieser Schleifen durchgeführt. several of these loops were performed.

In einer ersten Datenabgleichschleife werden die finalen Rohstoffparameter eines Abbaublockes, die sich aus den Qualitätslabordaten ableiten, mit jenen Daten und Signalen abgeglichen, die mit der Sensorik im Bohrlochtiefsten In a first data comparison loop, the final raw material parameters of a mining block, which are derived from the quality laboratory data, are compared with the data and signals obtained with the sensors in the deepest borehole.

gemessen werden. be measured.

In einer zweiten Abgleichschleife werden die finalen Rohstoffparameter eines Abbaublockes auch mit den Daten und Signalen der Sensorik in der Wertmineral- und In a second comparison loop, the final raw material parameters of a mining block are also compared with the data and signals from the sensors in the valuable mineral and

Gesteinssortierung abgeglichen. Rock sorting adjusted.

In einer dritten Abgleichschleife werden sodann die finalen Rohstoffparameter eines Abbaublockes, einschließlich der Daten und Signale der Sensorik im Bohrlochtiefsten und in der Gesteinssortierung, mit den zugehörigen Schätzwerten des Lagerstättenmodells und der In a third comparison loop, the final raw material parameters of a mining block, including the data and signals from the sensors in the borehole and in the rock sorting, are then compared with the associated estimated values of the deposit model and the

Abbauplanung abgeglichen. Mining planning aligned.

In einer vierten Abgleichschleife werden im Lagerstättenmodell schließlich die Schätzwerte für den aktuell gewonnenen und aufbereiteten Abbaublock durch die zugehörigen Ist-Daten ersetzt und mittels einer Neuberechnung bzw. automatischen Re-Modellierung neue, verfeinerte Schätzwerte für zukünftige Abbaublöcke In a fourth adjustment loop, the estimated values for the currently mined and processed mining block are finally replaced by the corresponding actual data in the deposit model and new, refined estimated values for future mining blocks are generated by means of a new calculation or automatic re-modeling.

ermittelt. determined.

Damit ist der Ausgangspunkt für den nächsten Verfahrensdurchlauf geschaffen, allerdings mit einer verfeinerten Datenbasis für Abbauplanung und This creates the starting point for the next process run, but with a refined database for mining planning and

Prozesssteuerung. Process control.

Auch wenn ein oder zwei Sensorsätze defekt sind und/oder unbrauchbare Signale liefern, bleibt die Funktionalität des Systems uneingeschränkt aufrecht und voll einsatzfähig, da die präzisen Rohstoffdaten aller in unmittelbarer Nähe zur aktuellen Abbaueinheit liegenden und bereits abgebauten Abbaublöcke einen zuverlässigen Datenersatz bereitstellen. Das Verfahren kann daher auch Even if one or two sets of sensors are defective and/or provide unusable signals, the functionality of the system remains fully intact and fully operational, as the precise raw material data of all blocks that are in the immediate vicinity of the current mining unit and have already been mined provide a reliable data replacement. The method can therefore also

in diesem Fall ohne Probleme durchgeführt werden. in this case can be carried out without any problems.

Die bevorzugte integrierte Funktionalität des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst für den kontinuierlich digitalen Datenabgleich einerseits The preferred integrated functionality of the method according to the invention comprises for the continuous digital data comparison on the one hand

a) rasche Echtzeitdatenabgleichschleifen innerhalb a) rapid real-time data synchronization loops within

einzelner Prozessabschnitte und andererseits individual process stages and on the other hand

b) Datenabgleichschleifen im Batchmodus. b) Data comparison loops in batch mode.

Die oben erläuterten vier Datenabgleichschleifen beschreiben den Batchmodus und können erst erfolgen, wenn sinnvoller Weise die Labordaten zumindest eines The four data comparison loops described above describe the batch mode and can only be carried out if it makes sense to have the laboratory data of at least one

Abbaublockes einer Gewinnungsbohrung vorliegen. mining block of an extraction well.

Echtzeitdatenabgleichschleifen dienen der Real-time data comparison loops are used to

Prozesssteuerung, Überwachung und Korrektur in Echtzeit. Real-time process control, monitoring and correction.

Der Echtzeitdatenabgleich von Plandaten mit aktuellen IstDaten gilt im Regelfall als „Validierung“ der Plandaten und im Falle einer geringfügigen Abweichung als Echtzeiterfassung einer Prozessabweichung von geplanten The real-time comparison of plan data with current actual data is generally considered to be a “validation” of the plan data and, in the case of a minor deviation, a real-time recording of a process deviation from planned

Sollwerten. target values.

In den Datenabgleichschleifen werden bevorzugt validierte Plandaten durch ihre aktuellen ermittelten Ist-Daten ersetzt, während identifizierte Abweichungen die Berechnung von Korrekturfaktoren auslösen und in weiterer Folge zu einer Neuberechnung von korrigierten Plandaten In the data comparison loops, validated plan data is preferably replaced by the current actual data, while identified deviations trigger the calculation of correction factors and subsequently lead to a recalculation of corrected plan data.

führen. lead.

Über eine Prozessintervention und die Anwendung der korrigierten Planwerte können sodann Abweichungen rückgestellt und der ursprüngliche Planverlauf wiederhergestellt werden, oder einfach weniger genaue Through a process intervention and the application of the corrected plan values, deviations can then be reset and the original plan can be restored, or simply less accurate

Plandaten durch nunmehr genauere Ist-Daten ersetzt werden. Bevor das Verfahren durchgeführt wird, wird das Planned data are replaced by more accurate actual data. Before the procedure is carried out, the

Sensorsystem bevorzugt in all seinen Komponenten Sensor system preferred in all its components

zuverlässig kalibriert. Dies kann in zwei Schritten reliably calibrated. This can be done in two steps

erfolgen: in take place: in

a) der initialen Kalibrierung der Sensoren an den bestehenden Proben und Daten und des konventionellen Lagerstättenmodells, und a) the initial calibration of the sensors to the existing samples and data and the conventional reservoir model, and

b) der finalen Kalibrierung des Gesamtsystems für den Betrieb, die an einer oder mehreren Pilotbohrungen erfolgt, die in unmittelbarer Nähe von bestehenden (b) the final calibration of the overall system for operation, which is carried out at one or more pilot wells located in the immediate vicinity of existing

Kernbohrlöchern abgeteuft werden. core holes are drilled.

Bei der initialen Kalibrierung werden die Sensoren auf der Basis der für das konventionelle Lagerstättenmodell verfügbaren Gesteinsproben samt zugehöriger Laboranalysen During the initial calibration, the sensors are calibrated on the basis of the rock samples available for the conventional reservoir model, including the associated laboratory analyses.

in umfangreichen Versuchen getestet und kalibriert. tested and calibrated in extensive tests.

Bei der finalen Kalibrierung für den Betrieb durch eine oder mehrerer Pilotbohrungen wird in unmittelbarer Nähe zu einem bestehenden Kernbohrloch, das den tatsächlichen Status der Geologie und Mineralisierung an dieser spezifischen geologischen Position widerspiegelt, eine Pilotbohrung positioniert und gebohrt. Der Abstand zwischen der Pilotbohrung und der bestehenden Kernbohrung sollte 2 m nicht überschreiten, um höchste Genauigkeit und The final calibration for operation through one or more pilot holes involves positioning and drilling a pilot hole in close proximity to an existing core hole that reflects the true status of the geology and mineralization at that specific geological location. The distance between the pilot hole and the existing core hole should not exceed 2 m to ensure the highest accuracy and

Zuverlässigkeit für die Datenkorrelation zu gewährleisten. To ensure reliability for data correlation.

Für den bevorzugten Kalibrierungsprozess (und später auch für den bevorzugten Echtzeitabgleich) von besonderer Bedeutung sind die für jedes Gestein bzw. Bohrlochsegment gemessenen Sensorsignale im Bohrloch (mit dem ersten Sensorsatz), am Bohrlochkopf bei der Abscheidung des Bohrkleins von der Bohrspülung (mit dem zweiten Sensorsatz) und schließlich in der sensorbasierten Of particular importance for the preferred calibration process (and later also for the preferred real-time adjustment) are the sensor signals measured for each rock or borehole segment in the borehole (with the first sensor set), at the wellhead when the cuttings are separated from the drilling fluid (with the second sensor set) and finally in the sensor-based

Wertmineralsortierung (mit dem dritten Sensorsatz). Valuable mineral sorting (with the third sensor set).

Die tatsächlich im Pilotbetrieb gemessenen Sensorsignale der drei Sensorsätze werden den tatsächlich in der Kernbohrung an dieser Stelle identifizieren Rohstoff- und Lagerstättencharakteristika zugeordnet und so das System The sensor signals of the three sensor sets actually measured in the pilot operation are assigned to the raw material and deposit characteristics actually identified in the core drilling at this point, thus the system

für den Betrieb kalibriert. calibrated for operation.

Weiters ist bevorzugt ein System zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, umfassend ein Bohrgerät mit Richtbohrtechnologie, welches ausgebildet ist, um eine Bohrlocherweiterung herzustellen, sowie Furthermore, a system for carrying out a method according to the invention is preferably provided, comprising a drilling device with directional drilling technology, which is designed to produce a borehole extension, and

Vorrichtungen zur Sicherung der Bohrlöcher. Devices for securing the boreholes.

Das System umfasst bevorzugt zumindest eine erste Navigationsmesseinheit sowie eine zweite Navigationsmesseinheit und die weiteren während des Verfahrens genutzten Sensoren sowie eine zentrale The system preferably comprises at least a first navigation measuring unit and a second navigation measuring unit and the other sensors used during the method as well as a central

Steuerungseinheit. Control unit.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Gewinnungsbohreinheit einen Bohrmeißel, eine Bohrlenkeinheit, eine erste Navigationsmesseinheit, eine geophysikalische Messeinheit, eine zweite Navigationsmesseinheit, eine erste Bohrlocherweiterungseinheit und eine zweite Preferably, the extraction drilling unit comprises a drill bit, a drilling steering unit, a first navigation measuring unit, a geophysical measuring unit, a second navigation measuring unit, a first borehole extension unit and a second

Bohrlocherweiterungseinheit umfasst. Borehole expansion unit.

Um die Selektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Tage weiter zu steigern, weist die Gewinnungsbohreinheit bevorzugt weitere Sensoren auf, die ausgebildet sind, um die Art des Umgebungsgesteins bzw. des durch das Bohrgerät erbohrten Gesteinsmaterials zu erfassen. Der bzw. die weiteren Sensoren sind bevorzugt ausgebildet, um Wertmineralanreicherungen im Bohrloch zu erfassen und zu In order to further increase the selectivity of the method according to the invention underground, the extraction drilling unit preferably has further sensors which are designed to detect the type of surrounding rock or the rock material drilled by the drilling device. The further sensor(s) are preferably designed to detect and

identifizieren. Hierdurch kann die tatsächliche This allows the actual

Beschaffenheit unter Tage mit dem Lagerstättenmodell abgeglichen und dieses, bevorzugt im Batchmodus, kontinuierlich angepasst werden. Hinsichtlich der zur Anwendung kommenden weiteren Sensoren können bspw. Sensoren zur Messung der Hackenlast am Bohrturm bzw. des Anpressdrucks des Bohrmeißels oder der Rotation des Bohrkopfes vorgesehen sein, oder es sind Beschleunigungssensoren, Sensoren zur Messung der Dichte, der Leitfähigkeit, des Magnetfeldes, der Schallwellen oder von Infrared-, Near-Infrared-, Gamma-Ray- oder X-Ray-The underground condition is compared with the deposit model and this is continuously adjusted, preferably in batch mode. With regard to the other sensors used, for example, sensors for measuring the load on the drilling rig or the contact pressure of the drill bit or the rotation of the drill head can be provided, or acceleration sensors, sensors for measuring density, conductivity, magnetic field, sound waves or infrared, near-infrared, gamma ray or X-ray

Strahlung. radiation.

Die Navigationsmesseinheiten und/oder weitere Sensoren sind bevorzugt austauschbar mit der Gewinnungsbohreinheit verbunden, um bei Bedarf ein Auswechseln zu ermöglichen. Insbesondere können die Sensoren an die beim jeweiligen Gewinnungsvorhaben zu erwartenden Gesteinsmaterialien angepasst werden, um zuverlässige Messergebnisse zu The navigation measuring units and/or other sensors are preferably connected to the extraction drilling unit in an interchangeable manner to enable replacement if necessary. In particular, the sensors can be adapted to the rock materials expected in the respective extraction project in order to ensure reliable measurement results.

erhalten. receive.

Das System kann hierbei alle durch Sensoren gewonnenen Daten sowie die aus vorbereitenden Modellen, angefangen vom Lagerstättenmodell über die Abbauplanung, den Bohrbetrieb selbst bis hin zur Sortierung und Aufbereitung des gewonnenen Materials, in einer zentralen Steuerungseinheit sammeln, korrelieren und miteinander abgleichen, um einerseits die Modelle und andererseits die konkreten operativen Prozesse zu steuern und zu verbessern. Hierdurch wird ein holistisch integriertes System bereitgestellt, bei welchem die einzelnen Prozessabschnitte bei der Gewinnung und Aufbereitung von Rohstoffen, insbesondere festen mineralischen Rohstoffen, The system can collect, correlate and compare all data obtained by sensors and from preparatory models, from the deposit model to mining planning, the drilling operation itself and the sorting and processing of the extracted material, in a central control unit in order to control and improve the models on the one hand and the specific operational processes on the other. This provides a holistically integrated system in which the individual process stages in the extraction and processing of raw materials, especially solid mineral raw materials,

digital miteinander verknüpft sind. Dies ermöglicht ein are digitally linked. This enables a

System, bei welchem in einem Abschnitt des Verfahrens gemessene Daten in allen Abschnitten verwendet werden können, um die aktuell durchgeführte Gewinnung und die jeweiligen Modelle bzw. Simulationen durch reale Daten zu System in which data measured in one section of the process can be used in all sections to supplement the currently performed extraction and the respective models or simulations with real data.

verbessern. improve.

Bevorzugt umfasst das System weiters eine dem Bohrbetrieb nachgeschaltete Sortier- bzw. Aufbereitungsanlage, in welcher das geförderte Material, insbesondere das geförderte Gestein, zerkleinert, klassiert, sortiert und zum Konzentrat aufbereitet wird. Die Aufbereitungsanlage ist bevorzugt über Tage angeordnet. Durch die ganzheitlich integrierte Verknüpfung der Daten über die gesamte bergbautechnische Wertschöpfungskette wird eine höhere Selektivität sowohl in der Gewinnung als auch in der Aufbereitung erzielt und damit insbesondere eine signifikante Reduktion der Menge an gefördertem Preferably, the system further comprises a sorting or processing plant downstream of the drilling operation, in which the extracted material, in particular the extracted rock, is crushed, classified, sorted and processed into concentrate. The processing plant is preferably located above ground. The holistically integrated linking of the data across the entire mining value chain achieves a higher selectivity in both extraction and processing and thus in particular a significant reduction in the amount of extracted

Taubgestein bewirkt. causes dead rock.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Form oder Art der Mineralisierung oder Lagerstätte beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren The process according to the invention is not limited to a particular form or type of mineralization or deposit. The process according to the invention

kann can

° auf jede Lagerstätte in jeglicher Form, Größe und Tiefe angewandt werden, ° be applied to any deposit of any shape, size and depth,

unabhängig davon, ob diese an der Tagesoberfläche ausbeißt bzw. ansteht, oder ohne Ausbiss an der Tagesoberfläche von mächtigem Deckgebirge überlagert ist, unabhängig davon, oder diese unter Wasser (d.h. unter Flüssen, Seen oder Offshore) oder unter einer anderen an der Tagesoberfläche als sensible ausgewiesenen Vorbehaltszone zu liegen kommt, regardless of whether it is exposed or exposed at the surface, or is covered by thick overburden without an outcrop at the surface, regardless of whether it is located underwater (i.e. under rivers, lakes or offshore) or under another reservation zone designated as sensitive at the surface,

darüber hinaus auch in addition,

° unterhalb bzw. außerhalb der finalen Abbaumodellgrenzflächen von bestehenden Tagebauen (insbesondere unterhalb der tiefsten Abbauebene oder Lagerstättenabschnitte unter hohen Endböschungen, die von mächtigen Gebirgsschichten überlagert sind), mit dem Ziel, die Nutzung bestehender Anlagenwerte zu verlängern und zu maximieren, und die ° below or outside the final mining model boundaries of existing opencast mines (in particular below the deepest mining level or deposit sections under high end slopes overlain by thick rock layers), with the aim of extending and maximising the use of existing asset values, and

° Gewinnung in jeder Tiefe, sogar unterhalb der tiefsten Ebene des heutigen konventionellen ° Extraction at any depth, even below the deepest level of today’s conventional

Untertagebergbaus. underground mining.

Die Anwendbarkeit ist an eine Art der Mineralisierung gebunden, die einen selektiven Abbau und eine selektive Wertmineralsortierung ermöglicht. Darüber hinaus ist sie durch die Gebirgsfestigkeit und den Marktwert der gesamten vermarktungsfähigen Metall- und Mineralgehalte, die in der The applicability is tied to a style of mineralization that allows selective mining and selective sorting of valuable minerals. In addition, it is limited by the rock strength and the market value of the total marketable metal and mineral content contained in the

Gesamtfödermenge des Bergbaus enthalten sind, limitiert. Total mining output is limited.

Das Verfahren bzw. das System kann bei Bohrungen jeder Art, bevorzugt bei der Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen eingesetzt werden. Insbesondere sind das Verfahren bzw. das System unabhängig The method or system can be used in any type of drilling, preferably in the extraction of solid mineral raw materials. In particular, the method or system is independent

° von der Bauart, der Größe oder dem Gesamtgewicht des Bohrgerätes, ° the design, size or total weight of the drilling rig,

° vom angewandten Bohrverfahren, bspw. drehend, schlagend oder drehschlagend, ° the drilling method used, e.g. rotary, percussive or rotary-percussive,

* vom eingesetzten Spülverfahren, bspw. trocken mit Druckluft, oder feucht mit Druckluft, oder Druckluft mit Schaum, oder im Revers-Circulation-Verfahren, oder nass mit einer Standartbohrspülung der Erdöl- und Erdgasbohrtechnologie, * the flushing method used, e.g. dry with compressed air, or wet with compressed air, or compressed air with foam, or in the reverse circulation method, or wet with a standard drilling fluid used in oil and gas drilling technology,

° vom gewählten Antriebssystem, bspw. ob der Antrieb ° the selected drive system, e.g. whether the drive

für schlagendes, drehschlagendes oder drehendes Bohren von for percussive, rotary percussive or rotary drilling of

Obertage aus oder im Bohrloch erfolgt, Surface from or in the borehole,

° von Jeder Art, jedem Design und jedem Durchmesser des Bohrmeißels oder generell jedem anderen Bohr- oder Schneidwerkzeug auf der Bohrlochsohle, ° of any type, design and diameter of drill bit or generally any other drilling or cutting tool on the bottom of the borehole,

° vom finalen Bohrlochdurchmesser einer die Gewinnung vorbereitenden Bohrung oder eines dazu dienenden Bohrlochsegmentes oder einer direkt dem Abbau dienenden Gewinnungsbohrung oder auch nur eines dazu dienenden Gewinnungsbohrlochsegmentes, welches mit gleichbleibendem Durchmesser in nur einem kontinuierlich ganzen Durchlauf oder in nur einem Durchlauf, welcher in Teilabschnitte unterteilt bzw. unterbrochen ist, hergestellt wird, oder in - wie vorhin für einen kontinuierlich ganzen oder in Teilabschnitten unterteilten, unterbrochenen - einmaligem Durchlauf mit zusätzlicher ein- oder mehrstufiger Bohrlocherweiterung, oder - wie vorhin für einen einmaligen kontinuierlich ganzen oder in Teilabschnitten unterteilten, unterbrochenen Durchlauf - in zwei oder mehreren Durchläufen mit jeweils ein- oder mehrstufiger Bohrlocherweiterung (Under-Reaming), wobei in den zwei oder mehreren Durchläufen für jeden Durchlauf zusätzlich auch ein Tausch der gesamten Bore-Hole-Assembly (BHA) Einheit erfolgen kann, gegebenfalls auch wahlweise mit dem zusätzlichen Tausch der ein- oder mehrstufigen Bohrlocherweiterungstechnik, ° the final borehole diameter of a borehole preparing for extraction or of a borehole segment used for this purpose or of an extraction borehole used directly for extraction or even just of an extraction borehole segment used for this purpose, which is produced with a constant diameter in only one continuous full pass or in only one pass which is divided into sections or interrupted, or in - as previously for a continuous full pass or divided into sections, interrupted - a single pass with additional one- or multi-stage borehole enlargement, or - as previously for a single continuous full pass or divided into sections, interrupted - in two or more passes, each with one- or multi-stage borehole enlargement (under-reaming), whereby in the two or more passes for each pass, the entire Bore-Hole-Assembly (BHA) unit can also be replaced, if necessary also optionally with the additional replacement of the one- or multi-stage borehole enlargement technology,

° von Jeder Art, Technologie, Dimension und Qualität einer angewandten Bohrlochverrohrung, ° of any type, technology, dimension and quality of borehole casing used,

° von Jeder Art, Technologie und Spezifikation der angewandten Bohrlochverfüllung bzw. Zementierung, ° of any type, technology and specification of the borehole filling or cementing used,

* von Jeder Art der Kombination von Bohrlochverrohung und Bohrlochverfüllung, * of any type of combination of borehole casing and borehole backfilling,

° von der Korngröße und/oder Korngrößenverteilung des ° the grain size and/or grain size distribution of the

Bohrschmands bzw. Bohrkleins, Drilling mud or cuttings,

* von Jeder Anzahl und Art der Integration bzw. des Einbaus von Navigations-/Orientierungsmesseinheiten in den Bohrstrang, * Any number and type of integration or installation of navigation/orientation measuring units in the drill string,

* von Jeder Art der verwendeten Technologie zur Navigationsüberwachung, Bohrlochablenkung und Richtungskorrektur des Bohrlochstranges bzw. des Bohrlochmeißels, * Any type of technology used for navigation monitoring, borehole deflection and direction correction of the borehole string or the borehole bit,

° von Jeder Art, Technik, Anordnung, Bestückung, Präzision und Integration von Sensoreinheiten in den Bohrstrang zum Zwecke der Navigation und des Logging While Drilling und/oder Measurement While Drilling, ° of any type, technology, arrangement, equipment, precision and integration of sensor units in the drill string for the purposes of navigation and logging while drilling and/or measurement while drilling,

° von jedem Abstand, den zwei und/oder mehrere Bohrlöcher, die zur Vorbereitung und/oder der direkten Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen dienen, an der Tagesoberfläche zueinander aufweisen, ° any distance between two and/or more boreholes used for the preparation and/or direct extraction of solid mineral resources at the surface,

° davon, ob Bohrungen, die direkt der Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen dienen, direkt an der Tagesoberfläche ansetzen oder erst unterhalb einer beliebig mächtigen Deckgebirgsschicht, ° whether drilling for the direct extraction of solid mineral resources starts directly at the surface or below an arbitrarily thick overburden layer,

° davon, wie sich das Lagerstättenausbringen (die ore recovery rate) über eine Testperiode und/oder der regulären Betriebszeit entwickelt, und unerheblich, ob diese zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt entlang dieser Zeitlinie nur wenige Prozente oder gar knapp an 100% heranreicht, ° how the ore recovery rate develops over a test period and/or the regular operating period, and regardless of whether it is only a few percent or even close to 100% at any point along this timeline,

° davon, ob eine einzelne Bohrung und/oder eine erste Bohrung in beliebiger Kombination mit anderen Bohrungen, die jede für sich selbst oder in ihrer Kombination mit anderen dem Faktum und/oder der Möglichkeit der Vorbereitung und/oder der direkten Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen dient oder dienen könnte, als Pilot-, Test-, Explorations- oder Infill-° whether a single well and/or a first well in any combination with other wells, each of which serves or could serve the fact and/or the possibility of preparing and/or directly extracting solid mineral resources, is considered to be a pilot, test, exploration or infill well.

Untersuchungsbohrung bezeichnet bzw. als solche begründet Exploration drilling is designated or justified as such

und abgeteuft bzw. hergestellt wird, und erst später wann auch immer - in einem oder mehreren nachfolgenden Durchläufen mit den verfügbaren Technologien der sukzessiven Bohrlocherweiterung aufgeweitet wird oder aufgeweitet werden könnte, and is drilled or produced, and only later, whenever - is or could be expanded in one or more subsequent runs using the available technologies of successive borehole expansion,

° davon, ob ein eingesetztes Richtbohrfahren die Funktionalität und Fähigkeit erfüllt, die parallel zu führenden Bohrungen tatsächlich genau parallel herzustellen, oder dies nur annähernd parallel erfolgt oder diese in alle Richtungen und in beliebigen Abweichungen unkontrolliert um den Soll- bzw. Planverlauf oszillieren und sich dabei zueinander annähern, berühren, überkreuzen oder auseinander driften, und unerheblich, über welch kleine oder große Bohrlochabstände oder Bohrlochlängen das erfolgt, und unerheblich, ob sich dies in einzelnen, mehreren oder sehr vielen Bohrungen ereignet, und unerheblich, ob dies in einer Bohrung wenig ° whether a directional drilling system used has the functionality and ability to actually produce the parallel bores exactly parallel, or whether this only occurs approximately parallel, or whether these oscillate in all directions and in any deviation uncontrollably around the target or planned course and thereby approach, touch, cross or drift apart from each other, and regardless of how small or large the borehole spacing or borehole lengths are, and regardless of whether this occurs in single, several or very many boreholes, and regardless of whether this occurs in a few boreholes in one borehole

häufig, sehr häufig oder regelmäßig passiert. happens frequently, very frequently or regularly.

Die Erfindung leistet einen bahnbrechenden Beitrag zur „verantwortungsvollen und nachhaltigen Beschaffung von kritischen Metallen und Mineralien“, so wie es weltweit die ESG-Anforderungen für nachhaltige Investitionen und modernes verantwortungsvolles Industriemanagement im Bereich Green Technology, Clean Energy, E-Mobility, Digitalisierung und Dekarbonisierung unmissverständlich The invention makes a groundbreaking contribution to the “responsible and sustainable procurement of critical metals and minerals”, as clearly defined by the ESG requirements for sustainable investments and modern responsible industrial management in the areas of green technology, clean energy, e-mobility, digitalization and decarbonization worldwide.

fordern. demand.

Die Erfindung bietet damit eine stark nachgefragte Alternative zur konventionellen Gewinnung und Aufbereitung von kritischen Metallen und Mineralien der modernen The invention thus offers a highly sought-after alternative to the conventional extraction and processing of critical metals and minerals of modern

Industrie. Es ist eine disruptive Innovation, die ganz Industry. It is a disruptive innovation that

allgemein einen hohen Beitrag für mehr grüne, digitale und generally make a significant contribution to more green, digital and

nachhaltige Verfahren im Bergbau leistet. sustainable mining practices.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 einen zweiten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3 einen dritten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung eines 3D-Bohrrasters, Fig. 5 bis Fig. 9 verschiedene Möglichkeiten eines 3DBohrrasters, Fig. 10 einen Querschnitt eines 3D-Bohrraster mit Sequenzreihenfolge, Fig. 11 einen Querschnitt eines Bohrrasters mit Bohrlocherweiterungen, Fig. 12 einen Vertikalschnitt einer Abbauplanung, Fig. 13 eine Übersicht eines bevorzugten Verfahrens im Längsschnitt, Fig. 14 ein weiteres bevorzugtes Verfahren zur semi-mobilen Überstellung des Bohrgerätes und Fig. 15 bis Fig. 18 ein The invention is explained in more detail below using an embodiment shown schematically in the drawing. In this, Fig. 1 shows a first step of a method according to the invention, Fig. 2 shows a second step of a method according to the invention, Fig. 3 shows a third step of a method according to the invention, Fig. 4 shows a cross-sectional view of a 3D drilling grid, Fig. 5 to Fig. 9 show various options for a 3D drilling grid, Fig. 10 shows a cross-section of a 3D drilling grid with sequence order, Fig. 11 shows a cross-section of a drilling grid with borehole extensions, Fig. 12 shows a vertical section of an excavation plan, Fig. 13 shows an overview of a preferred method in longitudinal section, Fig. 14 shows another preferred method for semi-mobile transfer of the drilling rig and Fig. 15 to Fig. 18 shows a

bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren im Bohrloch. preferred method according to the invention in the borehole.

In Fig. 1 ist ein bevorzugt vorgesehener Schritt vor dem ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei welchem ein Aufschlussbohrabschnitt 2 am Bohrlochkopf 3 an der Tagesoberfläche 1 ansetzt und über ein Standrohr 4 vertikal durch eine Gesteinsschicht 5 gebohrt wird. An einen Aufschlussbohrabschnitt 2 schließt ein In Fig. 1, a preferably provided step is shown before the first step of a method according to the invention, in which an exploratory drilling section 2 is attached to the borehole head 3 on the surface 1 and is drilled vertically through a rock layer 5 via a standpipe 4. An exploratory drilling section 2 is followed by a

Ausrichtungsbohrabschnitt 6 an (Fig. 2). Alignment drilling section 6 (Fig. 2).

In Fig. 2 ist ein erster Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wobei im Anschluss an einen Ausrichtungsbohrabschnitt 6 ein 3D-Bohrraster 7 aus mehreren Gewinnungsbohrabschnitten 8 vorbereitet wird. Der In Fig. 2, a first step of a method according to the invention is shown, wherein following an alignment drilling section 6, a 3D drilling grid 7 is prepared from several extraction drilling sections 8. The

Ausrichtungsbohrabschnitt 6 weist hierbei ein gekrümmtes Alignment drilling section 6 has a curved

erstes Segment 6a und mehrere gekrümmte zweite Segmente 6b first segment 6a and several curved second segments 6b

auf, mit welchen der 3D-Bohrraster 7 angelegt wird. with which the 3D drilling grid 7 is created.

In Fig. 3 ist ein dritter Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem die im zweiten Schritt vorbereiteten Gewinnungsbohrabschnitte 8 durchgeführt werden. Bei der dargestellten Ausführung sind mehrere Segmente 6a, 6b, 6c des Ausrichtungsbohrabschnitts 6 vorgesehen, die jeweils in einem 3D-Bohrraster 7 von Fig. 3 shows a third step of a method according to the invention, in which the extraction drilling sections 8 prepared in the second step are carried out. In the embodiment shown, several segments 6a, 6b, 6c of the alignment drilling section 6 are provided, each of which is arranged in a 3D drilling grid 7 of

mehreren Gewinnungsbohrabschnitten 8 enden. several extraction drilling sections 8.

In Fig. 4 ist ein beispielhafter Bohrraster 7 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Die einzelnen Gewinnungsbohrabschnitte 8 können, wie dargestellt, unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Weiters sind die Gewinnungsbohrabschnitte 8 lediglich in Bereichen mit ausreichender Mineralisierung angeordnet, während Taubgesteinsbereiche 9 entweder ausgespart sind oder lediglich mit einem geringen Bohrlochquerschnitt Fig. 4 shows an exemplary drilling grid 7 in a cross-sectional view. The individual extraction drilling sections 8 can, as shown, have different diameters. Furthermore, the extraction drilling sections 8 are only arranged in areas with sufficient mineralization, while waste rock areas 9 are either left out or only have a small borehole cross-section.

durchbohrt bzw. durchörtert werden können. can be drilled or penetrated.

In Fig. 5 ist ein erster 3D-Bohrraster 7 dargestellt, bei welchem alle Gewinnungsbohrabschnitte 8 den gleichen Durchmesser sowie den gleichen Abstand voneinander aufweisen. Die Gewinnungsbohrabschnitte 8 sind jeweils in Bündeln 10 zu sieben Gewinnungsbohrabschnitten 8 angeordnet, bei welchen um einen zentralen Gewinnungsbohrabschnitt 8a sechs Gewinnungsbohrabschnitte In Fig. 5, a first 3D drilling grid 7 is shown, in which all extraction drilling sections 8 have the same diameter and the same distance from each other. The extraction drilling sections 8 are each arranged in bundles 10 of seven extraction drilling sections 8, in which six extraction drilling sections are arranged around a central extraction drilling section 8a.

8b gleichmäßig angeordnet sind. 8b are evenly arranged.

In Fig. 6 ist ein zweiter 3D-Bohrraster 7 dargestellt, In Fig. 6 a second 3D drilling grid 7 is shown,

wobei im Unterschied zum Bohrraster 7 gemäß Fig. 5 die In contrast to the drilling grid 7 according to Fig. 5, the

Abstände zwischen den Gewinnungsbohrabschnitten 8 nicht Distances between the extraction drilling sections 8 not

immer gleich sind, sondern ein Taubgesteinsbereich 9 ausgespart ist. Hierzu sind die Bündel 10 jeweils wie in der Ausführung gemäß Fig. 5 ausgebildet, zwischen den einzelnen Bündeln 10 ist allerdings teilweise ein größerer are always the same, but a waste rock area 9 is left out. For this purpose, the bundles 10 are each designed as in the embodiment according to Fig. 5, but between the individual bundles 10 there is sometimes a larger

Abstand. Distance.

In Fig. 7 ist ein dritter 3D-Bohrraster 7 dargestellt, bei welchem im Unterschied zur Ausbildung gemäß Fig. 6 die einzelnen Bündel 10 nicht vollständig ausgebildet sind, sondern einzelne Gewinnungsbohrabschnitte 8b fehlen, wie In Fig. 7, a third 3D drilling grid 7 is shown, in which, in contrast to the design according to Fig. 6, the individual bundles 10 are not completely formed, but individual extraction drilling sections 8b are missing, as

durch die Kreise 11 dargestellt ist. represented by the circles 11.

In Fig. 8 ist ein vierter 3D-Bohrraster 7 dargestellt. Hierbei sind im Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 5 Jeweils die zentralen Gewinnungsbohrabschnitte 8a der Bündel 10 mit einem größeren Durchmesser als die übrigen In Fig. 8, a fourth 3D drilling grid 7 is shown. In contrast to the embodiment according to Fig. 5, the central extraction drilling sections 8a of the bundles 10 are each provided with a larger diameter than the other

Gewinnungsbohrabschnitte 8b ausgebildet. Extraction drilling sections 8b were formed.

In Fig. 9 ist ein fünfter 3D-Bohrraster 7 dargestellt, wobei ein Bündel 10 mit sieben jeweils gleich großen Gewinnungsbohrabschnitten 8, ein Bündel 10 mit einem größeren zentralen Gewinnungsbohrabschnitt 8a sowie ein Bündel 10 mit einem größeren zentralen Gewinnungsbohrabschnitt 8a sowie fünf den zentralen Gewinnungsbohrabschnitt 8a umgebende Gewinnungsbohrabschnitte 8 ausgebildet sind, wobei die Gewinnungsbohrabschnitte 8c teilweise mit dem zentralen Gewinnungsbohrabschnitt 8a überlappen und die Gewinnungsbohrabschnitte 8d einen kleineren Durchmesser In Fig. 9, a fifth 3D drilling grid 7 is shown, wherein a bundle 10 with seven extraction drilling sections 8 of the same size, a bundle 10 with a larger central extraction drilling section 8a and a bundle 10 with a larger central extraction drilling section 8a and five extraction drilling sections 8 surrounding the central extraction drilling section 8a are formed, wherein the extraction drilling sections 8c partially overlap with the central extraction drilling section 8a and the extraction drilling sections 8d have a smaller diameter

als die Gewinnungsbohrabschnitte 8c aufweisen. than the extraction drilling sections 8c.

In Fig. 10 ist ein weiterer 3D-Bohrraster 7 gezeigt, wobei In Fig. 10, another 3D drilling grid 7 is shown, where

die einzelnen Gewinnungsbohrabschnitte 8 mit Buchstaben the individual extraction drilling sections 8 with letters

A,B,C,D,E bezeichnet sind, die eine von vielen möglichen Bohrreihenfolgen angeben. Die Reihenfolge beginnt mit der Sequenz „A“ und allen mit „A“ bezeichneten Gewinnungsbohrabschnitten 8b auf der linken Seite in der oberen Reihe und setzt sich nach rechts fort, gefolgt von der nächsten Reihe direkt darunter und je nach Bedarf so weiter, bis die letzte Reihe gebohrt ist. Diese Reihenfolge sorgt einerseits für genügend großen Abstand zwischen den Bohrungen, die in der Reihenfolge „A“ zeitlich unmittelbar aufeinander gebohrt werden, und andererseits hat ggf. das Verfüllen/Zementieren der fertiggestellten Bohrungen ausreichend Zeit zum Aushärten bis das näher benachbarte Bohrloch der Reihenfolge „B“ gebohrt wird. Nach Abschluss der Sequenz „A“ beginnt die Sequenz „B“ mit allen mit „B“ bezeichneten Gewinnungsbohrabschnitten 8b oben links in gleicher Weise. Nach Abschluss der Sequenz „B“ ist die gesamte Ringstruktur aller Bündel 10 vollständig. In den folgenden Sequenzen „C“, „D“ und „E“ wird der verbleibende Zwischenraum innerhalb der Bündel 10 durch Gewinnungsbohrabschnitte 8a abgebohrt. Das kann je nach Bedarf mit gleichem Durchmesser wie die Sequenzen „A“ und „B“ erfolgen, oder auch mit größerem Durchmesser, der bis an die Gewinnungsbohrabschnitte 8b heranreicht oder diese auch leicht überlappt. Je geringer die Abstände sind, desto höher ist das sogenannte Lagerstättenausbringen, das bei leichter Überlappung bis zu 90% betragen kann. Durch die Abfolge der Bohrungen und die sofortige Zementierung jedes Gewinnungsbohrabschnittes 8 wird jederzeit ein A,B,C,D,E, which indicate one of many possible drilling sequences. The sequence begins with sequence “A” and all extraction drilling sections 8b marked “A” on the left in the top row and continues to the right, followed by the next row directly below it and so on as required until the last row is drilled. This sequence ensures, on the one hand, that there is sufficient distance between the boreholes drilled immediately one after the other in sequence “A”, and, on the other hand, that the filling/cementing of the completed boreholes has sufficient time to harden before the more adjacent borehole in sequence “B” is drilled. After sequence “A” has been completed, sequence “B” begins in the same way with all extraction drilling sections 8b marked “B” on the top left. After sequence “B” has been completed, the entire ring structure of all bundles 10 is complete. In the following sequences “C”, “D” and “E”, the remaining space within the bundles 10 is drilled out by extraction drilling sections 8a. This can be done, as required, with the same diameter as the sequences “A” and “B”, or with a larger diameter that reaches up to the extraction drilling sections 8b or slightly overlaps them. The smaller the distances, the higher the so-called deposit recovery, which can be up to 90% with a slight overlap. The sequence of drilling and the immediate cementing of each extraction drilling section 8 ensures that a

ausreichendes Maß an Gebirgsstabilität aufrechterhalten. maintain a sufficient level of rock stability.

In Fig. 11 ist ein weiterer 3D-Bohrraster 7 dargestellt, In Fig. 11 another 3D drilling grid 7 is shown,

wobei die einzelnen Gewinnungsbohrabschnitte 8 mit The individual extraction drilling sections 8 with

Buchstaben A,B,C bezeichnet sind, die die Bohrreihenfolge angeben. Weiters ist eine Bohrlocherweiterung der Gewinnungsbohrabschnitte 8 gezeigt. Die mit A und B bezeichneten äußeren Gewinnungsbohrabschnitte 8b werden mit einer Erweiterungsstufe der Gewinnungsbohreinheit auf den finalen Außendurchmesser erweitert. Der zentrale Gewinnungsbohrabschnitt 8a wird mit zwei Durchläufen und zwei Erweiterungsstufen hergestellt. Wie die Sequenzierung der Bohrungen hat auch die Art und Weise, wie der finale Bohrlochdurchmesser hergestellt wird, eine große Bedeutung für die Gewährleistung einer Jederzeit ausreichenden Gebirgsstabilität für parallel gerichtetes Bohren mit engen Abständen. Bevorzugt werden die finalen Außenbohrlochdurchmesser einer erfindungsgemäßen Bohrung oder eines erfindungsgemäßen Bohrlochsegmentes im Letters A, B, C are designated, which indicate the drilling sequence. Furthermore, a borehole extension of the extraction drilling sections 8 is shown. The outer extraction drilling sections 8b designated A and B are extended to the final outer diameter with an extension stage of the extraction drilling unit. The central extraction drilling section 8a is produced with two passes and two extension stages. Like the sequencing of the boreholes, the way in which the final borehole diameter is produced is also of great importance for ensuring that the rock stability is sufficient at all times for parallel drilling with close spacing. Preferably, the final outer borehole diameters of a borehole according to the invention or a borehole segment according to the invention are in

Bohrlocherweiterungsverfahren gemäß Fig. 11 hergestellt. Borehole expansion procedure according to Fig. 11.

In Fig. 12 ist ein Vertikalschnitt einer Abbauplanung eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch im Einfallen dargestellt, bei welchem die Gewinnungsbohrabschnitte 8 in den 3D-Bohrrastern 7 Jeweils parallel geführt sind und ihre vertikale Anordnung im Blockmodell eines konventionellen Lagerstättenmodells In Fig. 12, a vertical section of a mining plan of a method according to the invention is shown schematically in dip, in which the extraction drilling sections 8 are each guided parallel in the 3D drilling grids 7 and their vertical arrangement in the block model of a conventional deposit model

dargestellt ist. is shown.

In Fig. 13 ist ein erfindungsgemäßes Abbauverfahren schematisch im Längsschnitt dargestellt, bei welchem das Bohrverfahren mittels mehrerer Bohrgeräte gleichzeitig an mehreren Stellen durchgeführt wird. Die Lagerstätte ist hierbei in vier Abbauabschnitte 12 von bspw. jeweils rund 200m Länge in Fallrichtung der Lagerstätte unterteilt. Die Richtung der Gewinnungsbohrabschnitte 8 folgt der In Fig. 13, an extraction method according to the invention is shown schematically in longitudinal section, in which the drilling process is carried out simultaneously at several locations using several drilling machines. The deposit is divided into four extraction sections 12, each of around 200 m in length in the direction of the deposit's fall. The direction of the extraction drilling sections 8 follows the

generalisierten Fallrichtung der Lagerstätte bzw. generalized dip direction of the deposit or

Mineralisierung. Zwischen den Abbauabschnitten 12 in Fallrichtung bleibt ein Sicherheitspfeiler 13 von rund 30m bestehen, der nicht systematisch abgebaut wird. In Streichrichtung, also in der horizontalen Normalrichtung zum Einfallen, ist die Lagerstätte in Abbauabschnitte von bspw. Jeweils 125m Breite unterteilt, wobei jeder dieser Abbauabschnitte mittels vier Bohrblöcke 14 (sogenannter „Pads“) von der Tagesoberfläche aus aufgeschlossen ist. In Streichrichtung verbleibt zwischen den Abbauabschnitten kein Sicherheitspfeiler. Die vier Abbauabschnitte 12 im Einfallen stehen gleichzeitig in Verhieb bzw. Abbau und sind aus Gründen der Gebirgsstabilität im Streichen Jeweils abwechselnd um die Pad-Trassenlänge von 125m versetzt. In einer nachfolgenden Abbauphase werden die dargestellten Bohrblöcken 14 entlang der Verbindungstrasse 15 jeweils gegenüberliegenden Abbauabschnitte abgebaut. Somit werden insgesamt acht Abbauabschnitte in zwei aufeinanderfolgenden Phasen zu jeweils vier Abschnitten innerhalb einer Gesamtabbaufläche von bspw. 22,5ha abgebaut. Zwischen den vier im Streichen dargestellten Bohrblöcken 14 ist eine Verbindungstrasse 15 im Einfallen angeordnet. Von dieser aus werden die Jeweils 125m langen Pad-Trassen 16 in Streichrichtung erschlossen. In Jeder Pad-Trasse 16 sind vier Bohrblöcke 14 in Richtung der Pad-Mineralization. Between the mining sections 12 in the dip direction there is a safety pillar 13 of around 30m which is not systematically mined. In the strike direction, i.e. in the horizontal normal direction to the dip, the deposit is divided into mining sections, each 125m wide, with each of these mining sections being accessed from the surface by means of four drill blocks 14 (so-called “pads”). In the strike direction there is no safety pillar between the mining sections. The four mining sections 12 in the dip are being cut and mined at the same time and, for reasons of rock stability, are alternately offset along the strike by the pad route length of 125m. In a subsequent mining phase, the drill blocks 14 shown will be mined along the connecting road 15 in the mining sections opposite each other. Thus, a total of eight mining sections are mined in two consecutive phases of four sections each within a total mining area of, for example, 22.5 hectares. Between the four drill blocks 14 shown in the strike, a connecting road 15 is arranged in the dip. From this, the 125 m long pad routes 16 are developed in the strike direction. In each pad route 16, four drill blocks 14 are arranged in the direction of the pad

Trasse 16 angeordnet. Route 16 is arranged.

In Fig. 14 ist eine beispielhafte Anordnung der Bohrlochansatzpunkte bzw. Bohrlochköpfe 17 innerhalb eines Bohrblockes (eines sogenannten Pads) 14 im Detail dargestellt. Jeder Bohrblock (Pad) 14 umfasst hierbei fünf geplante Bohrlochköpfe 17, die in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind und zwischen welchen ein In Fig. 14, an exemplary arrangement of the borehole starting points or borehole heads 17 within a drilling block (a so-called pad) 14 is shown in detail. Each drilling block (pad) 14 comprises five planned borehole heads 17, which are arranged in close proximity to one another and between which a

Bohrgerät mittels semi-mobiler Transporteinheiten im Drilling rig using semi-mobile transport units in

betriebsbereiten Zustand überstellt werden kann. Die dargestellten Bohrlochköpfe 17 sind in Richtung der PadTrasse 16 angeordnet, wobei ein Bohrlochkopf 17 in Mittellage angeordnet ist und beidseitig Jeweils zwei Bohrlochköpfe 17 symmetrisch zur Mittellage angeordnet sind. Durch den gleichzeitigen Betrieb jeweils eines Bohrgerätes auf mehreren Bohrblöcken 14, sowie deren rasche betriebsbereite Überstellungen zwischen den Bohrlochköpfen 17 eines Bohrblockes 14 wird die erforderlich Produktionskapazität bereitgestellt. The wellheads 17 shown are arranged in the direction of the pad route 16, with one wellhead 17 arranged in the middle position and two wellheads 17 arranged symmetrically to the middle position on either side. The required production capacity is provided by the simultaneous operation of one drilling rig on several drilling blocks 14 and their rapid transfer between the wellheads 17 of a drilling block 14 in an operational state.

Fig. 15 veranschaulicht eine erste Phase einer erfindungsgemäßen Anwendung einer Gewinnungsbohreinheit 19. In der Lagerstätte 18 ist eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Gewinnungsbohreinheit 19 schematisch dargestellt, die am Ende des Bohrstranges zwischen einer letzten Bohrstange 20 und dem Bohrlochtiefsten 21 angeordnet ist. Die Gewinnungsbohreinheit 19 umfasst einen Bohrmeißel 22, eine Bohrlenkeinheit 23, eine erste Navigationsmesseinheit 24, eine geophysikalische Messeinheit 25, eine zweite Navigationsmesseinheit 26, eine erste Bohrlocherweiterungseinheit 27 und am Ende der Gewinnungsbohreinheit 19 eine zweite Bohrlocherweiterungseinheit 28. Der Pfeil 29 weist in die reguläre Bohrrichtung. Der Bohrmeißel 22 bohrt den ersten Bohrlochdurchmesser 30. Während des Bohrvorganges misst die erste Navigationsmesseinheit 24 eine erste Messwertreihe entlang des Bohrlochverlaufes in Richtung des Pfeils 29. Die zweite Navigationsmesseinheit 26 misst entsprechend eine zweite Messwertreihe und die geophysikalische Messeinheit 25 misst eine erste Fig. 15 illustrates a first phase of an application of an extraction drilling unit 19 according to the invention. In the deposit 18, an extraction drilling unit 19 designed to carry out a method according to the invention is shown schematically, which is arranged at the end of the drill string between a last drill rod 20 and the borehole depth 21. The extraction drilling unit 19 comprises a drill bit 22, a drill steering unit 23, a first navigation measuring unit 24, a geophysical measuring unit 25, a second navigation measuring unit 26, a first borehole extension unit 27 and at the end of the extraction drilling unit 19 a second borehole extension unit 28. The arrow 29 points in the regular drilling direction. The drill bit 22 drills the first borehole diameter 30. During the drilling process, the first navigation measuring unit 24 measures a first series of measured values along the borehole in the direction of the arrow 29. The second navigation measuring unit 26 measures a second series of measured values accordingly and the geophysical measuring unit 25 measures a first

Gesteinsmesswertreihe. Während dieser Phase sind die erste Rock measurement series. During this phase, the first

Erweiterungsstufe 27 und die zweite Erweiterungsstufe 28 eingestellt und die gesamte Bohrung wird im ersten Bohrlochdurchmesser 30 um das Bohrlochsegment in der Länge des Pfeils 29 in regulärer Bohrrichtung verlängert. Im Bereich der Bohrstange 20 sind bereits ein zweiter Bohrlochdurchmesser 31, der größer als der erste Bohrlochdurchmesser 30 ist, sowie ein dritte Bohrlochdurchmesser 32, der größer als der zweite Extension stage 27 and the second extension stage 28 are set and the entire bore is extended in the first borehole diameter 30 by the borehole segment in the length of the arrow 29 in the regular drilling direction. In the area of the drill rod 20, a second borehole diameter 31, which is larger than the first borehole diameter 30, and a third borehole diameter 32, which is larger than the second

Bohrlochdurchmesser 31 ist, ausgebildet. Borehole diameter 31 is formed.

In Fig. 16 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Phase eines erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet. Nach Fertigstellung der Bohrlochverlängerung um das Bohrlochsegment der Pfeillänge 29 wird der Bohrfortschritt kurz gestoppt, die Bohrlochspülung bleibt aber aufrecht. Die Aufweitvorrichtungen der ersten Erweiterungsstufe 27 werden ausgestellt, die Bohrtätigkeit wird rückwärts in entgegengesetzter Bohrrichtung, d.h. in Richtung des Pfeils 33 fortgesetzt und dabei das Bohrloch im Rückwärtsschnitt um das Bohrlochsegment der Pfeillänge 33 auf den ersten erweiterten Bohrlochdurchmesser 31 erweitert. Gleichzeitig wird mit der ersten Navigationsmesseinheit 24 eine dritte Messwertreihe, mit der zweiten Navigationsmesseinheit 26 eine vierte Messwertreihe und mit der geophysikalische Messeinheit 25 Fig. 16 shows a schematic representation of a second phase of a method according to the invention. After completion of the borehole extension by the borehole segment of arrow length 29, the drilling progress is briefly stopped, but the borehole flushing is continued. The expansion devices of the first expansion stage 27 are switched off, the drilling activity is continued backwards in the opposite drilling direction, i.e. in the direction of arrow 33, and the borehole is expanded in the backward cut by the borehole segment of arrow length 33 to the first expanded borehole diameter 31. At the same time, a third series of measured values is recorded with the first navigation measuring unit 24, a fourth series of measured values with the second navigation measuring unit 26 and a fourth series of measured values with the geophysical measuring unit 25.

eine zweite Gesteinsmesswertreihe gemessen. a second series of rock measurements was measured.

In Fig. 17 ist eine schematische Darstellung einer dritten Phase eines erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet. Nach Fertigstellung der ersten Bohrlocherweiterung 31 wird der Bohrfortschritt erneut kurz gestoppt, die Aufweitvorrichtungen der ersten Erweiterungsstufe 27 Fig. 17 shows a schematic representation of a third phase of a method according to the invention. After completion of the first borehole expansion 31, the drilling progress is again briefly stopped, the expansion devices of the first expansion stage 27

bleiben aber ausgestellt und die Bohrlochspülung bleibt remain switched off and the borehole flushing remains

aufrecht. Nunmehr werden die Aufweitvorrichtungen der zweiten Erweiterungsstufe 28 ausgestellt, die Bohrtätigkeit wird in regulärer Bohrrichtung vorwärts, d.h. in Richtung des Pfeils 29 wieder fortgesetzt und dabei das Bohrloch im Vorwärtsschnitt auf den finalen zweiten erweiterten Bohrlochdurchmesser 32 erweitert. Gleichzeitig wird mit der ersten Navigationsmesseinheit 24 eine fünfte Messwertreihe, mit der zweite Navigationsmesseinheit 26 eine sechste Messwertreihe und mit der geophysikalischen Messeinheit 25 eine dritte upright. Now the expansion devices of the second expansion stage 28 are set out, the drilling activity is continued in the regular drilling direction forwards, i.e. in the direction of arrow 29, and the borehole is enlarged in the forward cut to the final second enlarged borehole diameter 32. At the same time, a fifth series of measured values is recorded with the first navigation measuring unit 24, a sixth series of measured values with the second navigation measuring unit 26 and a third series of measured values with the geophysical measuring unit 25.

Gesteinsmesswertreihe gemessen. Rock measurement series measured.

Fig. 18 stellt eine schematische Darstellung einer vierten Phase eines erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Nach Fertigstellung der finalen zweiten Bohrlocherweiterung 32 wird der Bohrfortschritt wiederum kurz gestoppt, die Bohrlochspülung bleibt aber aufrecht, die beiden Aufweitvorrichtungen der ersten Erweiterungsstufe 27 und der zweiten Erweiterungsstufe 28 werden eingestellt und danach die gesamte Bohrung im ersten Bohrlochdurchmesser 30 um das nächste Bohrlochsegment in regulärer Fig. 18 shows a schematic representation of a fourth phase of a method according to the invention. After completion of the final second borehole expansion 32, the drilling progress is again briefly stopped, but the borehole flushing is maintained, the two expansion devices of the first expansion stage 27 and the second expansion stage 28 are adjusted and then the entire bore in the first borehole diameter 30 is expanded around the next borehole segment in regular

Bohrrichtung verlängert. Drilling direction extended.

Claims (15)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur systematisch selektiven Gewinnung von festen mineralischen Rohstoffen mithilfe eines Bohrgerätes mit Richtbohrtechnologie, bei welchem eine Gewinnungsbohreinheit (19) in einem ersten Schritt eine Gesteinsschicht (5) mit einem Ausrichtungsbohrabschnitt 1. A method for systematically selective extraction of solid mineral raw materials using a drilling device with directional drilling technology, in which an extraction drilling unit (19) in a first step drills a rock layer (5) with an orientation drilling section (6) durchbohrt und dabei zielgenau in eine Abbauzone gesteuert wird, in einem zweiten Schritt am Ende des Ausrichtungsbohrabschnittes (6) ein 3D-Bohrraster (7) aus mehreren Gewinnungsbohrabschnitten (8) angelegt wird und in einem dritten Schritt zueinander parallel geführte Gewinnungsbohrabschnitte (8) gebohrt werden, wobei zwischen den finalen Außendurchmessern zweier benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte (8) ein Abstand von maximal 50 cm angeordnet ist, gemessen in der gemeinsamen Normalrichtung der beiden benachbarten Bohrlochachsenabschnitte, und wobei Jeweils ein Gewinnungsbohrabschnitt (8) nach dem anderen gebohrt wird und nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes (8) dieser (6) is drilled through and is precisely guided into a mining zone, in a second step a 3D drilling grid (7) consisting of several extraction drilling sections (8) is created at the end of the alignment drilling section (6) and in a third step extraction drilling sections (8) are drilled parallel to one another, whereby a distance of a maximum of 50 cm is arranged between the final outer diameters of two adjacent extraction drilling sections (8), measured in the common normal direction of the two adjacent borehole axis sections, and whereby one extraction drilling section (8) is drilled after the other and after the completion of an extraction drilling section (8) this Gewinnungsbohrabschnitt (8) gesichert wird. Extraction drilling section (8) is secured. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Schritt eine Deckgebirgsschicht (5) mit einem Aufschlussbohrabschnitt (2) durchbohrt wird, an den 2. Method according to claim 1, characterized in that before the first step a cover rock layer (5) is drilled through with an exploration drilling section (2) at which der Ausrichtungsbohrabschnitt (6) anschließt. the alignment drilling section (6) connects. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den finalen Außendurchmessern zweier benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte (8) maximal 40 cm, bevorzugt 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the final outer diameters of two adjacent extraction drilling sections (8) is a maximum of 40 cm, preferably maximal 30 cm beträgt. is a maximum of 30 cm. 4, Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Fertigstellung des Ausrichtungsbohrabschnittes (6) der 4, Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that after completion of the alignment drilling section (6) of the Ausrichtungsbohrabschnitt (6) gesichert wird. Alignment drilling section (6) is secured. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der finale Außendurchmesser zumindest eines Gewinnungsbohrabschnittes (8) mithilfe eines 5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the final outer diameter of at least one extraction drilling section (8) is determined by means of a Bohrlocherweiterungsverfahrens hergestellt wird. borehole expansion process. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrgerät semi-mobile Transportelemente aufweist und in einem vierten Schritt mithilfe der semi-mobilen Transportelemente an einen neuen Bohrlochkopf überstellt wird, an dem erneut die Gewinnungsbohreinheit (19) in einem ersten Schritt eine Gesteinsschicht (5) mit einem Ausrichtungsbohrabschnitt 6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drilling device has semi-mobile transport elements and in a fourth step is transferred with the aid of the semi-mobile transport elements to a new borehole head, at which the extraction drilling unit (19) again drills a rock layer (5) with an alignment drilling section in a first step (6) durchbohrt und dabei zielgenau in eine Abbauzone gesteuert wird, in einem zweiten Schritt am Ende des Ausrichtungsbohrabschnittes (6) ein 3D-Bohrraster (7) aus mehreren Gewinnungsbohrabschnitten (8) angelegt wird und in einem dritten Schritt zueinander parallel geführte Gewinnungsbohrabschnitte (8) gebohrt werden, wobei zwischen den finalen Außendurchmessern zweier benachbarter Gewinnungsbohrabschnitte (8) ein Abstand von maximal 50 cm angeordnet ist, gemessen in der gemeinsamen Normalrichtung der beiden benachbarten Bohrlochachsenabschnitte, und wobei Jeweils ein Gewinnungsbohrabschnitt (8) nach dem anderen gebohrt wird und nach der Fertigstellung eines Gewinnungsbohrabschnittes (8) dieser (6) is drilled through and is precisely guided into a mining zone, in a second step a 3D drilling grid (7) consisting of several extraction drilling sections (8) is created at the end of the alignment drilling section (6) and in a third step extraction drilling sections (8) are drilled parallel to one another, whereby a distance of a maximum of 50 cm is arranged between the final outer diameters of two adjacent extraction drilling sections (8), measured in the common normal direction of the two adjacent borehole axis sections, and whereby one extraction drilling section (8) is drilled after the other and after the completion of an extraction drilling section (8) this Gewinnungsbohrabschnitt (8) gesichert wird. Extraction drilling section (8) is secured. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized gekennzeichnet, dass die Richtbohrtechnologie des Bohrgerätes mehrere Messeinheiten (24,25,26) mit unterschiedlichen Sensorsätzen aufweist, die in der Gewinnungsbohreinheit (19) angeordnet sind, und vermessungstechnische Navigations- und geophysikalische Gesteinsinformationen in einem Bohrloch erfassen und an characterized in that the directional drilling technology of the drilling rig comprises a plurality of measuring units (24,25,26) with different sensor sets arranged in the extraction drilling unit (19) and collecting surveying navigation and geophysical rock information in a borehole and transmitting it to ein über Tage angeordnetes Steuerungselement senden. a control element located above ground. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bohrens eine Reihe von Messungen durch eine erste Navigationsmesseinheit (24) und eine zweite Navigationsmesseinheit (26) durchgeführt wird, sodass eine erste Messwertreihe und eine zweite Messwertreihe 8. Method according to claim 7, characterized in that during drilling a series of measurements is carried out by a first navigation measuring unit (24) and a second navigation measuring unit (26), so that a first series of measured values and a second series of measured values innerhalb des Bohrloches erhalten wird. is obtained within the borehole. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erfassung der ersten Messwertreihe und der zweiten Messwertreihe der Bohrfortschritt gestoppt und anschließend die Gewinnungsbohreinheit (19) in Richtung vom Bohrlochtiefsten (21) weg rückwärts bewegt wird, wobei während der Rückwärtsbewegung der Gewinnungsbohreinheit (19) jeweils eine Reihe von Messungen durch die erste Navigationsmesseinheit (24) und durch die zweite Navigationsmesseinheit (26) durchgeführt wird, sodass eine dritte Messwertreihe sowie eine vierte Messwertreihe 9. Method according to claim 8, characterized in that after recording the first series of measured values and the second series of measured values, the drilling progress is stopped and then the extraction drilling unit (19) is moved backwards in the direction away from the borehole depth (21), wherein during the backward movement of the extraction drilling unit (19) a series of measurements is carried out by the first navigation measuring unit (24) and by the second navigation measuring unit (26), so that a third series of measured values and a fourth series of measured values innerhalb des Bohrloches erhalten werden. within the borehole. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch während der Rückwärtsbewegung durch eine in der Gewinnungsbohreinheit (19) angeordnete erste 10. Method according to claim 9, characterized in that the borehole is closed during the backward movement by a first Bohrlocherweiterungseinrichtung (27) erweitert wird. borehole expansion device (27). 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch 11. Method according to claim 9 or 10, characterized gekennzeichnet, dass nach Erfassung der dritten Messwertreihe und der vierten Messwertreihe die Rückwärtsbewegung der Gewinnungsbohreinheit (19) gestoppt und anschließend erneut in Bohrrichtung zum Bohrlochtiefsten (21) hin bewegt wird, wobei während der Bewegung zum Bohrlochtiefsten (21) eine Reihe von Messungen durch die erste Navigationsmesseinheit (24) und durch die zweite Navigationsmesseinheit (26) durchgeführt wird, sodass eine fünfte Messwertreihe sowie eine sechste characterized in that after recording the third series of measured values and the fourth series of measured values, the backward movement of the extraction drilling unit (19) is stopped and then moved again in the drilling direction towards the borehole depth (21), wherein during the movement towards the borehole depth (21) a series of measurements is carried out by the first navigation measuring unit (24) and by the second navigation measuring unit (26), so that a fifth series of measured values and a sixth Messwertreihe innerhalb des Bohrloches erhalten werden. A series of measured values can be obtained within the borehole. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch während der Vorwärtsbewegung durch eine in der Gewinnungsbohreinheit (19) angeordnete zweite 12. Method according to claim 11, characterized in that the borehole is drilled during the forward movement by a second drill bit arranged in the extraction drilling unit (19). Bohrlocherweiterungseinrichtung (28) erweitert wird. borehole expansion device (28). 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messwertreihe sowie gg£. die zweite Messwertreihe, die dritte Messwertreihe, die vierte Messwertreihe, die fünfte Messwertreihe sowie die sechste Messwertreihe einem zentralen Steuerungselement zugeführt werden, wobei im zentralen Steuerungselement aus den erhaltenen Messwertreihen die mittlere räumliche Lage der Bohrlochachse des Jeweiligen Bohrlochsegments 13. Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that the first series of measured values and, at the same time, the second series of measured values, the third series of measured values, the fourth series of measured values, the fifth series of measured values and the sixth series of measured values are fed to a central control element, wherein the central control element determines the mean spatial position of the borehole axis of the respective borehole segment from the series of measured values obtained. ermittelt wird. is determined. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrfortschritt an einem Punkt eines Gewinnungsbohrabschnittes gestoppt wird, wobei das Spülen des Bohrloches ununterbrochen fortgesetzt wird, und nach einer definierten Zeitdauer der Bohrvorgang wieder fortgesetzt wird, sodass das vor dem Stopp des 14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the drilling progress is stopped at a point of an extraction drilling section, the flushing of the borehole being continued uninterrupted, and after a defined period of time the drilling process is continued again so that the drilling progress prior to the stopping of the Bohrvorganges ausgebrachte Bohrklein von jenem nach dem drilling process from that after the Stopp des Bohrvorganges eindeutig unterschieden werden Stopping the drilling process can be clearly distinguished kann. can. 15. System zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend ein Bohrgerät mit Richtbohrtechnologie, welches ausgebildet ist, um eine Bohrlocherweiterung herzustellen, sowie Vorrichtungen zur 15. System for carrying out a method according to one of claims 1 to 14, comprising a drilling device with directional drilling technology, which is designed to produce a borehole extension, as well as devices for Sicherung der Bohrlöcher. Securing the boreholes.