DE19600592C2 - Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern, Minen o. dgl. kontaminiertes Gebiet - Google Patents
Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern, Minen o. dgl. kontaminiertes GebietInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von
Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern, Minen o. dgl.
kontaminiertes Gebiet.
Im Vorfeld von Bebauungsmaßnahmen von blindgängerverdächtigen
Flächen ist eine Sondierung und Freigabe durch die zugeordne
ten Behörden vorgeschrieben. Da die Bomben häufig in größeren
Tiefen liegen (4-10 m), ist eine Sondierung von der Erdober
fläche her in der Regel nicht möglich. Diese erfolgt vielmehr
durch Einbringen von Bohrungen in die Erdoberfläche und an
schließender Ausmessung (in vertikaler Richtung) der durch
Blindgänger hervorgerufenen magnetischen Störungen mittels
einer entsprechenden Magnetfeldsonde. Die genaue Lokalisie
rung der Blindgänger wird schließlich z. B. durch Triangula
tion mehrerer Bohrlochdaten vorgenommen.
Um bei den Bohrungen nicht versehentlich auf einen Blind
gänger aufzusetzen, wird aus Sicherheitsgründen in regel
mäßigen Abständen der Bohrvorgang unterbrochen und das
Bohrloch mit der Magnetfeldsonde ausgemessen.
Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren vor allem, daß der
gesamte Bohrvorgang außerordentlich zeitraubend ist und zu hohen
Sondierungskosten führt.
Aus der US 5,467,083 ist eine Vorrichtung zum Einbringen von
Bohrlöchern bekannt, die einen Erdbohrer mit Bohrmotor und einem
sich an den Bohrmotor anschließenden Schaftteil aus einem nicht
magnetischen Material umfaßt. In dem Schaftteil ist eine Magnet
feldsensoreinheit angeordnet, die über eine Datenübertragungsein
richtung mit einer Auswerteeinheit verbindbar ist.
Aus der DD 225 735 A1 ist ferner ein Verfahren zum Einbringen von
Bohrlöchern in ein mit Bombenblindgängern kontaminiertes Gebiet
bekannt. Dabei wird zunächst die Fläche am Bohrpunkt nach Stör
werten mittels einer Magnetmeßsonde untersucht. Bei festgestellter
Munitionsfreiheit wird eine Bohrung von z. B. 4 m Tiefe in den Erd
boden eingebracht, dann das Bohrloch mit einem Nichtmetallmantel
rohr gegen Einsturz gesichert und mit der Magnetmeßsonde der Erd
boden in 4 m Tiefe nach Störwerten untersucht. Falls erforderlich,
kann dieses Verfahren beliebig fortgesetzt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor
richtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der unter Be
achtung der erforderlichen Sicherheit entsprechende Bohrungen in
einem blindgängerverdächtigen Gebiet schnell einbringbar sind,
ohne daß hierunter die Genauigkeit der Erfassung eventueller
Blindgänger leidet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die
Unteransprüche.
Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, während
des Bohrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung magnetische Mes
sungen im spitzenseitigen Bereich des Bohrers durchzuführen und
den Bohrvorgang bei Annäherung an eine durch einen Blindgänger
hervorgerufene magnetische Störung zu unterbrechen. Hierzu wird
ein sehr kompakter Magnetfeldsensor in die Spitze des Erdbohrers
eingebaut. Wesentlich für die Funktion der Vorrichtung ist außer
dem, daß der Bohrer bzw. das gesamte Bohrgerät unmagnetisch ist,
so daß der empfindliche Magnetfeldsensor nicht in Sättigung gerät
und auch äußere magnetische Störungen registrieren kann.
Die Informationen über das äußere Magnetfeld werden von dem
Magnetfeldsensor in Form elektrischer Signale mittels einer
geeigneten Datenübertragungseinrichtung an eine Auswerteeinheit
übergeben. Diese registriert die Signale als Funktion der Bohr
tiefe oder Bohrzeit. Überschreiten die Signale vorgebbare Schwell
werte oder einen vorgebbaren Signalverlauf,
so kann der Bohrvorgang unterbrochen werden. Die gemessenen
Signale können außerdem zur Lokalisierungsbestimmung der
Blindgänger, etwa mit Hilfe einer Triangulation, herangezogen
werden.
Als Magnetfeldsensoren haben sich in der Praxis vor allem
Protonen-Resonanz-Magnetometer oder Caesium-Dampfmagnetometer
als vorteilhaft erwiesen. Beide Sensortypen können überdies
sehr kompakt aufgebaut werden.
Als Material für den Bohrer bzw. das gesamte Bohrgerät kommen
insbesondere Aluminium, Titan bzw. eine Legierung aus Alumi
nium oder Titan, aber auch keramische oder polymere Werkstof
fe (Kevlar) in Frage.
Um die Magnetfeldsonden gegebenenfalls auf einfache Weise
austauschen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
in dem spitzenseitigen Bereich des Erdbohrers eine Ausnehmung
vorzusehen, die vorderseitig durch eine auswechselbare Spitze
des Erdbohrers verschließbar und in die Magnetfeldsonde ein
setzbar ist.
Um eine kompakte Vorrichtung zu erhalten, werden die zur
Übertragung der Energieversorgung und/oder der Signale er
forderlichen elektrischen Leitungen zur oder von der Magnet
feldsonde im Inneren des Bohrers angeordnet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungs
beispiel.
In der Figur ist mit 1 ein aus einer Titanlegierung bestehen
der Erdbohrer bezeichnet, der in seinem spitzenseitigen Be
reich 2 eine Ausnehmung 3 enthält, in der ein Protonen-
Resonanz-Magnetometer 4 angeordnet ist. Die Ausnehmung 3 ist
spitzenseitig durch eine auswechselbare Bohrspitze 5 ver
schlossen.
Der Magnetfeldsensor 4 ist über zwei elektrische Leitungen 6,
7, die in einer axialen Bohrung 8 des Erdbohrers geführt
werden, mit einer nur schematisch angedeuteten Auswerte
einheit 9 verbunden. Die Auswerteeinheit 9 enthält in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel unter anderem auch die zum
Betrieb des Magnetfeldsensors 4 erforderliche Stromversorgung
sowie die zur Anzeige erforderlichen Anzeigegeräte.
Die mit Hilfe des Magnetfeldsensors 4 gewonnene Information
über das äußere Magnetfeld wird mittels der Leitungen 6, 7 an
die Auswerteeinheit 9 übergeben, die das Signal als Funktion
der Bohrtiefe oder Bohrzeit registriert. Überschreitet dieses
Signal einen vorgebbaren Schwellwert oder einen vorgebbaren
Signalverlauf, so kann der Bohrvorgang durch entsprechende
Steuersignale, die auf einen nicht dargestellten Bohrer
antrieb wirken, unterbrochen werden. Die von dem Magnetfeld
sensor 4 gemessenen und gegebenenfalls durch die Auswerte
einheit 9 vorverarbeiteten Signalwerte können außerdem auch
zur Lokalisierung der Blindgänger herangezogen werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend
beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann bei
spielsweise zur Übertragung der Meßdaten von dem Magnetfeld
sensor zur Auswerteeinheit anstatt einer drahtgebundenen auch
eine drahtlose Meßwerteübertragung vorgenommen werden, sofern
der Sensor mit einem entsprechenden Hochfrequenzsender ver
bunden ist.
Anstatt eines Resonanz-Magnetometers kann als Magnetfeld
sensor auch ein Caesium-Dampfmagnetometer oder ein anderer
Sensor ausreichender Empfindlichkeit verwendet werden.
1
Erdbohrer
2
spitzenseitiger Bereich
3
Ausnehmung
4
Magnetfeldsensor
5
Bohrspitze
6
,
7
elektrische Leitungen, Datenübertragungs
einrichtung
8
axiale Bohrung
9
Auswerteeinheit
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Einbringen von Bohrlöchern in ein mit Bomben
blindgängern oder Minen kontaminiertes Gebiet mit den
Merkmalen:
- a) die Vorrichtung enthält einen Erdbohrer (1) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff,
- b) im spitzenseitigen Bereich (2) des Erdbohrers (1) ist ein Magnetfeldsensor (4) zur Messung äußerer magneti scher Störungen angeordnet und
- c) der Magnetfeldsensor (4) ist über eine Datenübertra gungseinrichtung (6, 7) mit einer Auswerteeinheit (9) verbindbar.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem spitzenseitigen Bereich (2) des Erdbohrers (1)
eine Ausnehmung (3) vorgesehen ist, die vorderseitig
durch eine auswechselbare Spitze (5) des Erdbohrers (1)
verschließbar ist, und daß in der Ausnehmung (3) der
Magnetfeldsensor (4) austauschbar angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß es sich bei dem Magnetfeldsensor (4) um ein
Protonen-Resonanz-Magnetometer oder ein Caesium-Dampf
magnetometer handelt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die zur Übertragung der Energie
versorgung des Magnetfeldsensors (4) erforderlichen
elektrischen Leitungen (6, 7) im Inneren des Bohrers (1)
angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei der Datenübertragungs
einrichtung um elektrische Leitungen (6, 7) handelt,
welche axial im Inneren des Bohrers (1) geführt werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Erdbohrer (1) aus Aluminium,
Titan, einer Legierung aus Aluminium oder Titan, einem
keramischen oder einem polymeren Werkstoff (Kevlar)
besteht.
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1996
- 1996-01-10 DE DE19600592A patent/DE19600592C2/de not_active Expired - Fee Related
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