DE3327038C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sprengtech­ nischen Zerlegung unter Verwendung von Bohrlöchern, insbesondere von kurzen Bohrlöchern, bei dem eine Spreng­ ladung am unteren Teil des Bohrlochs angeordnet und der oberste Bohrlochteil verschlossen wird.

Die Bohrlochsprengtechnik ist das gängige Trenn- und Zer­ kleinerungsverfahren der Erz- und Nutzsteingewinnung, z.B. im Bergbau und Steinbruch und ein kostengünstiges Verfahren beim Abbruch massiver Betonstukturen (Handbuch Sprengtechnik, VED Deutscher Verlag für Grundstoff­ industrie, Leipzig 1980; Schälen, Trennen und Abbrechen von Betonbauteilen, R. Lindner, Verlag Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin-München 1982). Hierbei werden sowohl Bohr­ löcher von bis zu 12 m Länge, in zunehmendem Maße aber auch kurze Bohrlöcher von unter 1 m Länge eingesetzt. Im Sinne einer ökonomischen Nutzung der Sprengstoffenergie ist es wesentlich, daß die hochkomprimierten Sprengschwa­ den nach der Detonation der Bohrlochladung möglichst lange im Bohrloch anstehen. Hierdurch wird eine ent­ sprechend starke Aufweitung der bei der Detonation ent­ standenen Risse in dem das Bohrloch umgebenden massiven Material erreicht. Die Dichte und Ausrichtung des Riß­ netzes läßt sich durch Sprengstoffmenge, Anordnung der Bohrlöcher und die Art der Ankopplung des Sprengschlags an die Bohrlochwand steuern.

Bei den bekannten Verfahren zur Bohrlochsprengung wird das oberste Bohrlochteil mit Bohrmehl, Wasser, trockenem oder feuchtem Sand gefüllt. Bei waagerecht oder schräg nach oben angebrachten Bohrlöchern werden Verschlußpatro­ nen oder Letten eingesetzt. Mit dem Erfolg einer Wir­ kungssteigerung von etwa 20% wurden bereits auch schon Holzstopfen zum Verschließen von Bohrlöchern in festem Gestein eingesetzt (Verdämmen von Sprengladungen, K. Kure, Tagungsvortrag "Fels- und Gewinnungssprengtechnik Übertage" Essen, 3./4.2.1983).

Bei langen Bohrlöchern läßt sich eine Wirkungssteigerung der Sprengladung durch Auslösen der detonativen Umsetzung im Bohrlochtiefsten anstatt im Bohrlochmund erzielen. Bei langen Ladesäulen wird erfolgreich auch die Methode des Zwischenbesatzes verwendet. Unter Zwischenbesatz versteht man die ein- oder mehrfache Unterbrechung der Spreng­ stoffsäule durch Besatz-(meist Sand)Elemente. Wirksame Verfahren zur Sprengung unter Verwendung von besonders kurzen Bohrlöchern, die z.B. zur Zerlegung von radioaktiv verseuchten Kraftwerkkomponenten herangezogen werden kön­ nen, sind nicht bekannt. Die nach bekannten Methoden bei langen Bohrlöchern eingesetzten Füllungen werden hier mit der Detonation der Ladung praktisch ausgeblasen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren zur Sprengung, insbesondere unter Verwendung von kurzen Bohrlöchern von weniger als mit 1 m Länge zu entwickeln, mit dem eine optimale Nutzung der Sprengstoffschwadenwirkung erzielt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das oberste Bohrlochteil mit einem Gummistopfen verschlossen und zusätzlich mit einem schnell abbindenden Material ge­ füllt wird. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 erläutert.

Erfindungsgemäß wird zum Verschließen von Bohrlöchern ei­ ne Kombination aus einem Gummistopfen und einem schnell abbindenden Material, vorzugsweise auf Zementbasis, ein­ gesetzt. Durch die Gummieinlage wird einerseits eine Trennung zwischen Sprengstoff und Besatz hergestellt, an­ dererseits wird durch die Materialeigenschaften des Gum­ mis, insbesondere seine hohe Elastizität, die Zertrümme­ rung des Füllmaterials bereits durch die Detonationsstoß­ welle verhindert. Zusätzlich zu diesen beiden Komponenten kann auch eine Metalleinlage bzw. -auflage verwendet wer­ den, die so angelegt ist, daß sie sich durch die Stoß­ welle bei der Detonation der Sprengladung in der Bohr­ lochwand verkeilt und so den Stopfen von dem anstehenden Schwadendruck entlastet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie anhand der schematischen Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1-4 Vorteilhafte Ausführungsformen zum Ver­ schließen eines kurzen Bohrloches.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird auf dem Boden des Bohrloches 1 eine Sprengladung 2 einge­ bracht. Das oberste Teil des Bohrloches wird durch einen Gummistopfen 3 so verschlossen, daß zwischen dem Gummi­ stopfen und der Sprengladung ein Luftraum 4 entsteht. Gegebenenfalls kann dieser Luftspalt aber auch mit einem üblichen Füllmaterial, wie Sand u.dgl., gefüllt werden. Die der Sprengladung 2 zugewandte Fläche des Gummi­ stopfens besteht vorzugsweise aus einer verstärkten Gum­ mischicht 5. Die Verstärkung kann z.B. durch Einbau von Glasfasern erzielt werden.

Der Gummistopfen 3 weist eine zentrale Bohrung 6 auf, die in diesem Fall eine konische Abschrägung besitzt. Diese Höhlung 6 wird mit dem Füllmaterial 7, z.B. Quellzement, schnell abbindende Kunststoffzementmischung o.dgl., gefüllt. Nach dem Abbinden wird somit ein radialer Druck an die Bohrlochwandung erzielt. Zum Zünden der Sprengla­ dung kann die Zündschnur 8 durch den Stopfen bzw. das Füllmaterial hindurch nach Außen geführt werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird ein Gum­ mistopfen 9 etwas tiefer in das Bohrloch 1 eingesetzt. Die der Sprengladung 2 zugewandte Fläche des Gummi­ stopfens wird mit einem kegelförmigen (ca. 160°) Stahl­ profil 10 abgeschlossen. Vorzugsweise wird an diesem Stahlkegel 10 eine weitere Sprengladung 11 zum Durchbie­ gen und Verkeilen des Stahlkegels, meist eine Verfor­ mungsladung, angebracht. Die Zündschnur 8 kann auch in diesem Falle durch den Stopfen hindurch nach Außen ge­ führt werden. Das Füllmaterial 12 wird dann auf den Gum­ mistopfen 9 aufgebracht.

In Fig. 3 wird eine weitere Möglichkeit zum erfindungs­ gemäßen Verschließen eines kurzen Bohrlochs gezeigt. Hierbei wird ebenfalls ein Gummistopfen 13 mit Durchfüh­ rung 14 eingesetzt. Darauf wird das Füllmaterial 12 auf­ gebracht, das z.B. aus Quellzement besteht. In das Füll­ material wird anliegend an die Wandung des Bohrloches ein Stauchzylinder 15 eingegossen. Dadurch wird eine beson­ dere Druckwirkung an die Bohrlochwandung erzielt, so daß die Verweildauer des Stopfens im Bohrloch erhöht wird.

Nach der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird anstelle eines Stauchzylinders das Füllmaterial 12 verstärkt. Hierfür kann z.B. faserbewehrter Beton eingesetzt werden. Als Be­ wehrung eignen sich insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Stahlfäden u.dgl.

Bei allen Ausführungsformen sollte der verschlossene Teil des Bohrloches etwa 1/3 bis 1/2 der gesamten Bohrlochlän­ ge betragen. Im Prinzip ist es jedoch auch möglich, daß auf den Luftspalt zwischen dem Verschluß und der Spreng­ ladung verzichtet wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur sprengtechnischen Zerlegung unter Verwendung von Bohrlöchern, insbesondere von kurzen Bohrlöchern, bei dem eine Sprengladung am unteren Teil des Bohrlochs angeordnet und das oberste Bohrlochteil verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das oberste Bohrlochteil mit einem Gummistopfen verschlossen und zusätzlich mit einem schnell abbindenden Material gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmaterial Quellzement, Kunststoffzement, Lehm, Ton oder Beton verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Füllmaterial mit Glasfasern, Kohlefasern, Stahlfäden o.dgl. verstärkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohler Gummistopfen verwendet wird und das Füllmaterial in die Höhlung des Gummi­ stopfens eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial auf den tiefer in das Bohrloch eingeführten Gummistopfen aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sprengladung zugewandte Fläche des Gummistopfens mit einer verstärkten, vor­ zugsweise mit Glasfasern verstärkten Gummischeibe versehen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sprengladung zugewandte Fläche des Gummistopfens bzw. der Gummischeibe mit einer Metallauflage versehen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallauflage ein Stahlkegelprofil verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Spitze des Stahlkegels eine geringe Menge zusätzliche Sprengladung befestigt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in das Füllmaterial, anliegend an die Bohrlochwandung Stauchzylinder eingebettet wer­ den.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gummistopfen und der am Boden des Bohrlochs liegenden Sprengladung ein Luftspalt vorgesehen wird, der gegebenenfalls mit Sand gefüllt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des verschlossenen oberen Teils des Bohrlochs 1/3 bis 1/2 der gesamten Bohrlochlänge beträgt.