AMS-Online Ausgabe 01/2012 - Advanced Mining

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Ausgabe 01 | 2012 WEITERBILDUNG Abb. 6: Bau eines Brunnens [30] www.advanced-mining.com 8
Bohrrohr kann bei der Aufwärtsbewegung der Büchse ein Sog im Bohrloch erzeugt werden, der Bodenteile mitreißt. Durch sofortiges Fallenlassen der Büchse gelangt das derart gelöste Erdreich durch die Klappe in die Büchse. Nachdem dieser Vorgang für einige Minuten wiederholt wurde, kann die Büchse an die Tagesoberfläche gezogen und entleert werden. Nach Erreichen der gewünschten Endteufe, in der Regel bei Erreichen einer undurchlässigen Schicht, wird der Brunnen mit einem Filterrohr ausgebaut. Zuunterst wird ein an der Mantelfläche geschlossenes, ca. 1 Meter langes, Vollrohr eingebaut, das an der Unterseite verschlossen ist. Auf dieses Vollrohr werden die Filterrohre durch ein Trapezgewinde aufgeschraubt. Die Zentrierung der Filterrohre im Bohrloch, die für eine gleichmäßige Filterkiesschüttung notwendig ist, erfolgt über Abstandshalter im Brunnenrohr. Nachdem das letzte Filterrohr eingebaut wurde, kann mit der Kiesschüttung begonnen werden. In Abbildung 6 ist ein Blick von oben in das Bohrrohr möglich. Zu erkennen ist die zentrische Lage des Filterrohrs. In den so entstandenen Ringraum kann die Schüttung mit Kies und Quellton erfolgen. Im gewählten Beispiel besteht die Kiesschüttung aus Kiesen der Größenklasse 2 bis 3,15mm. Es handelt sich um einen speziellen Filterkies, der gereinigt wurde und keine scharfkantigen Anteile enthält. So kann verhindert werden, dass die Filterschlitze verstopfen. Die Schüttung des Filterkieses reicht bis ca. 1 Meter über dem Filterrohrbereich. Oberhalb der Filterkiesschüttung wird eine Schicht Quellton in Form von Pellets in den Brunnen eingebracht. Bei Kontakt mit Wasser beginnt der Quellvorgang des Tons und es bildet sich oberhalb der Filterkiesschicht eine einheitliche und wasserundurchlässige Schicht. Damit wird das Eindringen verunreinigten Oberflächenwassers in den unteren Filterbereich verhindert und gute hygienische Eigenschaften des Brunnens erreicht. Während der Schüttung von Kies und Ton wird das äußere Stahlbohrrohr abschnittsweise aus dem Boden gezogen. Bei diesem Arbeitsschritt ist besondere Vorsicht geboten, da ein zu weites Ziehen des Bohrrohres (oberhalb der fertig gestellten Kiesschüttung) ein Einbrechen des umgebenden Erdreiches zur Folge hätte. Nachdem die Kiesschüttung fertig gestellt wurde, muss der Brunnen entwickelt oder entsandet werden. Dabei werden drei Ziele verfolgt: Ausgabe 01 | 2012 WEITERBILDUNG • Der Schaden, der während des Bohrens dem wasserführenden Lockergestein durch Gefügeänderungen und Ablagerungen von Fremdpartikeln zugefügt worden ist, wird behoben. • Die Porosität und Durchlässigkeit des unmittelbar an den Brunnen angrenzenden Gesteins wird erhöht. • Das Korngefüge des Lockergesteins in der Umgebung des Brunnens wird derart stabilisiert, dass der Brunnen im späteren Dauerbetrieb keinen Sand mehr fördert. Beim Entwickeln eines Brunnens wird das Feinkorn aus den angrenzenden Filterkies- und Gebirgsschichten abgepumpt sowie vorhandene verdichtete Zonen zerstört. Dadurch erfolgt der Aufbau einer stabilen Filterschicht mit von außen nach innen zunehmender Korngröße, das heißt ein natürlicher Filter. In Richtung des Filterrohrs nimmt die Korngröße des Filterkieses zu, da die feinkörnigeren Partikel entfernt wurden. Zum Entsanden bzw. Entwickeln eines Brunnens wird eine spezielle Unterwassermotorpumpe in den Brunnen eingebaut. Zu Beginn des Entsandungsprozesses wird zunächst Wasser mit der halben späteren Förderleistung aus dem Brunnen abgepumpt. Dadurch wird ein plötzliches Zusetzen der Filterschlitze verhindert. Erst nachdem ein Teil der im Boden befindlichen Feinanteile abgepumpt wurden, kann die Förderleistung schrittweise gesteigert werden, bis 150% der späteren Förderleistung erreicht sind. Nachdem bei dieser Förderleistung kein Sand mehr gefördert wird, ist die Entsandung abgeschlossen. Die weiteren Bilder in Abbildung 6 beschreiben den Vorgang bei der Herstellung einer Brunnenstube. Hierfür wird ein etwa 1 m tiefes und 1,50 m breites Loch um den Brunnen gegraben. Der Untergrund wird mit einer Kiesschicht versehen, auf der ein Betonfundament gegossen wird. Um das Filterrohr wird der Brunnenkopf eingesetzt, da dieser im Betonfundament einbetoniert wird. Der Brunnenkopf dient dabei dem sicheren Verschluss des Brunnens und trägt später die Steigleitung an der die Pumpe angehängt wird. Der Abschlussdeckel des Brunnenkopfes enthält eine Belüftungseinrichtung, eine Kabeldurchführung, einen Grundwassermessstopfen und den Anschluss für die Brunnensteigleitung. Abbildung 7 zeigt den schematischen Aufbau eines Bohrbrunnens. Neben Kiesschüttungen kommen häufig auch Kiesklebefilter zum Einsatz. Hier ist die gewünschte Filterkieslage bereits auf dem Filterrohr aufgeklebt und ermöglicht so eine optimale Abstufung der Korngrößen. Kiesklebefilter bestehen aus einem kunststoffgebundenen Kiesmantel mit einem gelochten oder geschlitzten Rohr aus Metall oder Kunststoff. In Abbildung 8 sind Kiesklebefilterrohre dargestellt. www.advanced-mining.com 9
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