rohstoffe 2009 - Advanced Mining

Nach der Auswahl des geeigneten Bohrsystems und
der zu verwendenden Bohrkrone kann der Bohrfortschritt
durch geeignete Einstellungen der Einflussparameter entscheidend
beeinflusst werden. Die wichtigsten Einstellungen
betreffen die Belastung des Bohrwerkzeugs durch
Bohrandruck und Drehzahl sowie die hydraulischen Parameter
des Spülungssystems.
Der Drill-Off-Test dient der Ermittlung des maximalen
Bohrfortschrittes unter Abstimmung von Bohrandruck und
Werkzeugdrehzahl. Die Möglichkeiten sind vorhanden,
wenn bekannt ist, dass eine längere Strecke gleichen oder
gleich bohrbarem Gebirges bei Beginn des Meißelmarsches
ansteht.
Für die Durchführung des Drill-Off-Tests müssen die
Grenzwerte für Andruck und Drehzahl des eingesetzten
Meißels aus Herstellerangaben bekannt sein. Zur maximalen
Belastung ist eine maximale Drehzahl zu wählen.
Dann sollte ein Mindestandruckwert festgelegt werden,
der über dem Schwellenwert des Gebirges für das Eindringen
der Schneidwerkzeuge liegen sollte. In der Regel wird
das 10-fache bis 20-fache der einaxialen Druckfestigkeit
des Gebirges als Basis angenommen. Ausgehend von der
maximalen Drehzahl sind 3 bis 5 Drehzahlen, in Abständen
von 10 bis 20 U/min, zu fixieren. Ausgehend von diesen
Grundeinstellungen können die Einzelversuche durchgeführt
und ein Arbeitsblatt komplettiert werden.
Der Ablauf des Drill-Off-Tests wird nachstehend stichpunktartig
beschrieben:
• Nach kurzer Einlaufzeit wird der Meißel mit der Kombination
der ersten gewählten Drehzahl und dem gewählten maximalen
Andruck belastet.
• Bei festgelegter Bremse für den Bohrvorschub wird das
Werkzeug in Schritten von 20 kN freigebohrt. Die für das
Freibohren von jeweils 20 kN erforderliche Zeit in Sekunden
wird per Stoppuhr bestimmt und in eine Tabelle eingetragen.
Die erste Versuchsreihe ist mit dem Erreichen des minimalen
Bohrandruckes beendet.
• Mit der jeweils nachfolgend festgelegten Drehzahl wird in
gleicher Weise verfahren.
• Mit Hilfe der Zeitwerte aus der Tabelle wird ein Diagramm
angefertigt, das einen Graphen je Drehzahl enthält. Im untersten
Punkt dieser Graphen lässt sich die günstigste Kombination
von Drehzahl und Bohrandruck erkennen.
Ein Bespiel für einen Drill-Off-Test ist nachstehend dargestellt.
Zum Einsatz kommt ein Zahnrollenmeißel mit einem
Durchmesser von 6 Zoll (152 mm). Maximalwerte für
Bohrandruck und –drehzahl sind:
Ausgabe 02 | 2009
• 120 kN bei 80 U/min
• 60 kN bei 160 U/min
WEITERBILDUNG
Basierend auf diesen Werten wird die Spanne des Bohrandruckes
von 100 kN bis 68 kN gewählt. Die zu untersuchenden
Drehzahlbereiche sind 140 U/min, 110 U/min und
80 U/min. Die Ergebnisse der drei Testreihen sind in der
Tabelle 1 eingetragen und in Abbildung 18 graphisch ausgewertet.
Durch den Drill-Off-Test konnte ein maximaler Bohrfortschritt
für einen Andruck von ca. 86-90 kN bei einer Drehzahl
von 80 U/min ermittelt werden.
Tab. 1: Drill-Off-Test, Arbeitsblatt
Bohrandruck
in kN
Drehzahl in U/min
von bis 140 110 80
100 98 15 14 11
98 96 14 13 8
96 94 12 11 7
94 92 11 10 6
92 90 10 8 5
90 88 9 7 4
88 86 10 7 4
86 84 12 7 6
84 82 13 10 7
82 80 15 12 8
80 78 16 13 10
78 76 18 14 12
76 74 19 15 13
74 72 20 17 15
72 70 21 19 16
Abb. 18: Drill-Off-Test, graphische Auswertung
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