rohstoffe 2009 - Advanced Mining

Ausgabe 02 | 2009
TECHNOLOGIETRANSFER
Einsatz selbststeuernder Vertikalbohrsysteme in Bohrprojekten mit
höchsten Anforderungen an die Zielgenauigkeit
von Dipl.-Ing. Kai Schwarzburg
Geschäftsführer der MICON Drilling GmbH | Nienhagen | Deutschland
Bei der Erkundung und Erschließung von Lagerstätten im internationalen Bergbau kommen aufgrund
der zunehmenden Teufen vermehrt selbststeuernde Richt- und Zielbohrsysteme zum Einsatz.
Im Beitrag werden zwei abgeschlossene Projekte vorgestellt, in denen die Funktion und
Handhabung dieser Systeme erläutert wird.
Die Erkundung und Erschließung von Lagerstätten im
weltweiten Bergbau erfordert mit zunehmenden Teufen
vermehrt den Einsatz von zuverlässig arbeitenden selbststeuernden
Richt- und Zielbohrsystemen. Die Einsatzgebiete
dieser Systeme erstrecken sich hierbei über das
gesamte Spektrum der Bohrtechnik im Bergbau – von Gefrierbohrungen
über Entgasungsbohrungen bis hin zu Pilotbohrungen
für das Raise Boring. Im Folgenden werden
repräsentativ zwei abgeschlossene Projekte vorgestellt, in
denen die Funktion und Handhabung dieser, den Stand der
Technik definierenden Systeme erläutert wird:
• Niederbringung von Gefrierbohrungen mit einem Durchmesser
von 8 ½“ bis in eine Endteufe von 650 m in einem vorgegebene
Zielfenster von 0,3 m Durchmesser für ein Schachtbauprojekt
in Polen.
• Bohren eines Pilotlochs mit einem Durchmesser von 13 ¾“
bis in eine Teufe von 865 m in ein vorgegebenes Zielfenster
von ebenfalls 0,3 m Durchmesser für eine nachfolgende Raise
Bohrung im kanadischen Goldbergbau.
Die möglichen Kombinationen dieser ursprünglich für
spezifische Anwendungen entwickelten Systeme mit den
unterschiedlichen zur Verfügung stehenden und eingesetzten
Bohrsträngen und -anlagen sowie die stark variierende
Geologie in den unterschiedlichen Bereichen des
Bergbaus bei gleichmäßiger und zuverlässiger Funktionsweise
heben diese Selbststeuernden Systeme von der
herkömmlichen Richtbohrtechnik ab.
Aufbau und Funktionsweise des
MICON -RVDS
Im Bohrstrang wird das so genannte Rotary Vertical
Drilling System (RVDS) direkt hinter dem Rollenmeißel eingesetzt.
Das MICON-RVDS besteht dabei aus zwei 1,5 m
langen Komponenten (Abb. 1).
Die untere Komponente trägt auf einer nicht mitrotierenden
Hülse die Steuerrippen, sowie die Steuer- und
Abb. 1:
Schnittdarstellung des MICON-RVDS
Messelektronik. In der oberen Komponente sind die Energieversorgung,
die Datenübertragung und der Hydrauliktank
angeordnet.
Während des Bohrens werden kontinuierlich die aktuellen
Neigungswerte gemessen und mit den geforderten
Werten abgeglichen. Weichen die gemessenen Werte von
den geforderten Werten ab – wandert also das Werkzeug
aus der Vertikalen aus – werden die Steuerrippen aktiviert
und steuern dem Neigungsaufbau entgegen. Die aktuell
gemessenen Neigungswerte werden in Signale gewandelt
und von der unteren an die obere Komponente zur Übertragung
nach über Tage übergeben. Gleichzeitig werden
diese Messwerte neben anderen relevanten Daten wie
Spülstrom, Bohrlochtemperatur und Steuerstatus im RVDS
intern gespeichert.
Von der oberen Komponente aus werden die eingehenden
Signale mittels der so genannten Positiv-Puls-Technologie
nach über Tage übertragen. Ferner befinden sich
in der oberen Komponente eine Turbine und ein Hydrauliktank.
Durch den Spülstrom wird diese Turbine angetrieben.
An die Turbine sind ein elektrischer Generator und die
Hydraulikpumpen angeschlossen. Bei laufender Turbine
wird sowohl die benötigte elektrische Energie für die interne
Stromversorgung als auch der hydraulische Druck
zur Betätigung der Steuerrippen erzeugt. Im Hydrauliktank
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