Ein technischer Einblick in das Down-the-Hole-Bohrverfahren. Verstehen Sie Hammer, Bohrkrone und Luftstrom, die eine überlegene Energieübertragung und Durchdringungsrate im Hartgestein ermöglichen.

TL;DR: Die Kerntechnologie des DTH-Bohrens

  • Funktionsweise: Ein pneumatischer Hammer schlägt direkt *im Bohrloch* auf die Bohrkrone, wodurch Energieverluste minimiert und die Schlagkraft auf das Gestein maximiert werden.
  • Warum es für Hartgestein besser ist: DTH-Bohrung liefert hochfrequente, hochwirksame Energie für eine schnellere Durchdringung mit deutlich weniger Bohrlochabweichung als andere Methoden.
  • Schlüsselkomponenten: Die Systemleistung beruht auf dem Zusammenspiel von DTH-Hammer, einer speziellen Bohrkrone und einem leistungsstarken Luftkompressor.
  • Nächster Schritt: Tauchen Sie in den Aufbau der fünf Hauptkomponenten ein, um die Mechanik hinter der Leistung zu verstehen.
Haben Sie technische Fragen zur Integration der DTH-Technologie? Unsere Ingenieure helfen Ihnen gerne weiter.

DTH潜孔钻.webpWas ist Down-The-Hole (DTH)-Bohren?

Im Kern ist das Down-The-Hole-Bohren ein schlagendes Bohrverfahren. Im Gegensatz zu Top-Hammer-Anlagen, bei denen der Schlagmechanismus außerhalb des Lochs auf dem Bohrgerät sitzt, befindet sich beim DTH-System der Hammer – das eigentliche Arbeitselement – direkt am Bohrlochgrund. Druckluft ist das Lebenselixier dieses Prozesses und erfüllt zwei Aufgaben: Sie treibt den Kolben im Hammer an, um auf die Bohrkrone zu schlagen, und die Abluft spült anschließend das zertrümmerte Bohrgut nach oben aus dem Loch. Dieses Grundprinzip ist die Quelle der hohen Energieübertragungseffizienz, da die Schlagenergie nicht durch eine lange Bohrstange übertragen werden muss.

Systemarchitektur: Wie die Komponenten zusammenarbeiten

Ein DTH-Bohrsystem ist eine Abfolge verbundener Komponenten, die für einen Zweck konzipiert sind: effizientes Brechen von Gestein. Der Prozessablauf ist einfach:
  • Der Luftkompressor des Bohrgeräts erzeugt Hochdruckluft.
  • Die Luft strömt durch die Dreheinheit und die hohlen Bohrstangen nach unten.
  • Sie gelangt in den DTH-Hammer, wo sie einen Kolben antreibt, der mit hoher Frequenz auf die Rückseite der Bohrkrone schlägt.
  • Die Bohrkrone zerkleinert das Gestein, während die Dreheinheit die Bohrstange langsam dreht, um die gesamte Bohrlochsohle zu bearbeiten.
  • Die Abluft aus dem Hammer spült die Gesteinsspäne kraftvoll durch den Ringraum zwischen Bohrstange und Bohrlochwand nach oben.

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Aufbau eines DTH-Systems: 5 Schlüsselkomponenten

Die Leistung einer DTH-Anlage wird durch die Qualität und das Zusammenspiel ihrer Kernkomponenten bestimmt.
Komponente
Funktion & Mechanismus
Typische Parameterbereiche & Hinweise
DTH-Hammer
Das Herzstück des Systems. Wandelt pneumatische Energie durch einen internen, hin- und hergehenden Kolben in kinetische Schlagenergie um.
Modelle werden nach Größe klassifiziert (z. B. 3", 4", 5"-Klasse). Die Auswahl hängt vom Bohrlochdurchmesser und der benötigten Schlagenergie ab.
 Bohrkrone
Das Verschleißteil, das mit dem Gestein in Kontakt kommt. Ausgestattet mit Hartmetallknöpfen zum Zerkleinern und Brechen des Materials.
Typen umfassen Flach-, Konkav- und Konvexausführungen mit kugelförmigen oder ballistischen Knöpfen. Ein Knopfmeißel für Granit ist für Verschleißfestigkeit in abrasivem Gestein ausgelegt.
Bohrstangen
Hohle, dickwandige Rohre, die Drehmoment und Vorschubkraft auf den Hammer übertragen und gleichzeitig als Leitung für Druckluft dienen.
Korrektes Kuppeln und Gewindepflege der Bohrstangen sind entscheidend, um Energieverluste und Komponentenausfälle zu vermeiden.
Dreheinheit
Ein hydraulischer oder pneumatischer Motor am Bohrgerät, der der Bohrstange eine langsame, drehmomentstarke Rotation verleiht.
Die Drehzahl ist typischerweise niedrig (z. B. 15–75 U/min). Sie schneidet das Gestein nicht, sondern sorgt dafür, dass die Krone bei jedem Schlag eine neue Fläche trifft.
 Luftkompressor
Die Energiequelle. Muss ausreichend Luftvolumen (CFM) bei hohem Druck (PSI/bar) liefern, um den Hammer anzutreiben und das Bohrloch zu spülen.
Dies ist ein entscheidender Systemabgleich. Unzureichender CFM eines Hochdruck-Luftkompressors ist die häufigste Ursache für schlechte Bohrleistung.

Warum DTH im Hartgestein dem Top-Hammer überlegen ist

Beide sind schlagende Verfahren, aber der Standort des Hammers macht den Unterschied. Laut Branchenquellen wie dem NIOSH Mining Program, das Bohrleistungen erforscht, ist der Energieverlust in der Bohrstange ein entscheidender Faktor. Beim Top-Hammer-System muss die Schlagenergie vom Bohrgerät durch die gesamte Bohrstange übertragen werden und verliert an jedem Gelenk Energie. Beim DTH ist dieser Verlust nahezu null.

DTH-Bohrvorteil

Der Hammer sitzt unten und liefert den direkten Schlag. Das führt zu einer deutlich höheren Bohrgeschwindigkeit, besonders bei Bohrungen, die tiefer als einige Meter sind. Zudem entstehen weniger Lärm und Vibrationen am Gerät.

Top-Hammer-Einschränkung

Der Hammer sitzt oben. Mit jeder weiteren Bohrstange geht Energie verloren. Das reduziert die Bohrgeschwindigkeit in tieferen Löchern erheblich und erhöht das Risiko von Bohrlochabweichungen aufgrund der geringeren Steifigkeit der Bohrstange.
 

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Häufige Fehler und wie man sie vermeidet

Selbst das robusteste System erfordert korrekte Bedienung und Wartung. Die proaktive Behebung dieser häufigen Probleme ist entscheidend, um Ausfallzeiten zu vermeiden.
Problem / Symptom
Hauptursache(n)
Abhilfe & Lösung
Reduzierte Bohrgeschwindigkeit
Unzureichender Luftdruck/-volumen; abgenutzte Bohrkrone; falsche Hammer-Schmierung.
Überprüfen Sie, ob die Kompressorleistung zu den Hammer-Spezifikationen passt. Inspizieren und ersetzen Sie abgenutzte Kronen. Halten Sie den Schmierplan für den Hammer im Hartgestein ein.
Übermäßige Bohrlochabweichung
Falsche Ansatztechnik; falscher Vorschubdruck; instabiler Untergrund.
Beginnen Sie Bohrungen mit reduzierter Leistung. Passen Sie den Vorschubdruck an die Gesteinsbedingungen an. Stellen Sie sicher, dass das Gerät auf einer ebenen, stabilen Fläche steht.
Festsitzende Bohrstange
Unzureichende Spülung; Bohrlochzusammenbruch in gebrochenem Gestein; plötzlicher Luftverlust.
Sorgen Sie für ausreichendes Luftvolumen zur Spülung. Vermeiden Sie das Bohren in stark zerklüfteten Zonen, wenn möglich. Überprüfen Sie regelmäßig die Luftleitungen auf Undichtigkeiten.
Vorzeitiger Hammerausfall
Mangelnde Schmierung; Eindringen von Wasser/Schmutz; Betrieb des Hammers ohne Last.
Halten Sie sich strikt an die Wartungsvorschriften für DTH-Hämmer, insbesondere zur Schmierung. Filter sauber halten. "Trockenlauf" vermeiden.

Systemkompatibilität: Integration in Ihre Anlage

Moderne DTH-Bohranlagen können mehr als nur Einzelmaschinen sein. Für Steinbrüche, die auf Automatisierung und Datenerfassung setzen, ist Systemkompatibilität entscheidend. Viele fortschrittliche Anlagen bieten PLC (Programmierbare Logiksteuerung)-Integrationsmöglichkeiten. So kann das Bohrgerät mit dem zentralen Leitsystem der Anlage kommunizieren. Für den Datenaustausch stehen Protokolle wie OPC UA oder Profinet zur Verfügung, die eine Echtzeitüberwachung der Bohrparameter, automatisierte Berichte und Fernwartung ermöglichen. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl einer Anlage Ihre langfristige Automatisierungsstrategie.

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FAQs zur DTH-Bohrtechnologie

Was ist der Hauptgrund für die höhere Energieübertragungseffizienz von DTH?

Der Hauptgrund ist die Position des Hammers; er schlägt direkt am Bohrlochgrund auf die Krone, wodurch Energieverluste durch die Bohrstange entfallen.
  • Kontext:Bei Top-Hammer-Systemen geht an jedem Stangenübergang Energie verloren, was die Schlagkraft insbesondere in tiefen Löchern schwächt.
  • Vorteile:Dieser direkte Schlag bewirkt, dass ein viel größerer Prozentsatz der Geräteleistung in Gesteinszertrümmerung umgesetzt wird, was die Bohrgeschwindigkeit erhöht.
  • Nächster Schritt:Vergleichen Sie bei der Bewertung von Anlagen die angegebene Energieabgabe des Hammers, nicht nur die Motorleistung.

Wie unterscheidet sich der Hammer für Hartgestein von dem für Weichgestein?

Hämmer für Hartgestein arbeiten in der Regel mit höherem Luftdruck und liefern bei jedem Schlag mehr Schlagenergie.
  • Kontext:Hartes, kompaktes Gestein wie Basalt erfordert enorme Kraft zum Brechen, während weicheres Gestein mit weniger Energie gebrochen werden kann.
  • Vorteile:Die richtige Hammerauswahl verhindert Unterleistung (zu schwach) oder übermäßigen Verschleiß und Werkzeugschäden (zu stark für das Gestein).
  • Nächster Schritt:Geben Sie bei der Beratung mit unseren Ingenieuren Ihren Hauptgesteinstyp an (z. B. Basalt-Hartgestein), um die richtige Hammerauswahl sicherzustellen.

Warum ist die Wartung der Bohrstangenkupplung so wichtig?

Die Kupplungen (Gewinde) sind entscheidend für die Übertragung der Rotation und eine luftdichte Abdichtung, damit die Luft den Hammer erreicht.
  • Kontext:Beschädigte oder schlecht geschmierte Gewinde können Luft verlieren, festfressen oder sogar brechen, was zum Verlust der Bohrstange im Loch führen kann.
  • Vorteile:Regelmäßige Wartung stellt sicher, dass der volle Luftdruck den Hammer erreicht und teure Ausfallzeiten durch verlorene Stangen vermieden werden.
  • Nächster Schritt:Führen Sie täglich das Reinigen und Fetten der Bohrstangengewinde als Teil Ihrer Vorbetriebs-Checkliste durch.

Kann ich jeden Hochdruck-Luftkompressor verwenden?

Nein, Sie müssen einen Kompressor verwenden, der die spezifischen Anforderungen an CFM (Kubikfuß pro Minute) und Druck (PSI/bar) Ihres DTH-Hammers erfüllt oder übertrifft.
  • Kontext:Ein zu kleiner Kompressor ist die häufigste Ursache für schlechte Bohrleistung, da dem Hammer die Energie fehlt.
  • Vorteile:Ein korrekt dimensionierter Kompressor sorgt dafür, dass der Hammer mit der vorgesehenen Frequenz und Schlagkraft arbeitet und so die Bohrgeschwindigkeit maximiert wird.
  • Nächster Schritt:Beziehen Sie sich immer auf das technische Datenblatt des Hammers bezüglich des Luftverbrauchs, bevor Sie ihn mit einem Kompressor kombinieren.

Welche Rolle hat die Dreheinheit, wenn der Hammer die Arbeit macht?

Die Aufgabe der Dreheinheit ist es, die Krone langsam zu drehen, damit jeder Hammerschlag eine neue Gesteinsfläche trifft.
  • Kontext:Ohne Rotation würde die Krone immer nur dieselbe Stelle zerkleinern. Dieser Vorgang, das sogenannte Indexieren, ist entscheidend für den Bohrfortschritt.
  • Vorteile:Die richtige Drehzahl sorgt für gleichmäßigen Verschleiß der Krone und effizientes Brechen der gesamten Bohrlochsohle.
  • Nächster Schritt:Passen Sie die Drehzahl an die Gesteinsbedingungen an – langsamer für härteres Gestein, etwas schneller für weicheres Gestein.