Schlagwerkzeuge vs. Drehbohrwerkzeuge: Beide erzeugen Löcher, aber damit enden die Gemeinsamkeiten.
Im Bergbau und Bauwesen werden die Begriffe „Schlagbohrwerkzeug“ und „Rotationsbohrwerkzeug“ auf vielen Baustellen fälschlicherweise synonym verwendet. Beide dienen dazu, Löcher in Gestein zu bohren. Doch die Funktionsweise, die verwendeten Materialien und die jeweiligen Einsatzgebiete unterscheiden sich grundlegend. Die falsche Kategorie zu verwenden, ist nicht nur ineffizient, sondern auch teuer.
Hier die Aufschlüsselung.
Schlaginstrumente: Wirkung ist entscheidend
Schlagbohrgeräte – in der chinesischen Industrie als „Qianju“ bekannt – sind für harte, spröde Materialien wie Gestein und Beton konzipiert. Sie funktionieren durch Hämmern. Ein Kolben in einem Gesteinsbohrer oder einem DTH-Hammer schlägt auf das obere Ende des Bohrgestänges und erzeugt so eine Druckwelle, die sich über den Schaftadapter, das Bohrgestänge und schließlich auf den Meißel ausbreitet. Der Meißel bricht das Gestein durch konzentrierte Aufprallenergie, und die Rotation positioniert den Meißel für den nächsten Schlag an einer neuen Stelle.
Das Werkzeug selbst ist im Vergleich zu Drehbohrsystemen relativ einfach. Ein typisches Schlagbohrgestänge besteht aus drei oder vier Komponenten: dem Schaftadapter, der den Kolbenschlag aufnimmt, dem Bohrgestänge, das Energie und Spülmedium überträgt, der Kupplungshülse, die die Gestängeabschnitte verbindet, und dem Druckkopfmeißel an der Stirnseite. Das ist alles. Keine Stabilisatoren, keine Bohrgestänge, keine komplexen Bohrlochsohlenbaugruppen.
Schlagbohrgeräte sind im Bergbau, Tunnelbau, Untertagebau und bei der Felsverankerung weit verbreitet – überall dort, wo Sprenglöcher, Ankerlöcher oder Verpresslöcher in festem Gestein gebohrt werden. Die Bohrlöcher sind typischerweise kurz (einige Meter bis einige Dutzend Meter), und das Hauptziel ist Geschwindigkeit: Bohrloch bohren, Sprengladung oder Anker einsetzen, zum nächsten Bohrloch übergehen.
Drehbohrwerkzeuge: Gewicht, Rotation und Zirkulation
Drehbohrwerkzeuge – „Zuanju“ genannt – funktionieren nach einem anderen Prinzip. Anstatt zu hämmern, nutzen sie das Gewicht des Bohrers und die kontinuierliche Rotation, um das Gestein zu schneiden, abzuschaben oder zu zerkleinern. Das Bohrgestänge ist schwerer und komplexer. Unterhalb des Bohrrohrs befinden sich typischerweise Bohrkragen zur Gewichtsverteilung, Stabilisatoren zur Zentrierung der Bohreinheit und der Bohrer – oft ein Dreikegel-, ein PDC- oder ein Schleppmeißel –, der durch Rotation und Abwärtsdruck schneidet.
Die Spülung erfüllt einen doppelten Zweck: Sie kühlt den Bohrmeißel und transportiert das Bohrklein durch den Ringraum nach oben. In tiefen Bohrlöchern ist die hydraulische Auslegung des Spülkreislaufs ebenso wichtig wie die mechanische Auslegung des Bohrmeißels.
Rotationssysteme sind Standard in der Öl- und Gasindustrie, bei Tiefseebohrungen, in der Geothermie und bei geotechnischen Untersuchungen – Anwendungsbereiche, in denen Bohrungen Hunderte oder Tausende von Metern lang sind, Kernproben von entscheidender Bedeutung sind und die Richtungskontrolle über große Entfernungen unerlässlich ist. Die Bohrungen dauern länger, die Werkzeuge sind teurer, und die Konstruktion jeder einzelnen Komponente des Bohrstrangs ist entsprechend komplexer.
Wo die Grenzen verschwimmen
Es gibt eine Grauzone, die Beachtung verdient. Das Bohrhammerverfahren liegt zwischen den beiden Kategorien: Es nutzt die Schlagkraft am Bohrmeißel (ähnlich wie Schlagbohrwerkzeuge), arbeitet aber mit einem rotierenden Bohrgestänge und Druckluft als Spülmedium. Dreikegelbohrmeißel schließen die Lücke von der anderen Seite – sie zerkleinern Gestein durch eine Kombination aus Gewicht und Rotation und können härtere Gesteinsformationen bearbeiten als reine Schleppmeißel.
Für ein Unternehmen wie Gaea Rock sind die Kernprodukte – Schaftadapter, Gesteinsbohrgestänge, Knopfmeißel und DTH-Hämmer – fest im Bereich der Schlagbohrtechnik verankert. Die im Katalog enthaltenen Tricone-Bohrmeißel reichen jedoch auch in den Bereich der Drehbohrtechnik hinein. Das Verständnis, wo die einzelnen Werkzeugfamilien angesiedelt sind, hilft Käufern, von Anfang an das richtige Produkt für die jeweilige Anwendung zu finden.
