Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu entwickeln und vorzuschlagen, das es ermöglicht, die durch den Bergbau freigesetzten Grubengasmengen möglichst weitgehend hereinzugewinnen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Bohrlöcher zunächst senkrecht ins Gebirge gestoßen und dann gezielt so abgelenkt und orientiert werden, dass die infolge der Abbaueinwirkungen in diesem Bereich entstandenen oder entstehenden Gaszirkulationswege senkrecht bis diagonal sowohl in Streich- als auch in Einfallrichtung betrachtet, durchbohrt werden.

Die Erfindung ermöglicht es durch die Orientierung der entsprechenden Bohrlöcher bzw. Bohrungen, dass diese den Tatbestand nutzt, dass zwar der übliche Einwirkungs- oder Einflusswinkel, der in der Regel zwischen 50 gon und 100 gon beträgt, die Bergschäden über Tage zur Seite hin begrenzt, dass aber die Abbaueinwirkungen darüber hinaus wirken und asymptotisch zu Null gehen, was insbesondere die Gaswegsamkeit im Gebirge betrifft bzw. die entstehenden Gaszirkulationswege. Die im Bereich des Einwirkungs- oder Einflusswinkels erfassten oder entstehenden Senkungen sind für das Verfahren insofern von Interesse, als dadurch Schieflagen und Krümmungen und horizontale Zerrungen und Pressungen sowie senkrechte Streckungen und Stauchungen entstehen. Wesentlich für die Zirkulation des Grubengases und die Orientierung der Bohrlöcher zur Gewinnung des Grubengases sind vor allem die horizontalen Zerrungen und senkrechten Streckungen des Gebirges, denn diese öffnen die Klüfte und Aufscherungen und Abbau bedingten Risse und blättern die Schichtflächen oberhalb des Abbaus vorteilhaft auf. Dazu kommen außerhalb bzw. seitlich des Abbaus konvexe Krümmungen, die dort einen Anlass für gaszirkulationsrelevante Zerrungen des Gebirges sind. Zerrungen und Streckungen lassen artifiziell Gaswegsamkeiten bzw. Gaszirkulationswege entstehen, die durch das Verfahren gemäß der Erfindung aufgeschlossen werden und für die Grubengasgewinnung benutzt werden, dies vor allem zwischen dem Grenzwinkel für Abbaueinwirkung über Tage, d. h. also im Bereich des Senkungstroges und dem Grenzwinkel für Grubengaszirkulation infolge Abbau bzw. bergmännischer Tätigkeit. Die Erfindung berücksichtigt weiter, dass zunächst oberhalb des Abbaus gaszirkulationsrelevante Aufblätterungen und neben dem Abbau Zerrrungen entstehen. Dadurch wird das Grubengas mit Abklingen der Aufblätterung zur Seite in den dortigen Zerrungsbereich gedrückt. Dieser Bereich geht über den Einwirkungswinkel, der etwa 99 % der Senkungen erfasst, weit hinaus. Mit diesem Einwirkungswinkel werden nämlich 92 % der Zerrungen und Pressungen sowie der Krümmungen erfasst, die aber relevant für die Gaszirkulationswege sind, die das Gas auch in den Bereich außerhalb des Einwirkungs- und Einflusswinkels des Abbaus treibt. Berücksichtigt man die durch die Abbautätigkeit entstehenden Gebirgsbewegungen, so errechnet sich ein Einwirkungswinkel von 18 gon, da erst dann die Zerrungen aus Krümmungen und die Zerrungen aus unterschiedlichen Verschiebungen überall im Gebirge gleiche Werte haben und somit die Gebirgsharmonie wiederhergestellt ist. Innerhalb dieses Bereiches, d. h. also insbesondere jenseits des Senkungstroges bis zu den Rändern des Einwirkungswinkels (18 gon) migriert das Grubengas und gelangt über große Flächen verteilt in die Atmosphäre. Dadurch entsteht eine beachtliche Bedeutung für das Kyoto-Protokoll, denn dieses Grubengas belastet die Umwelt, obwohl es wegen der großen Fläche und der stetigen Gaszirkulation sowie der weitläufigen Austritte aus dem Boden messtechnisch schwer zu bestimmen ist. Mit der erfindungsgemäßen Orientierung der Bohrlöcher zur Grubengasgewinnung wird nun dieses Grubengas hereingewonnen und kann nutzbar gemacht werden. Dabei ist die Umweltbelastung nicht nur auf die Zeit während des Abbaus von Steinkohle beschränkt, sondern auch auf die Zeit danach, denn die Klüfte, Scherflächen und Risse bleiben geöffnet, solange darunter oder im Umfeld kein Abbau geführt wird, bei dem die Zirkulationswege zugepresst werden. Vorteilhaft ist dabei weiter, dass die einmal geweiteten Zirkulationswege für das Grubengas mehr oder weniger senkrecht einfallen und durch den Überlagerungsdruck nicht zugepresst werden. Damit besteht für den gesamten Zeitraum die Möglichkeit, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens das die Umwelt ansonsten belastende Grubengas abzusaugen und nutzbar zu machen.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bohrlöcher außerhalb oder innerhalb des Grenzwinkels für Grubengaszirkulation orientiert und möglichst horizontal und oberhalb des Abbauniveaus abgelenkt werden. Die Anordnung der Bohrlöcher außerhalb des Einwirkungs- oder Einflusswinkels der Abbaueinwirkungen hat den Vorteil, dass die Bohrlöcher lange genug stehen können, um der Grubengasgewinnung zur Verfügung zu stehen. Von daher werden sie in der Regel innerhalb des Grenzwinkels für die Grubengaszirkulation hergestellt, seltener noch außerhalb dieses Grenzwinkels. Sie werden zunächst einmal senkrecht in den Erdboden eingebracht, um dann gezielt in Richtung Abbau abgelenkt und damit in den Bereich der Gaszirkulationswege zu gelangen.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, dass die Bohrlöcher in horizontalen Zielbereichen in Richtung Abbau oder in die entgegengesetzte Richtung orientiert werden, wobei die Richtung im Wesentlichen davon abhängt, wo die senkrechte Bohrung gestoßen worden ist. Wichtig ist dabei, dass auf diese Art und Weise die senkrecht stehenden und durch den Abbau entstandenen Gaszirkulationswege angefahren und durchfahren werden.

Dementsprechend sieht eine Weiterbildung vor, dass die Bohrlöcher in Abbaurichtung abgelenkt und die artifiziell geöffneten Zirkulationswege nicht unterbaut werden. Durch das Unterbauen besteht die Gefahr, dass die artifiziell geöffneten Zirkulationswege so beeinflusst werden, dass sie entweder sich ganz schließen oder aber sich so verändern, dass dann die gewünschte Gasgewinnung nicht mehr möglich ist.

Der Abbau im Steinkohlenbergbau wirkt im Wesentlichen auf die über dem Abbau befindlichen Gebirgsbereiche ein, sodass die Erfindung sinnvollerweise vorsieht, dass die Bohrlöcher über den laufenden und/oder geplanten Abbau geführt werden, um hier eine Hereingewinnung des Gases sicherzustellen.

Der mehrfach erwähnte Senkungstrog bzw. der Einwirkungs- oder Einflusswinkel der Abbaueinwirkungen ist der Ausgangspunk der Aufblätterungen, weshalb es zweckmäßig ist, wenn die Bohrlöcher senkrecht oder diagonal zur Abbaurichtung angeordnet werden oder auch abgelenkt werden, sodass sie genau in diesen Bereich hineingelangen. Damit werden die Zirkulationswege mehr oder weniger senkrecht bis diagonal sowohl in Streich- als auch in Einfallrichtung durchbohrt. Dadurch gelingt es, das Grubengas auch seitlich der Abbauflächen zwischen dem üblichen Einflusswinkel für die Anforderungen der Bergschädenbearbeitung, d. h. zwischen dem so genannten Senkungstrog und dem Grenzwinkel für die Grubengaszirkulation hereinzugewinnen.

Üblicherweise werden im Bergbau die einzelnen Flöze in Abbaustreifen unterteilt hereingewonnen. Dies berücksichtigt das Verfahren insofern, als die Bohrlöcher so orientiert werden, dass die Aufteilung der Abbaufläche in mehrere Abbaubetriebe/Abbaustreifen berücksichtigend orientiert werden. Insbesondere werden die Bohrlöcher so orientiert, dass die einzelnen Abbaustreifen eine Einheit bilden bzw. dass zwei oder mehrere Abbaustreifen eine Einheit bilden. Dadurch ist eine Anpassung auch an sich ändernde Gegebenheiten möglich, sodass das Verfahren vielseitig eingesetzt werden kann.

Schließlich sieht die Erfindung vor, dass das abgesaugte Grubengas der Energieversorgung zugeführt wird, was auch deshalb optimal möglich ist, weil relativ reines Grubengas mit hohen Prozenten hereingewonnen werden kann und zwar mit deutlich über 50 % Methan im Methan-Luftgemisch.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass unter Berücksichtigung der bestehenden Auflagen nicht nur Grubengas im Bereich des Abbaus selbst hereingewonnen wird, sondern auch in den Nachbarbereichen, die bisher für die Grubengasgewinnung völlig unberücksichtigt blieben. Damit können unter Berücksichtigung des Kyoto-Protokolls Umweltbelastungen deutlich reduziert oder gar ganz vermieden werden, weil man eben auch in den Bereichen Grubengas hereingewinnt, in die das Grubengas aufgrund der Abbaueinwirkungen migriert ist und unter Umständen lange gespeichert bleibt, die bisher völlig unberücksichtigt blieben. Diese Bereiche sind die bis zu etwa 18 gon. Es ist also ein wesentlich größerer Bereich als der durch den Senkungstrog erkennbare Bereich. Die nach dem Verfahren mögliche Grubengasgewinnung dient merkantilen Zwecken aber vor allem auch dem Umweltschutz. Wesentlich dabei ist die erreichte Wirtschaftlichkeit, die insbesondere auch dadurch erreicht wird, dass die hergestellten Bohrungen bzw. Bohrlöcher gezielt die Gaszirkulationswege durchschneiden und damit ein Hereingewinnen der dort gespeicherten großen Gasmengen ermöglichen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigt:

1 einen schematisch wiedergegebenen Abbaubetrieb mit Grenzwinkeln.

In 1 ist das Steinkohlengebirge allgemein mit 1 bezeichnet und ein angedeutetes Flöz mit 2. Oberhalb dieses Flözes 2 bzw. des dort stattfindenden oder stattgefundenen Abbaus entsteht ein Senkungstrog 3, wobei dabei auch gaszirkulationsrelevante Aufblätterungen und neben dem Abbau Zerrungen entstehen. Dadurch wird das Grubengas mit Abklingen der Aufblätterung zur Seite in den dortigen Zerrungsbereich gedrückt, also in den Bereich auch außerhalb des Senkungstroges 3. Die Erdoberfläche im Bereich des Senkungstroges 4 liegt damit entsprechend weit unterhalb der übrigen Erdoberfläche 4'.

Der Zerrungsbereich geht deutlich über den des Einwirkungswinkels, der 99 % der Senkungen erfasst, hinaus. Mit diesem Einwirkungswinkel 5 werden nämlich nur 92 % der Zerrungen und Pressungen sowie der Krümmungen erfasst. Dazu kommen 88 % der Stauchungen und Streckungen. Mit der erfindungsgemäßen Orientierung der Bohrlöcher 9, 10 zur Grubengasgewinnung zwischen dem Einwirkungs- und Einflusswinkel 5 und dem Grenzwinkel 6 für die Grubengaszirkulation in Folge der Abbautätigkeit wird durch die Erfindung der Tatbestand genutzt, dass die Gebirgsbewegungen in Form des Abbaus dem allgemein gültigen Naturgesetz des geringsten Energieaufwandes folgen. Danach geschieht das, was den geringsten Energieaufwand erforderlich macht. Die Orientierung der Bohrlöcher 9, 10 zur Grubengasgewinnung außerhalb des üblichen Einflusswinkels 5 für die Bergschädenbearbeitung beachtet, dass Krümmungen im Gebirge 1 zu Verschiebungen von Gebirgsmaterial in Richtung Abbau führen. Dasselbe geschieht durch den Trend, dass das Gebirge 1 in Richtung Abbau wandert und zwar abnehmend mit größer werdenden Abstand zum Abbau, was dann wie bei der Krümmung zu Zerrungen führt. Die Zerrungen sind mit 12, die Streckungen mit 11 bezeichnet.

Die beiden vorgenannten und vorstehend beschriebenen zerrungsauslösenden Vorgänge folgen dem allgemein gültigen Naturgesetz des geringsten Energieaufwandes in einer Art und Weise, dass sie sich stützen und nicht behindern. Dieser Sachverhalt erzwingt einen Einwirkungswinkel bzw. Grenzwinkel 6 von rund 18 gon, damit die Zerrungen aus Krümmungen und die Zerrungen aus unterschiedlichen Verschiebungen überall im Gebirge gleiche Werte haben und somit Gebirgsbewegungsharmonie entsteht.

Über die auseinander gezerrten Klüfte, Scherflächen und Risse, die zwischen den Einwirkungswinkel 5 und dem Einwirkungswinkel bzw. Grenzwinkel 6 vorhanden sind, migriert das Grubengas, über große Flächen verteilt, letztlich in die Atmosphäre. Damit kommt das Kyoto-Protokoll ins Spiel, denn dieses Grubengas belastet die Umwelt, was jetzt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht mehr erfolgt, weil es rechtzeitig hereingewonnen und nutzbar gemacht wird. Dabei ist die Umweltentlastung nicht nur auf die Zeit während des Abbaus von Steinkohle beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf einen großen Zeitraum danach.

Wie erkennbar ist, weisen die Zerrungen innerhalb des Bereiches zwischen den Winkeln 5 und 6 in Richtung Abbau. Dadurch sind diejenigen Klüfte, Aufscherungen und Risse, die senkrecht zu dieser Zerrungsrichtung streichen, artifiziell geöffnet und für die Grubengaszirkulation und die Grubengasgewinnung wichtig. Die entsprechende Orientierung der Bohrlöcher 9, 10 nutzt im vorstehenden Zusammenhang, dass aufgrund des großen räumlichen Abstandes vom initiierenden Abbau die artifiziell geweiteten Zirkulationswege mehr oder weniger senkrecht einfallen. Sie sind durch den Überlagerungsdruck nicht beeinflusst, sodass sie für die wirtschaftlich und den Umweltschutz wichtigen Grubengasgewinnungsschritte voll zur Verfügung stehen. Zweckmäßigerweise wird dabei das abgelenkte Bohrloch 10 entgegen der Abbaurichtung 8 geführt, sodass die Gaszirkulationswege mehr oder weniger senkrecht bis diagonal geschnitten werden bzw. durchbohrt werden.

Alle genannten Merkmale, auch die der Zeichnung allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.