[发明专利]抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺

说明书

本发明公开一种抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺，包括如下步骤：(1)超前导向孔钻进；(2)采用反井钻井工艺将步骤(1)中钻好的超前导向孔进行扩孔，形成导井；(3)利用掘进机将步骤(2)中开挖好的导井开挖成斜井井筒。本发明能够实现井下无人或少人完成斜井的施工，可以减少抽水蓄能电站压力管道斜井井筒成井工艺中斜井工作人员数量，同时降低施工人员的劳动强度，还可以提高施工安全性。

技术领域

本发明涉及大倾角斜井钻井领域，特别涉及一种抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺。

背景技术

我国正在以每年3～4座的速度，建设抽水蓄能电站，解决电网的峰谷调节问题。抽水蓄能电站需要利用山体的地形特点，在山体上部建设上水库，在山体下部建设下水库，在山体内部修筑隧道竖井和硐，用于发电、抽水的系列工程。

抽水蓄能电站建设的重点和难点是用于产生势能的压力管道，特别是大倾角斜井。斜井的施工，先采用爬罐法由下向上施工导井，再采用钻爆法由上向下扩挖形成压力管道。无论是爬罐法施工导井还是钻爆法扩挖，都需要大量工作人员在斜井内作业，工作环境艰苦，工人劳动强度高，安全事故经常发生。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种能够实现井下无人或少人完成斜井施工的抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺，可以减少抽水蓄能电站压力管道斜井井筒成井工艺中斜井工作人员数量，同时降低施工人员的劳动强度，还可以提高施工安全性。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺，包括如下步骤：

(A)在压力管道上水平段内，以斜井轴线和上水平隧道轴线的交线为基础，以采用设备的单件最大重量和体积为依据，设计辅助隧道，使辅助隧道达到所需要的断面；根据掘进设备的重量和体积安装提吊设备的钢结构；施工满足定向导孔钻机、反井钻机和掘进机安装所需要的混凝土基础；安装定向导孔钻机，利用定向导孔钻机钻进，形成超前导向孔；

(B)安装反井钻机，利用反井钻机将步骤(A)中钻好的超前导向孔进行扩孔，形成导井；

(C)施工掘进机锁口，锁口长度满足掘进机安装高度；安装掘进机，掘进机包括掘进机钻头、支撑推进系统、操作控制台、安全防护平台和临时支护平台；将掘进机框架上的支撑靴板支撑在锁口上；利用掘进机将步骤(B)中形成的导井开挖成斜井井筒。

上述抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺，在步骤(A)中，利用定向导孔钻机由上向下钻进直径为200mm的超前导向孔，采用随钻测量及螺杆钻具纠偏，达到纠偏斜率小于0.3％，在超前导向孔与压力管道下水平段贯通后，拆除定向导孔钻机。

上述抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺，步骤(B)包括如下具体步骤：

(B.1)利用反井钻机和导孔钻头由上至下对步骤(A)中钻好的超前导向孔进行扩孔，直至反井钻机钻杆下放到超前导向孔的下端孔口处，形成扩钻超前导孔；

(B.2)拆除反井钻机钻杆上的导孔钻头，然后安装上直径大于或等于1.4m的扩孔钻头，由下向上对步骤(B.1)中形成的扩钻超前导孔进行扩孔，形成直径大于或等于1.4m的导井，扩孔完成后拆除反井钻机。

上述抽水蓄能电站压力管道斜井非爆破掘进机成井工艺，在步骤(C)中，掘进机的动力头驱动掘进机钻头旋转和推进，采用滚刀破碎岩石，由上向下钻进，破碎的岩渣通过导井溜到压力管道下水平段内。