[发明专利]一种竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种凿井工艺，特别涉及一种竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺。

背景技术

在现有技术中，现有岩石地层矿井建设工程，多采用普通法凿井施工，需要工作人员下到几百米深的狭小开挖工作面，用钻机机具钻爆破孔、装炸药、工作面爆破、将爆破破碎的岩石通过吊桶提升到地面、工作面排水、然后进行支护等作业。机械化水平低、劳动力投入多、工作环境艰苦、安全条件差、事故时有发生，且爆破对围岩扰动较大，原岩应力变化大，支护困难。其中装岩、排水等工序占总施工时间的三分之一到三分之二，施工速度慢(30-40m／月)。在实际施工过程中，由于这些矿井井筒工程有约20％具有下部巷道(隧道)，因此可以采用反井钻机施工。反井钻井施工工艺具有劳动强度低、成井质量好、速度快、工效高及人身安全有可靠地保障等优点。

但是，普通反井钻技术是通过导孔钻进、扩孔钻进完成一个小直径的井筒(1-3m)，不能满足井筒功能要求，需要经过一次或多次刷井作业，其和普通法凿井有许多类似之处，都需布置提绞设备和井架，在井内铺设压风、供水、下料等各种管线，在刷井过程中靠打眼放炮破碎岩石，进行临时支护和永久支护。井筒中除布置吊盘外，还有封闭溜矸石孔的封口盘，其施工工序为打眼爆破-清除岩渣(岩渣通过溜矸孔溜到下水平)-临时支护-永久支护。

目前，在有导井的情况下，尚没有能够一次钻成设计直径的竖井凿井工艺。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺，使得在有导井的情况下利用竖井掘进机一次钻进就形成设计直径的竖井井筒。

本发明的技术方案是这样实现的：一种竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺，包括如下步骤：

(a)利用反井钻机钻进导井；

(b)利用竖井掘进机钻进，使导井刷大到所需要直径的竖井；

(c)在竖井井壁进行挂网和喷射混凝土，形成临时支护井壁；

(d)利用竖井掘进机刷大掘进到下部巷道后，由上向下，逐渐拆除竖井掘进机组件。

上述竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺，在步骤(a)中：首先对地面不稳定地层进行开挖，浇筑混凝土形成反井钻机基础和竖井掘进机锁口，在反井钻机基础上安装反井钻机；其次利用反井钻机由上向下，钻进直径为1.6-1.8m的钻孔，钻孔下口与下部巷道连通，钻孔偏斜控制在小于或等于0.5％，钻孔作为导井用于刷大，导井钻进完成后，将导井到锁口部分的混凝土开挖掉。

上述竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺，在步骤(b)中：首先在导井上口周围的地面上安装用于凿井的竖井掘进机井架，然后在临近竖井掘进机井架的地面上分别安装凿井提升机、凿井稳车和竖井掘进机提升机，再利用竖井掘进机井架将竖井掘进机和多功能吊盘安装到位，并在导井上口处安装封口盘，最后利用竖井掘进机钻进，使导井刷大到所需要直径的竖井；凿井提升机驱动提升吊桶在竖井内上升和下降，凿井稳车通过绳索与竖井掘进机的钻杆上端连接以便在竖井掘进机掘进竖井时稳住竖井掘进机，竖井掘进机提升机通过绳索与多功能吊盘连接以便多功能吊盘在竖井内上升和下降。

上述竖井掘进机扩大反井钻机导井的凿井工艺，竖井掘进机井架包括倾斜支撑架和横梁，横梁的两端与位于其两端的倾斜支撑架固定连接；在横梁上固定安装有第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮，第一绳索的一端绕在竖井掘进机提升机上、另一端绕过多功能吊盘上的动滑轮后固定在横梁上，第二绳索的一端绕在凿井稳车上、另一端依次绕过第二定滑轮和安装在钻杆上端的动滑轮后固定在横梁上，第三绳索的一端绕在凿井提升机上、另一端绕过第三定滑轮后与提升吊桶连接。