一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，包括如下步驟：(1)原溜井井筒空間結(jié)構(gòu)探測(cè)；(2)根據(jù)步驟(1)中所得的探測(cè)結(jié)果對(duì)原溜井井筒充填；(3)利用反井鉆機(jī)對(duì)經(jīng)步驟(2)充填后的原溜井井筒進(jìn)行反井鉆進(jìn)形成新溜井井筒；(4)對(duì)步驟(3)中鉆得的新溜井井壁進(jìn)行支護(hù)。本發(fā)明主要工序不再需要人員下井作業(yè)，進(jìn)行井壁支護(hù)時(shí)，已將圍巖進(jìn)行控制，不僅反井鉆機(jī)鉆進(jìn)混凝土不破壞其性能，而且保障了工作人員的人身安全。
【專利說(shuō)明】
一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鉆井領(lǐng)域，特別涉及一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在井工礦物開(kāi)采井巷工程系統(tǒng)中，需要大量的溜井工程，這些工程實(shí)現(xiàn)不同開(kāi)采水平礦石集中、調(diào)節(jié)運(yùn)輸?shù)裙δ?，溜井深度一?0-300m，在礦石通過(guò)翻車機(jī)或皮帶設(shè)備裝入溜井的過(guò)程中，礦石自由下落，巨大的沖擊力對(duì)溜井井壁和圍巖造成破壞，產(chǎn)生空洞和大面積坍塌，影響溜井的使用，嚴(yán)重時(shí)影響礦井的安全，必須進(jìn)行修復(fù)。
[0003]溜井的修復(fù)方法一般從上到下進(jìn)行，需要操作人員逐段進(jìn)行錨固、噴漿等支護(hù)作業(yè)，在坍塌面積、高度較大的地方，人員操作困難，需要搭設(shè)腳手架，安全問(wèn)題得不到根本解決，事故經(jīng)常發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明在于提供一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，主要工序不再需要人員下井作業(yè)，進(jìn)行井壁支護(hù)時(shí)，已將圍巖進(jìn)行控制，不僅反井鉆機(jī)鉆進(jìn)混凝土不破壞其性能，而且保障了工作人員的人身安全。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，包括如下步驟:
[0006](I)原溜井井筒空間結(jié)構(gòu)探測(cè)；
[0007](2)根據(jù)步驟(I)中所得的探測(cè)結(jié)果對(duì)原溜井井筒充填；
[0008](3)利用反井鉆機(jī)對(duì)經(jīng)步驟(2)充填后的原溜井井筒進(jìn)行反井鉆進(jìn)形成新溜井井筒;
[0009](4)對(duì)步驟(3)中鉆得的新溜井井壁進(jìn)行支護(hù)。
[0010]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(I)包括如下步驟:
[0011](a)在原溜井的上部安設(shè)提吊裝置，利用超聲測(cè)量?jī)x沿原溜井井筒從上至下對(duì)原溜井井筒進(jìn)行逐個(gè)斷面掃描；
[0012](b)對(duì)步驟(a)中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出原溜井空間體積，并繪制出原溜井井筒的空間結(jié)構(gòu)形狀。
[0013]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(2)包括如下步驟:
[0014](al)安裝反井鉆機(jī)，并對(duì)反井鉆機(jī)鉆桿進(jìn)行防護(hù)；
[0015](bl)充填原溜井井筒。
[0016]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(al)具體步驟為:在原溜井的上端井口安設(shè)鉆機(jī)鋼梁，然后在鉆機(jī)鋼梁上安裝反井鉆機(jī)，并將反井鉆機(jī)鉆桿下放至原溜井的下端井口，然后用套管將反井鉆機(jī)鉆桿包裹，并在反井鉆機(jī)鉆桿外壁與套管內(nèi)壁之間充填粗砂材料。
[0017]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，套管為塑料管。
[0018]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(bl)包括如下步驟:
[0019](i)用封堵構(gòu)件封堵套管外壁與原溜井井壁之間的環(huán)形空間的下端端口，然后向原溜井井筒內(nèi)填放細(xì)砂；
[0020](ii)在上部巷道提放溜灰下料管，然后根據(jù)步驟(b)中所計(jì)算出的原溜井空間體積預(yù)制混凝土，接著逐段對(duì)原溜井井筒進(jìn)行混凝土充填，直至混凝土充填體上表面距離鉆機(jī)鋼梁下部大于或等于0.3m且小于或等于0.5m，然后再充填反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土，并使反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土充填體與鉆機(jī)鋼梁緊密連接。反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土充填體構(gòu)成反井鉆機(jī)基礎(chǔ)的混凝土基礎(chǔ)與鉆機(jī)鋼梁組成反井鉆機(jī)基礎(chǔ)，其中，鉆機(jī)鋼梁坐落在混凝土基礎(chǔ)上。混凝土基礎(chǔ)要比充填混凝土強(qiáng)度高。
[0021]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，當(dāng)靠近原溜井下端井口的原溜井井筒沒(méi)有被破壞時(shí)，細(xì)砂填至距離原溜井受破壞井段下端井口 Im的位置，細(xì)砂填充長(zhǎng)度大于或等于5m;對(duì)原溜井井筒進(jìn)行混凝土充填所用的混凝土的標(biāo)號(hào)為C1()-20。
[0022]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(3)具體步驟為:步驟(ii)中充填到原溜井井筒內(nèi)的混凝土凝固且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，拆除封堵構(gòu)件，放出原溜井井筒內(nèi)充填的細(xì)砂，然后在反井鉆機(jī)鉆桿的下端安裝上擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔，直至原溜井上端井口，新溜井井筒鉆進(jìn)完成。由于每個(gè)溜井的井深、井徑等具體情況不同，因此充填在不同溜井井筒內(nèi)混凝土的凝固強(qiáng)度要根據(jù)每個(gè)溜井井筒具體情況來(lái)確定，通常選用低標(biāo)號(hào)的混凝土來(lái)充填溜井井筒。
[0023]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(4)包括如下步驟:
[0024](I)拆除步驟(3)中的反井鉆機(jī)，在新溜井井筒上部安裝提吊裝置和吊盤(pán)，檢查新溜井井筒的安全狀況，對(duì)局部不穩(wěn)定巖層和混凝土進(jìn)行處理和支護(hù)；
[0025](I I)澆筑新溜井內(nèi)壁。
[0026]上述利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，步驟(II)具體步驟為:采用液壓滑膜的方式由下向上逐步澆筑新溜井內(nèi)壁。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:
[0028]1.本發(fā)明是一種利用混凝土回填、反井鉆機(jī)鉆井形成溜井后再套筑井壁的綜合治理方法，其中主要工序不再需要人員下井作業(yè)，而在進(jìn)行井壁支護(hù)時(shí)，已對(duì)圍巖進(jìn)行控制，而反井鉆機(jī)鉆進(jìn)混凝土不破壞其性能，同時(shí)有保障了工作人員的人身安全。
[0029]2.本發(fā)明施工工期較短，而且新鉆得的溜井井壁穩(wěn)定，易支護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法中原溜井井筒空間結(jié)構(gòu)探測(cè)的示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法中反井鉆機(jī)安裝的示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法中的原溜井井筒回填混凝土的示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法中反井鉆機(jī)擴(kuò)孔鉆進(jìn)的示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法中新溜井井壁支護(hù)的示意圖。
[0035]圖中:1-原溜井井筒;2-超聲測(cè)量?jī)x;3-提吊裝置;4-反井鉆機(jī);5-鉆機(jī)鋼梁;6_反井鉆機(jī)鉆桿;7-套管;8-擴(kuò)孔鉆頭;9-新溜井井筒;10-吊盤(pán);11-混凝土充填體。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為清楚說(shuō)明本發(fā)明中的方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]如圖1?3所示，本發(fā)明利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，是一種利用混凝土對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行回填，然后再利用反井鉆機(jī)4鉆井形成新溜井井筒9并對(duì)新溜井進(jìn)行套筑井壁的溜井綜合治理方法，其具體步驟如下:
[0038](I)由于原溜井坍塌破壞后其結(jié)構(gòu)形態(tài)會(huì)發(fā)生較大變化，因而在對(duì)其進(jìn)行治理前需了解原溜井的空間結(jié)構(gòu)形狀，即對(duì)原溜井井筒I空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，具體步驟為:
[0039](a)在原溜井的上部安設(shè)提吊裝置3，利用提吊裝置3吊住超聲測(cè)量?jī)x2使之沿原溜井井筒I從上至下對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行逐個(gè)斷面掃描，以獲得有關(guān)原溜井井筒I的空間結(jié)構(gòu)形狀的數(shù)據(jù)，如圖1所示；
[0040](b)對(duì)步驟(a)中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出原溜井空間體積，并繪制出原溜井井筒I的空間結(jié)構(gòu)形狀。
[0041](2)由于原溜井井壁已經(jīng)出現(xiàn)大面積坍塌和產(chǎn)生空洞，為了對(duì)原溜井井壁進(jìn)行整體性修復(fù)，本發(fā)明中采用混凝土對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行回填，以期獲得較為穩(wěn)定的溜井井壁，因此根據(jù)步驟(I)中所得的探測(cè)結(jié)果對(duì)原溜井井筒I充填，其具體步驟為；
[0042](al)鑒于本發(fā)明利用反井鉆機(jī)4鉆進(jìn)，為了施工方便，在對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行回填之前，先將反井鉆機(jī)4安裝到位，如圖2所示，即在原溜井的上端井口安設(shè)鉆機(jī)鋼梁5，然后在鉆機(jī)鋼梁5上安裝反井鉆機(jī)4，并將反井鉆機(jī)鉆桿6下放至原溜井的下端井口，但由于混凝土中的添加劑可能會(huì)對(duì)反井鉆機(jī)鉆桿6產(chǎn)生腐蝕，而且混凝土凝固后會(huì)影響反井鉆機(jī)鉆桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)，故用套管7將反井鉆機(jī)鉆桿6包裹，并在反井鉆機(jī)鉆桿6外壁與套管7內(nèi)壁之間充填粗砂材料，其中套管7為塑料管，本實(shí)施例中選用PVC塑料管作為套管7使用，本步驟中采用套管7對(duì)反井鉆機(jī)鉆桿6進(jìn)行防護(hù)，其目的之一是防止混凝土中的添加劑對(duì)反井鉆機(jī)鉆桿6的腐蝕以及便于后續(xù)步驟中反井鉆進(jìn)過(guò)程反井鉆機(jī)鉆桿6的轉(zhuǎn)動(dòng)，另一目的是為反井鉆進(jìn)提供導(dǎo)孔，從而便于整個(gè)施工的順利進(jìn)行；
[0043](bl)當(dāng)安裝好反井鉆機(jī)4并對(duì)反井鉆機(jī)鉆桿6做好防護(hù)后，即可對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行充填，如圖3所示，其具體步驟包括:
[0044](i)為避免充填到原溜井井筒I內(nèi)的混凝土泄漏至其他地方影響后續(xù)施工，通常會(huì)采用封堵構(gòu)件將套管7外壁與原溜井井壁之間的環(huán)形空間的下端端口進(jìn)行封堵，并為了防止混凝土與封堵構(gòu)件粘接在一起不便于封堵構(gòu)件的拆除，在用混凝土對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行回填之前，通常會(huì)向原溜井井筒I內(nèi)填放細(xì)砂，其中細(xì)砂的填放高度可根據(jù)靠近原溜井下端井口的原溜井井筒I的破壞情況確定，當(dāng)靠近原溜井下端井口的原溜井井筒I沒(méi)有被破壞時(shí)，細(xì)砂填至距離原溜井受破壞井段下端井口 Im的位置，且細(xì)砂填充長(zhǎng)度大于或等于5m;
[0045](ii)在上部巷道利用絞車提放溜灰下料管，其中下料管的內(nèi)徑大于或等于150_，然后根據(jù)步驟(b)中所計(jì)算出的原溜井空間體積預(yù)制混凝土，接著逐段對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行混凝土充填，直至混凝土充填體11上表面距離鉆機(jī)鋼梁5下部0.5m的位置，然后再充填反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土，并使反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土充填體與鉆機(jī)鋼梁5緊密連接，達(dá)到承擔(dān)擴(kuò)孔荷載的能力。反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土充填體構(gòu)成的混凝土基礎(chǔ)與鉆機(jī)鋼梁5組成反井鉆機(jī)基礎(chǔ)，其中，鉆機(jī)鋼梁5坐落在混凝土基礎(chǔ)上?；炷粱A(chǔ)要比充填混凝土強(qiáng)度高。本實(shí)例中，對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行混凝土充填所用混凝土的標(biāo)號(hào)為C1()-20。
[0046](3)利用反井鉆機(jī)4對(duì)經(jīng)步驟(2)充填后的原溜井井筒I進(jìn)行反井鉆進(jìn)形成新溜井井筒9:為了使回填的混凝土對(duì)原溜井井壁形成支撐，在利用反井鉆機(jī)4鉆進(jìn)新溜井井筒9之前需等步驟(ii)中充填到原溜井井筒I內(nèi)的混凝土凝固且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，然后再拆除封堵構(gòu)件，放出原溜井井筒I內(nèi)充填的細(xì)砂，然后在反井鉆機(jī)4鉆桿6的下端安裝上擴(kuò)孔鉆頭8，由下向上擴(kuò)孔，直至原溜井上端井口，新溜井井筒9鉆進(jìn)完成，如圖4所示。由于每個(gè)溜井的井深、井徑等具體情況不同，因此充填在不同溜井井筒內(nèi)混凝土的凝固強(qiáng)度要根據(jù)每個(gè)溜井井筒具體情況來(lái)確定，通常選用低標(biāo)號(hào)的混凝土來(lái)充填溜井井筒。
[0047](4)對(duì)步驟(3)中鉆得的新溜井井壁進(jìn)行支護(hù)，如圖5所示，其具體步驟如下:
[0048](I)拆除步驟(3)中的反井鉆機(jī)4，在新溜井井筒9上部安裝提吊裝置3和吊盤(pán)10，施工人員利用提吊裝置3和吊盤(pán)10下入新溜井井筒9內(nèi)檢查新溜井井筒9的安全狀況，對(duì)局部不穩(wěn)定巖層和混凝土進(jìn)行處理和支護(hù)；
[0049](II)采用液壓滑膜的方式由下向上逐步澆筑新溜井內(nèi)壁，形成新的溜井結(jié)構(gòu)。
[0050]在形成新的溜井結(jié)構(gòu)之后，即可拆除相關(guān)的施工設(shè)備，恢復(fù)溜井所需進(jìn)料和放礦設(shè)備，將溜井投入使用。
[0051]在利用本發(fā)明對(duì)井壁出現(xiàn)大面積坍塌且出現(xiàn)空洞的原溜井進(jìn)行維修過(guò)程中，對(duì)原溜井井筒I進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)形狀探測(cè)時(shí)無(wú)需人員進(jìn)入井筒，而當(dāng)需要施工人員進(jìn)入溜井井筒時(shí)，回填的混凝土已對(duì)原溜井井壁形成了加固與填充，不會(huì)出現(xiàn)大面積的坍塌，從而保證了施工人員被的人身安全，而且也解決了現(xiàn)有溜井修復(fù)方法中在坍塌面積、高度較大的地方施工人員操作困難的問(wèn)題。
[0052]上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造【具體實(shí)施方式】的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)原溜井井筒(I)空間結(jié)構(gòu)探測(cè)； (2)根據(jù)步驟(I)中所得的探測(cè)結(jié)果對(duì)原溜井井筒(I)充填； (3)利用反井鉆機(jī)(4)對(duì)經(jīng)步驟(2)充填后的原溜井井筒(I)進(jìn)行反井鉆進(jìn)形成新溜井井筒(9)； (4)對(duì)步驟(3)中鉆得的新溜井井壁(9)進(jìn)行支護(hù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(I)包括如下步驟: (a)在原溜井的上部安設(shè)提吊裝置(3)，利用超聲測(cè)量?jī)x(2)沿原溜井井筒(I)從上至下對(duì)原溜井井筒(I)進(jìn)行逐個(gè)斷面掃描； (b)對(duì)步驟(a)中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出原溜井空間體積，并繪制出原溜井井筒(I)的空間結(jié)構(gòu)形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(2)包括如下步驟: (al)安裝反井鉆機(jī)(4)，并對(duì)反井鉆機(jī)鉆桿(6)進(jìn)行防護(hù)； (bl)充填原溜井井筒(I)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(al)具體步驟為:在原溜井的上端井口安設(shè)鉆機(jī)鋼梁(5)，然后在鉆機(jī)鋼梁(5)上安裝反井鉆機(jī)(4)，并將反井鉆機(jī)鉆桿(6)下放至原溜井的下端井口，然后用套管(7)將反井鉆機(jī)鉆桿(6)包裹，并在反井鉆機(jī)鉆桿(6)外壁與套管(7)內(nèi)壁之間充填粗砂材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，套管(7)為塑料管。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(bl)包括如下步驟: (i)用封堵構(gòu)件封堵套管(7)外壁與原溜井井壁之間的環(huán)形空間的下端端口，然后向原溜井井筒(I)內(nèi)填放細(xì)砂； (ii)在上部巷道提放溜灰下料管，然后根據(jù)步驟(b)中所計(jì)算出的原溜井空間體積預(yù)制混凝土，接著逐段對(duì)原溜井井筒(I)進(jìn)行混凝土充填，直至混凝土充填體(11)上表面距離鉆機(jī)鋼梁(5)下部大于或等于0.3m且小于或等于0.5m，然后再充填反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土，并使反井鉆機(jī)基礎(chǔ)用混凝土充填體與鉆機(jī)鋼梁(5)緊密連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，當(dāng)靠近原溜井下端井口的原溜井井筒(I)沒(méi)有被破壞時(shí)，細(xì)砂填至距離原溜井受破壞井段下端井口 Im的位置，細(xì)砂填充長(zhǎng)度大于或等于5m;對(duì)原溜井井筒(I)進(jìn)行混凝土充填所用的混凝土的標(biāo)號(hào)為 ClO—20。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(3)具體步驟為:步驟(ii)中充填到原溜井井筒(I)內(nèi)的混凝土凝固且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，拆除封堵構(gòu)件，放出原溜井井筒(I)內(nèi)充填的細(xì)砂，然后在反井鉆機(jī)鉆桿(6)的下端安裝上擴(kuò)孔鉆頭(8)，由下向上擴(kuò)孔，直至原溜井上端井口，新溜井井筒(9)鉆進(jìn)完成。9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(4)包括如下步驟: (I)拆除步驟(3)中的反井鉆機(jī)(4)，在新溜井井筒(9)上部安裝提吊裝置(3)和吊盤(pán)(10)，檢查新溜井井筒(9)的安全狀況，對(duì)局部不穩(wěn)定巖層和混凝土進(jìn)行處理和支護(hù)； (II)澆筑新溜井內(nèi)壁。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用反井鉆機(jī)維修溜井的施工方法，其特征在于，步驟(II)具體步驟為:采用液壓滑膜的方式由下向上逐步澆筑新溜井內(nèi)壁。
【文檔編號(hào)】E21B7/00GK106089027SQ201610393560
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日 公開(kāi)號(hào)201610393560.7, CN 106089027 A, CN 106089027A, CN 201610393560, CN-A-106089027, CN106089027 A, CN106089027A, CN201610393560, CN201610393560.7
【發(fā)明人】劉志強(qiáng), 程守業(yè), 李恩濤, 楊春滿, 荊國(guó)業(yè), 王群, 譚昊, 姜浩亮, 孫建榮, 周興
【申請(qǐng)人】北京中煤礦山工程有限公司