深表土地层大直径井筒反井施工方法技术

本发明专利技术公开了深表土地层大直径井筒反井施工方法，包括如下步骤：(A)井筒施工准备工作；(B)旋挖钻机开挖表土段形成导井，导井开挖至基岩段；(C)混凝土回填导井；(D)全井深导孔施工；(E)基岩段反井扩孔，一扩成井；(F)表土段扩孔；(G)井壁支护；本发明专利技术通过新设计的施工步骤，将旋挖钻机和反井钻机各自的优点结合在一起，形成一套安全可靠、工期短且工程费用低的井筒建设工艺；本发明专利技术是将表土层换成强度合适的混凝土或类混凝土，以便全井深适用反井钻工艺，达到安全、快速、经济建设井筒的目的。经济建设井筒的目的。经济建设井筒的目的。

【技术实现步骤摘要】
深表土地层大直径井筒反井施工方法


[0001]本专利技术涉及煤炭行业建井
具体地说是深表土地层大直径井筒反井施工方法。

技术介绍

[0002]煤矿行业的建井方案一般包括两段，分别为针对表土段和岩石段。
[0003]对于表土段，在我国西部煤田，由于表土层较浅(多数井筒表土层厚度在150m以内)，建设大直径井筒时，业主们在综合比较工程建设费用和工期后，往往偏向于采用普通法凿井，但普通法凿井穿越表土时，经常出现涌水塌孔等危害，安全性很差；除此之外，还有冻结法、钻井法、帷幕法及沉井法等；冻结法安全性高，但工程造价费用高且需要合适的水文地质条件。钻井法机械化程度高、安全性高，但工艺繁琐、施工周期长。帷幕法、沉井法等其他施工方法，因各种条件限制，较少使用。
[0004]对于岩石段，可以采用反井钻机钻溜渣孔(底部有水平巷道时)，然后再爆破刷大或反井钻机扩孔。反井钻时，由于地层承受钻机钻压，表土层在此钻压下难以自立而经常塌孔埋钻，故反井钻一般适宜于岩石层，不适用于表土层施工。但对于硬岩，反井钻的破岩效率远低于爆破法的施工效率，故现有反井工艺难以进行大直径竖井井筒的施工，只能进行小直径竖井井筒的施工作业，因此水电站、金属矿山及交通隧洞等附属的竖井一般采用反井钻机钻凿小直径反井(指井筒净径小于5m)，然后爆破法刷大，而大直径(指井筒净径大于或等于5m)反井钻工艺更适宜于岩石强度较低的煤矿行业。
[0005]但是，不论岩石段采用何种刷大方法，表土段的普通法凿井，最终决定了目前大直径井筒建井工艺中，将始终存在涌水、流沙等引起淹井塌孔等事故的风险，安全性差、作业环境恶劣。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供深表土地层大直径井筒反井施工方法，相比于普通法凿井，本专利技术为更安全可靠、工期更短且工程费用更低的井筒建设工艺。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]深表土地层大直径井筒反井施工方法，包括如下步骤：
[0009](A)井筒施工准备工作；
[0010](B)旋挖钻机开挖表土段形成导井，导井开挖至基岩段；
[0011](C)混凝土回填导井；
[0012](D)全井深导孔施工；
[0013](E)基岩段反井扩孔，一扩成井；
[0014](F)表土段扩孔；
[0015](G)井壁支护。
[0016]进一步的，步骤(B)中，导井的直径为2.4m
‑
2.6m。
[0017]进一步的，步骤(C)中，混凝土的强度为C20。
[0018]进一步的，步骤(E)中，在基岩段自下而上扩孔至与表土段临近部分，预留基岩10m至15m，不再大直径扩孔。
[0019]进一步的，在步骤(F)中，卸下基岩段使用的大直径钻头，安装小直径扩孔钻头，继续自下而上扩钻表土段混凝土，并留出部分混凝土形成护壁。
[0020]进一步的，留出的护壁的厚度为0.4m
‑
0.6m。
[0021]进一步的，步骤(F)中，小直径扩孔钻头施工完成后，表土段人工刷大导井至井筒设计直径并支护形成最终井筒。
[0022]进一步的，步骤(G)中，基岩段锚喷支护形成最终井筒。
[0023]进一步的，井筒的底部有巷道，通过底部巷道运输钻头以及运走矸石。
[0024]进一步的，步骤(D)中，导孔随钻测斜，钻孔偏斜率≤0.5％。
[0025]本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：
[0026]本专利技术通过新设计的施工步骤，将旋挖钻机和反井钻机各自的优点结合在一起，形成一套安全可靠、工期短且工程费用低的井筒建设工艺；本专利技术是将表土层换成强度合适的混凝土或类混凝土，以便全井深适宜反井钻工艺，达到安全快速建设井筒的目的；
[0027]相比于普通法凿井，该工艺大大提高了表土人工凿井的安全性，同时也更低成本实现了在表土和基岩段全井深使用反井钻工艺。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的施工示意图一；
[0029]图2为本专利技术的施工示意图二；
[0030]图3为本专利技术的施工示意图三；
[0031]图4为本专利技术的施工示意图四；
[0032]图5为本专利技术的施工示意图五；
[0033]图6为本专利技术的施工示意图六；
[0034]图7为本专利技术的施工示意图七；
[0035]图8是本专利技术的工程示例的施工流程图。
[0036]图中附图标记表示为：1
‑
底部巷道；2
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基岩段；3
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表土段；4
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回填的混凝土、5
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导孔、6
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大直径钻头、7
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小直径钻头、8
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护壁。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0038]如图1至图7所示，图1中为旋挖钻机挖导井，图2为导井混凝土回填后的示意图，图3为全井深导孔施工完成后，图4基岩段2反井扩孔；图5表土段反井扩孔，图6表土段溜井刷大，图7基岩段井筒支护施工示意图；
[0039]深表土地层大直径井筒反井施工方法，包括如下步骤：
[0040](A)井筒施工准备工作；
[0041](B)旋挖钻机开挖表土段3形成导井，导井开挖至基岩段2；
[0042](C)混凝土回填导井并形成素混凝土桩；回填的混凝土4增强了表土段3作为地基的承载能力，解决了表土段3不能刚性支撑反井钻机的问题，解决了反井钻机扩孔时表土段3塌方不能自立的问题，解决了表土段人工刷大时工作面不稳定的问题；
[0043](D)全井深导孔5施工；
[0044](E)基岩段2反井扩孔，一扩成井；
[0045](F)表土段3扩孔；
[0046](G)井壁支护；
[0047]本施工方法应用于开挖底部有巷道的井筒建设，全井深导孔5的下口与底部巷道1连通，通过底部巷道1运输扩孔钻头以及运走矸石；
[0048]本方法克服普通凿井法的高危险性、克服冻结法的高费用、克服钻井法的长工期的缺点，将旋挖钻井糅合到反井钻工艺中，结合了两种工艺各自的优点，形成了一套安全可靠、工期短且工程费用低的井筒建设工艺；结合本申请的施工方法，这个井筒建设工艺也可以命名为表土旋挖人工刷大全井深反井钻工艺。
[0049]进一步的，步骤(B)中，包含的操作步骤与桩基行业旋挖灌注桩相同，包括测量放线定位、埋设护筒并检查孔中心线、钻机就位钻孔及最后清孔，但是在导井钻孔时，要求钻孔直径为2.4m
‑
2.6m，综合考虑溜渣效果、刷大时工作面操作面积、经济效益等方面的因素，以导井钻孔直径2.5m为最佳，导井开挖至基岩下一段距离。在图1至图4中可以看到导井的位置示意。
[0050]进一步的，步骤(C)中，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深表土地层大直径井筒反井施工方法，其特征在于，包括如下步骤：(A)井筒施工准备工作；(B)旋挖钻机开挖表土段(3)形成导井，导井开挖至基岩段(2)；(C)混凝土回填导井；(D)全井深导孔(5)施工；(E)基岩段(2)反井扩孔，一扩成井；(F)表土段(3)扩孔；(G)井壁支护。2.根据权利要求1所述的深表土地层大直径井筒反井施工方法，其特征在于，步骤(B)中，导井的直径为2.4m
‑
2.6m。3.根据权利要求1所述的深表土地层大直径井筒反井施工方法，其特征在于，步骤(C)中，混凝土的强度为C20。4.根据权利要求1所述的深表土地层大直径井筒反井施工方法，其特征在于，步骤(E)中，在基岩段(2)自下而上扩孔至与表土段(3)临近部分，预留基岩10m至15m，不再大直径扩孔。5.根据权利要求4所述的深表土地层大直径井筒反井施工方法，其特征在于，在步骤(F)中，卸下基岩段(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪船，荆国业，郝熠熠，王子雷，周兴，程守业，王建秋，徐广龙，周明，李英全，李俊峰，马灵姬，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：