CN104110261A - 一种竖井反向一次扩挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了竖井反向一次扩挖施工方法。它需要解决耗时、耗成本，安全隐患大的技术问题，运用自下而上的作业方法，在岩质作业区对导孔进行第一次扩挖。本扩挖施工方法，按照如下步骤进行：1），打出导孔（8）；2），在导孔（8）内安装一台工作罐笼（9）；3），将工作罐笼（9）下放到要打炮孔（11）的位置，打一圈炮孔（11）并装填炸药；4)，实施爆破，洞渣（15）下坠落井底；5），渣洞(13)清理出洞；6），重复上述步骤3-4，将导孔（8）整体扩至所需直径；7），扩挖井壁至最终设计尺寸要求。

Description

一种竖井反向一次扩挖施工方法

技术领域

本发明属于矿山掘进作业领域，具体地说是一种竖井反向一次扩挖施工方法。

背景技术

矿山作业中常常要进行竖井挖掘，大口径竖井是其中的主要项目。目前直径5米以上大口径竖井的常规施工方法是：先通过反井钻机或爬罐先打出一个直径约1.5米的小导孔，再从上部沿导孔周边分一次、二次或三次扩挖，每次又按照自上而下垂直钻孔、爆破、扒渣、清基的流程逐级往下开挖。在第一次扩挖过程中这样的人工开挖工序耗时、耗成本，安全隐患大，有时爆破方量大时还会堵孔，从而造成更大的进度影响。

中国专利文献CN102493809A公开了一种竖井正向、反井综合凿井方法，其在步骤中使用了反井钻机，改变了传统的自上而下的作业方法，通过自下而上的反向扩孔法，完成小导孔凿井。该发明在小导孔凿井作业工序中效率高，安全性好，但无法适用于大口径竖井的扩挖。

为克服现有技术的局限和原有施工方法的低效、高成本及安全性差等问题，发明人提出了一种竖井一次扩挖反向施工方法。

发明内容

本发明需要解决耗时、耗成本，安全隐患大的技术问题，运用自下而上的作业方法，在岩质作业区对导孔进行第一次扩挖。

本发明的一种竖井反向一次扩挖施工方法，按照如下步骤进行：

1），使用钻孔设备先打出一个直径为1.3-1.6米的竖直导孔；导孔中心线与垂直线的倾斜角不超过 10 °。

2），在导孔内安装一台工作罐笼，该罐笼由卷扬机牵引；

3），将工作罐笼从竖井导孔中往下放到要打炮孔的位置，工人站在工作罐笼内沿导孔周边按设计要求在爆破段内打一圈炮孔并炸药装填，完成后将工作罐笼提升至井口安全处；优选的爆破段内的炮孔为2-3圈，即打完第一圈后将罐笼往上提一个孔位的距离，再打下一圈炮孔，以提高工作效率。

打炮孔和炸药装填两种作业可以在罐笼一次升降中先后完成，也可以在罐笼两次升降中分先后进行，以便更专业，安全有效。

4)，实施爆破，洞渣在重力作用下坠落井底；

5），将井底洞渣由出渣洞清理出洞；

6），重复上述步骤3-4，将导孔整体扩到所需直径；

7），扩挖至最终设计尺寸要求。即按照自上而下垂直钻周边孔，经爆破、扒渣、清基的流程逐级往下至竖井井壁成形规整。

为确保安全，在罐笼与竖直导孔之间设有一套断绳保护装置。

采用本发明方法进行的一次扩挖施工，完全不需要人工爬渣和清渣，从而也就避免了人员坠落事故的发生，对安全生产是重大贡献。

计算以本发明方法进行施工的经济效益：每3米为一个作业段，需要人工,5人，耗时5小时，以人工费18元/小时计，一个作业段的作业成本为5人×5小时×18元/人=450元，平均每米作业段为450元/3=150元/米，则一条220米竖井的整体成本约为150元/米×220米=33000元，整体作业时间约为220米/3米×5小时=367小时；而按照现有的施工方法作业的同样的一条竖井，则每2米为一个作业段，需要人工8人，耗时5小时，以人工费18元/小时计，一个作业段的作业成本为8人×5小时×18元/人=720元，平均每米作业段为720元/2=360元/米，则一条220米竖井的整体成本约为360元/米×220米=79200元，整体作业时间约为220米/2米×5小时=550小时；不难看出，本发明的经济效益明显。

本发明与现有技术相比，优点在于：

利用技术成熟、成本低廉的凿孔爆破，在岩质作业区的导孔扩大作业的效率高；使用了自下而上的作业方法，洞渣靠自落，清理效率很高；作业人员无需在导孔洞口边缘操作，避免了安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例示意图。

图2为图1的A区放大图。

图中：1、竖井施工支洞；2、卷扬机；3、1#改向滑轮；4、2#改向滑轮5、3#改向滑轮；6、牵引钢丝绳吊点；7、竖井；8、导孔；9、工作罐笼；10、断绳保护装置；1 1、炮孔；12、反向扩挖工作面；13、出渣洞；14、出渣铲车；15、洞渣。

具体实施方式

实施例1

本例计划开挖一条深220米，直径5米的矿山竖井7。提前打好竖井施工支洞1和出渣洞13。见图1；

1）先使用反井钻机钻通一条直径1.4米深220米的垂直导孔8。2）然后在导孔8内安装一台工作罐笼9（该工作罐笼系统今后还可作为竖井混泥土衬砌和灌浆时运送人员之用），为确保安全，工作罐笼9由一台5吨卷扬机2牵引。卷扬机钢丝绳依次经过1#改向滑轮3、2#改向滑轮4、3#改向滑轮5，工作罐笼笼顶滑轮，回至牵引钢丝绳吊点6（见图2）。3）将工作罐笼下放到要打炮孔的位置，两名工人站在工作罐笼内沿导孔周边按设计要求在爆破段内打一圈炮孔11，每只炮孔深度1.5米，打完一圈后将罐笼往上提一个孔位的距离，再打第二圈炮孔，依次打完三圈一个爆破段、约5—6米后，将工作罐笼9提至井口。再把炸药和爆破工人放下去，在炮孔装填完炸药后，将工作罐笼和爆破工人提升至井口安全处。4）实施爆破，爆破后洞渣15自动坠落井底。5）用出渣铲车14将井底洞渣由出渣洞清理出洞；6）可再次进行第二轮打孔爆破；重复上述打孔爆破的过程，使导孔反向扩挖工作面12逐渐升高，直至导孔整体扩到直径约3.5米；7）最后使用传统手段（即垂直钻孔、爆破、扒渣、清基的流程）对井壁逐级往下扩挖到直径5米、深220米。

为了防止罐笼在施工过程中因牵引绳断损而坠落，在罐笼9与导孔壁7之间设计安装有一套断绳保护装置10（例如罐笼、电梯常用的），万一断绳，保护装置的卡块会自动卡紧导孔壁，防止罐笼坠落。

Claims (2)

1. 一种竖井反向一次扩挖施工方法，其特征在于：按照如下步骤进行：

1），使用钻孔设备先打出一个直径为1.3-1.6米的竖直导孔（8）；

2），在导孔（8）内安装一台工作罐笼（9），该罐笼由卷扬机（2）牵引； 

3），将工作罐笼（9）从竖井导孔（8）中往下放到要打炮孔（11）的位置，工人站在工作罐笼（9）内沿导孔（8）周边按设计要求在爆破段内打一圈炮孔（11）并装填炸药，完成后将工作罐笼（9）提升至井口安全处；

4)，实施爆破，洞渣（15）在重力作用下坠落井底；

5），将井底洞渣（15）由出渣洞(13)清理出洞；

6），重复上述步骤3-4，将导孔（8）整体扩至所需直径；

7），扩挖井壁至最终设计尺寸要求。

2.根据权利要求1所述的一种竖井反向一次扩挖施工方法，其特征在于：步骤3），所述的爆破段内的炮孔（11）为２-３圈，即打完第一圈后将罐笼往上提一个孔位的距离，再打下一圈炮孔。