[發明專利]一種正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法

在審

• 申請號: 201910280775.1
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN110107301A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 劉志強;程守業;韓博;荊國業;于見水;鄧建明
• 申請（專利權）人: 北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: E21D1/03
• 分類號: E21D1/03;E21D3/00;E21D1/08
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 朱亞琦;趙慧

1.一種正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，包括如下步驟：

(A)井筒挖掘準備工作；

(B)第一級正向鉆孔：自上水平巷道或隧道由上向下正向鉆進導孔至下水平巷道或隧道(4)；

(C)第二級反向鉆孔：自下水平巷道或隧道(4)由下向上反向擴孔鉆進至上水平巷道或隧道；

(D)第三級正向鉆孔：自上水平巷道或隧道由上向下正向擴孔鉆進至下水平巷道或隧道(4)；

(E)井筒支護：安裝井架結構和提升、懸吊設施，自上水平巷道或隧道由上向下至下水平巷道或隧道(4)進行井筒支護，形成井筒工程結構。

2.根據權利要求1所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(A)中，包括如下步驟：

(A-1)在上水平巷道或隧道內，以井筒軸線和上水平巷道或隧道軸線的交線為基礎，根據采用的設備單件最大重量和體積，設計輔助隧道達到所需要的斷面；

(A-2)根據掘進設備的重量和體積，安裝提吊設備鋼結構(1)；

(A-3)進行鎖口開挖與支護，施工滿足反井鉆機設備的混凝土基礎；鎖口由不穩定表土層(2)開挖至穩定巖石(3)，澆筑井壁混凝土，施工鉆機基礎，并預留地腳螺栓孔；根據井筒地質柱狀圖、井筒設計直徑、鉆機型號和技術參數，設計井筒鎖口厚度、深度及混凝土強度等級。

3.根據權利要求1所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(B)中，安裝反井鉆機(5)，采用三牙輪鉆頭(7)破巖，穩定鉆桿，保證鉆孔精度，正循環排渣，由上向下，正向鉆進直徑d1的導孔，當上水平巷道或隧道與下水平巷道或隧道(4)貫通后，形成第一級鉆孔(6)。

4.根據權利要求1所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(C)中，拆除步驟(B)中的三牙輪鉆頭(7)，換接第二級反向擴孔鉆頭(9)，利用滾刀破碎巖石，巖渣依靠自重下落至下水平巷道或隧道(4)中，由下向上，反向鉆進直徑d2的鉆孔，d2大于或等于1.4米且小于或等于2米；當第二級反向擴孔鉆頭(9)鉆透至上水平巷道或隧道地面后，形成第二級鉆孔(8)。

5.根據權利要求1所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(D)中，拆除反井鉆機(5)，將第二級反向擴孔鉆頭(9)提吊出井，將第三級正向擴孔鉆頭(11)提吊入井，重新安裝反井鉆機(5)，通過鉆桿連接第三級正向擴孔鉆頭(11)，利用滾刀破碎巖石，巖渣依靠自重經第二級鉆孔(8)下落至下水平巷道或隧道(4)中，由上向下，正向鉆進直徑d3的鉆孔，當第三級正向擴孔鉆頭(11)鉆透至下水平巷道或隧道(4)后，形成第三級鉆孔(11)。

6.根據權利要求1所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(E)中，利用鉆機、鉆桿將第三級正向擴孔鉆頭(11)提吊固定于井口位置，拆除鉆機鉆架結構，將第三級正向擴孔鉆頭(11)提吊出井，安裝井筒內的防護吊盤(16)，安裝支護用井架結構(13)和提升設施(14)、懸吊設施，由上向下進行井筒支護，形成井筒工程結構，根據井筒功能需求安裝相應的井筒設施，所述提升設施(14)為絞車或穩車。

7.根據權利要求1所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(C)第二級鉆進和步驟(D)第三級鉆進過程中，破碎的巖渣均掉落到下水平巷道或隧道(4)中，由運輸車輛(10)裝運，運輸車輛(10)為裝巖機或運渣車輛。

8.根據權利要求5所述的正向-反向-正向三級鉆進的機械破巖鑿井方法，其特征在于，在步驟(D)中，第三級正向擴孔鉆頭(11)為錐形結構，鉆進時利用第三級正向擴孔鉆頭(11)上的鑲齒滾刀進行破巖，形成錐形的井底結構。