CN108915693B - 一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，包括在矿体上采掘出N条相互平行且相对地面高度不同的采掘井巷、在采掘井巷内开凿硐室、以硐室侧壁为起点采掘联络平巷、以硐室地面为起点使用反井钻机钻凿和扩凿联络孔道。采用本发明的技术方案，在矿体上开凿成了阶梯状管线井，使用反井钻机钻凿联络孔道，使用无轨凿岩台车掘进联络平巷，无需再对矿体进行装填******等工作，简化了施工工艺，避免了对矿体内应力平衡的破坏，也避免了对环境的污染，减少了管线井施工作业时间，反井钻机安装于专门设置的硐室内，操作人员再也无需深入井下工作面进行施工作业，提高了施工作业安全性，提高了管线井的施工效率。
Description
技术领域
本发明属于矿山施工技术领域，尤其涉及一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法。
背景技术
在矿山开采施工作业中，矿山管线井一般是用于安装所需的压风管、排水管、供电电缆和通讯线路等机械设备或开采工具的巷道，管线井的横断面一般均较小，常规为3米×3.2米左右居多，现有技术中，岩石地层矿井施工建设工程中，多采用普通凿岩方法进行使用，使用这种方法时，相关工作人员需要进入到几百米深的狭小的挖掘工作面内进行挖掘工作，挖掘工作需要使用钻机机具等工具，需要进行钻***孔、装填***、工作面***等多工序的复杂施工工艺，挖掘后的岩石还要通过吊桶等工具提升至地面，对工作面排水、支护等作业后再铺设管线，这种方式不仅机械化水平低，劳动力投入大，工作环境艰苦，安全条件差，且效率较地，同时，***对威严扰动较大，原严应力变化大，支护困难，危及操作人员的人身安全，特别是对于具有倾斜坡面的矿山的管线井的施工，通常是沿着矿体纵向平行于倾斜坡面进行施工作业，仍然只有使用电动或风动的手持式凿岩打眼机，并要使用***放炮***作业，严重危及操作人员的人身安全，同时在施工作业过程中，***所产生的一氧化碳等有害气体排放至空气中，对环境污染很大；例如，公开号为“CN103850684A”的专利文献，公开了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；采用该发明的技术方案，使用反井钻机与竖井掘进机钻凿了直径较大的竖井，但管线井的直径较小，该发明的技术方案并不能适用，且当矿体具有倾斜坡侧面时，竖井掘进机也不能适用，影响了该发明的适用范围。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法。
本发明提供了一种倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：地面上某处矿体具有至少一个斜坡侧面，在矿体外侧地面上竖直地设立一条标杆，沿着与所述斜坡侧面垂直的方向向所述矿体内采掘掘进，在所述矿体上采掘出N条相互平行的采掘井巷，其中任意两条采掘井巷相对于地面的高度均不相同；
步骤二：使用全液压无轨凿岩台车分别在各条采掘井巷以内开凿出硐室，并使所述硐室相对于步骤一所述标杆之间的垂直距离相等；
步骤三：在步骤二所述硐室以内，所述硐室侧壁为起点，向所述矿体内采掘掘进，所述掘进方向与所述硐室侧壁相交成相同的倾角，在矿体内采掘出多条相互平行的联络平巷；
步骤四：按照步骤一所述采掘井巷相对于地面的高度由小至大的顺序，以第二条采掘井巷为起点，依次在采掘井巷内相应的硐室以内安装反井钻机，在反井钻机上安装钻凿钻头，通过反井钻机在所述硐室地面沿着竖直向下的方向钻凿直至与所述联络平巷连通，再将反井钻机上钻凿钻头换装为扩凿钻头，通过反井钻机沿着竖直向上的方向扩凿至所述硐室地面，在所述硐室地面与所述联络平巷之间在凿出N-1条联络孔道。
步骤一中所述采掘井巷横断面规格是：宽×高＝4×4.5m。
步骤一中所述任意相邻两条采掘井巷在竖直方向上高度差范围是40m至60m。
步骤二中所述硐室规格为：长×宽×高＝6m×6m×6m。
步骤三中所述联络平巷的掘进方向与所述硐室侧壁垂直。
步骤三中所述联络平巷横断面规格是：宽×高＝4×4.5m。
步骤四中所述钻凿钻头规格为φ100mm。
步骤四中所述扩凿钻头规格为φ800mm至φ2500mm。
本发明的有益效果在于：采用本发明提供的技术方案，通过采用无轨凿岩台车与反井钻机相配合对管线井进行开凿，管线井不再是与矿体斜坡侧面平行，而是由竖直孔道以及若干条水平孔道组成，反井钻机完成对竖直孔道的钻凿和扩孔等工艺操作，无轨凿岩台车则完成对水平孔道的钻凿工作，无需再对矿体进行装填******等工作，简化了施工工艺，避免了对矿体内应力平衡的破坏，也避免了对环境的污染，减少了管线井施工作业时间，反井钻机安装于专门设置的硐室内，操作人员再也无需深入井下工作面进行施工作业，提高了施工作业安全性，提高了管线井的施工效率。
附图说明
图1是本发明施工流程图；
图2是本发明的结构示意图。
图中：1-矿体，2-硐室，3-联络平巷，4-联络孔道，101-斜坡侧面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
本发明提供了一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，如图1、图2所示，包括以下步骤：
步骤一：地面上某处矿体1具有至少一个斜坡侧面101，在矿体1外侧地面上竖直地设立一条标杆，沿着与斜坡侧面101垂直的方向向矿体1内采掘掘进，在矿体1上采掘出N条相互平行的采掘井巷，其中任意两条采掘井巷相对于地面的高度均不相同；进一步地，采掘井巷横断面规格是：宽×高＝4×4.5m。任意相邻两条采掘井巷在竖直方向上高度差范围是40m至60m。
步骤二：使用全液压无轨凿岩台车分别在各条采掘井巷以内开凿出硐室2，并使硐室2相对于步骤一标杆之间的垂直距离相等；进一步地，硐室2规格为：长×宽×高＝6m×6m×6m。
步骤三：在步骤二硐室2以内，硐室2侧壁为起点，向矿体1内采掘掘进，掘进方向与硐室2侧壁相交成相同的倾角，在矿体1内采掘出多条相互平行的联络平巷3；进一步地，联络平巷3的掘进方向与硐室2侧壁垂直。联络平巷3横断面规格是：宽×高＝4×4.5m。
步骤四：按照步骤一采掘井巷相对于地面的高度由小至大的顺序，以第二条采掘井巷为起点，依次在采掘井巷内相应的硐室2以内安装反井钻机，在反井钻机上安装钻凿钻头，通过反井钻机在硐室2地面沿着竖直向下的方向钻凿直至与联络平巷3连通，再将反井钻机上钻凿钻头换装为扩凿钻头，通过反井钻机沿着竖直向上的方向扩凿至硐室2地面，在硐室2地面与联络平巷3之间在凿出N-1条联络孔道4。进一步地，钻凿钻头规格为φ100mm。述扩凿钻头规格为φ800mm至φ2500mm。
反井钻机是近年来广泛发展和应用的矿山机械设备，其工作原理是通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动水龙头，并利用液压动力将扭矩传递给钻具***，带动钻杆及钻头旋转，导孔钻头或扩孔钻头上的滚刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面做纯滚动或微量滑移。同时主机油缸产生的轴向拉、压力，也通过动力头、钻杆作用在导孔钻头或扩孔钻头上，使导孔钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击荷载，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石；
采用本发明提供的技术方案，通过采用无轨凿岩台车与反井钻机相配合对管线井进行开凿，管线井不再是与矿体斜坡侧面平行，而是由竖直孔道以及若干条水平孔道组成，反井钻机完成对竖直孔道的钻凿和扩孔等工艺操作，无轨凿岩台车则完成对水平孔道的钻凿工作，无需再对矿体进行装填******等工作，简化了施工工艺，避免了对矿体内应力平衡的破坏，也避免了对环境的污染，减少了管线井施工作业时间，反井钻机安装于专门设置的硐室内，操作人员再也无需深入井下工作面进行施工作业，提高了施工作业安全性，提高了管线井的施工效率。
Claims (7)
1.一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：地面上某处矿体(1)具有至少一个斜坡侧面(101)，在矿体(1)外侧地面上竖直地设立一条标杆，沿着与所述斜坡侧面(101)垂直的方向向所述矿体(1)内采掘掘进，在所述矿体(1)上采掘出N条相互平行的采掘井巷，其中任意两条采掘井巷相对于地面的高度均不相同；
步骤二：使用全液压无轨凿岩台车分别在各条采掘井巷以内开凿出硐室(2)，并使所述硐室(2)相对于步骤一所述标杆之间的垂直距离相等；
步骤三：在步骤二所述硐室(2)以内，所述硐室(2)侧壁为起点，向所述矿体(1)内采掘掘进，所述掘进方向与所述硐室(2)侧壁相交成相同的倾角，在矿体(1)内采掘出多条相互平行的联络平巷(3)；步骤三中所述联络平巷(3)的掘进方向与所述硐室(2)侧壁垂直；
步骤四：按照步骤一所述采掘井巷相对于地面的高度由小至大的顺序，以第二条采掘井巷为起点，依次在采掘井巷内相应的硐室(2)以内安装反井钻机，在反井钻机上安装钻凿钻头，通过反井钻机在所述硐室(2)地面沿着竖直向下的方向钻凿直至与所述联络平巷(3)连通，再将反井钻机上钻凿钻头换装为扩凿钻头，通过反井钻机沿着竖直向上的方向扩凿至所述硐室(2)地面，在所述硐室(2)地面与所述联络平巷(3)之间在凿出N-1条联络孔道(4)。
2.如权利要求1所述的一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：步骤一中所述采掘井巷横断面规格是：宽×高＝4×4.5m。
3.如权利要求1所述的一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：步骤一中所述任意相邻两条采掘井巷在竖直方向上高度差范围是40m至60m。
4.如权利要求1所述的一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：步骤二中所述硐室(2)规格为：长×宽×高＝6m×6m×6m。
5.如权利要求1所述的一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：步骤三中所述联络平巷(3)横断面规格是：宽×高＝4×4.5m。
6.如权利要求1所述的一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：步骤四中所述钻凿钻头规格为φ100mm。
7.如权利要求1所述的一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法，其特征在于：步骤四中所述扩凿钻头规格为φ800mm至φ2500mm。
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