[发明专利]一种竖井利用潜孔钻机增大放砂量施工方法

权利要求书

1.一种竖井利用潜孔钻机增大放砂量施工方法，其生产方法包括如下步骤：井筒封闭、搭建注浆平台、钻孔开孔、退出钻具、钻注作业、注浆作业、复注工作以及检查孔施工，其特征在于：

步骤A.井筒封闭：竖井井筒出现流砂层后根据现场实际涌水涌砂情况对工作面进行封闭，封闭方式为浇筑混凝土止浆垫，混凝土强度等级C30；

步骤B.搭建注浆平台：止浆垫养护一定龄期后搭建钻探注浆平台，平台为可重复安装和拆卸式结构，平台搭建后下放钻探及注浆设备并进行调试；

步骤C.钻孔开孔：按照设计参数通过开孔钻头（12）进行钻孔开孔，即在工作面标记各钻孔开孔位置，开孔允许孔位偏差不得大于±0.1m，钻孔开孔圈距井壁（2）向内0.5～0.8m为宜，一般取0.6m；

步骤D.退出钻具：孔口管（6）养护后进行孔内扫孔，钻头直径91mm，钻进至超过孔口管（6）底端0.1m～0.2m，退出孔内钻具，并采用1.2倍的注浆终压对孔口管（6）进行耐压抗渗试验；

步骤E.钻注作业：钻孔分组分序沿顺时针或逆时针依次进行钻注作业，治理前期每组为3个钻孔，钻注孔内分段钻注段高不宜超过0.5米，治理后期每组可为1～3个钻孔，根据前期固砂堵水情况调整孔内注浆段高为0.5～1.5米，若固砂堵水效果非常理想也可超过1.5米以上；

步骤F.注浆作业：每组钻孔全部钻进至设计注浆深度后进行注浆作业，注浆采用多频次定量定压注浆，浆液材料可选用普通水泥、超细水泥、水玻璃、氯化钙、树脂类化学浆等多样化注浆材料；

步骤G.复注工作：待工作面所有钻孔全部钻注至第一个设计注浆深度后则进行第二个设计深度的钻注工作，若扫孔过程中仍有部分钻孔在第一个设计注浆深度内出现涌水涌砂时，则停止第二个设计深度的钻进工作，取出钻具进行复注，以此循环直至所有钻孔全部钻注至设计孔深；

步骤H.检查孔施工：钻孔全部施工结束后根据掌握的钻注情况进行检查孔施工，在井筒中心布置一个检查孔。

2.根据权利要求1所述的一种竖井利用潜孔钻机增大放砂量施工方法，其特征在于：所述步骤C中井壁（2）内部设置有固管浆液结石体（7），且固管浆液结石体（7）的内部通过潜孔钻机（1）开设有钻孔结构（11），同时钻孔结构（11）的内部设置有孔口管（6），并且孔口管（6）的内部上侧设置有孔口管固定装置（4），孔口管固定装置（4）的上侧安装有孔口控水装置（5），固管浆液结石体（7）上搭建有钻注平台（3），且钻注平台（3）上安装有潜孔钻机（1），固管浆液结石体（7）的下侧是富水流砂层（8），且富水流砂层（8）上设置有压缩空气扰动流砂层区域（9），压缩空气扰动流砂层区域（9）与扰动区域置换注浆浆液结石体区域（10）为层状设置，且潜孔钻机（1）上的开孔钻头（12）设置在压缩空气扰动流砂层区域（9）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种竖井利用潜孔钻机增大放砂量施工方法，其特征在于：所述步骤C中开孔钻头（12）直径130mm，开孔深度接近流砂层顶板或第一个含水层顶板至少0.5m以上停止钻进，退出孔内开孔钻具后孔内下入孔口管（6），规格Ø108mm×4mm无缝钢管制作，长度根据开孔深度及孔口露出止浆垫面0.8m～1m进行确定；孔口管（6）使用单液水泥浆或水泥-水玻璃双液浆进行固定，并在止浆垫面施工锚杆孔，插入36mm圆钢锚杆后与孔口管（6）进行焊接固定。

4.根据权利要求1所述的一种竖井利用潜孔钻机增大放砂量施工方法，其特征在于：所述步骤E中每组钻孔依次施工，第一个钻孔（假设孔号为1#孔）钻进至设计注浆深度后提出钻具时水携带砂砾顺钻孔而上，此时保持孔口敞开进行放砂直至涌砂量明显减小后关闭孔口阀门，之后施工第二个钻孔（假设孔号为2#孔），第二个钻孔钻进至距设计注浆深度0.5m时，打开第一个钻孔孔口阀门并在第二个钻孔孔内反复进行提拉钻具同时开启关闭风量控制阀直至钻进至设计深度，目的是利用钻机风压扰动流砂层从两钻孔孔内放砂，同理第三个钻孔（假设孔号为3#孔）也是按此施工，但是否同时开启第一个和第二个孔口阀门或只打开一个钻孔阀门应根据排水系统能力、工作面淤积砂石量、钻孔水量等综合进行确定；该部分为本发明的核心工艺方法之一。