專利名稱：挖掘垂直孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及挖掘垂直孔，從而使該垂直孔連接到在地下挖出的地下孔，以及更具體地涉及挖掘垂直孔的方法，該方法改善挖掘垂直孔的工作過程，從而提高穩(wěn)定性、挖掘輕松性以及經(jīng)濟(jì)效益。
背景技術(shù)：
通常，挖掘用于進(jìn)出、運(yùn)輸和通風(fēng)的垂直孔并將其連接到地下孔，其中挖掘該地下孔，用作地下建筑，例如地下后勤倉庫，地下燃料倉庫，地下核廢料倉庫，地下隧道或地鐵建筑，同時(shí)挖掘用于水源連接的垂直孔并將其連接到地下孔用作地下建筑，例如抽水蓄能電站。
如圖1到圖3所示，在挖掘用在建造地下建筑的地點(diǎn)的垂直孔的常規(guī)方法中，垂直連接到地下孔2的垂直孔1通過執(zhí)行爆破挖掘工作進(jìn)行挖掘，在該爆破挖掘工作中，在從地面到其相應(yīng)位置的地下孔2的區(qū)域內(nèi)，以逐步的方式在單個(gè)自由面下方用炸藥4炸開爆破區(qū)域3，以及利用運(yùn)輸設(shè)備6將爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片5運(yùn)輸?shù)降孛妗?br> 當(dāng)重復(fù)爆破工作和運(yùn)輸工作時(shí)，挖掘垂直孔的常規(guī)方法允許通過垂直挖掘孔實(shí)現(xiàn)目標(biāo)垂直孔1。
然而，因?yàn)橥诰虼怪笨椎某Ｒ?guī)方法以如下方式挖掘垂直孔1，即在單個(gè)自由面下方爆炸爆破區(qū)域3，并利用運(yùn)輸設(shè)備6將爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片5運(yùn)輸?shù)降孛?，常?guī)方法有以下問題。
第一，每當(dāng)在單個(gè)自由面下方爆破每個(gè)爆破區(qū)域3時(shí)，由爆破產(chǎn)生的振動傳遞到周圍的地面，從而產(chǎn)生增加巖石接合面上的松動區(qū)域的數(shù)量的現(xiàn)象。因此，存在完全垂直孔1的穩(wěn)定性低的問題，以及地層水很有可能流入垂直孔1，從而顯著惡化挖掘質(zhì)量。
第二，每當(dāng)在單個(gè)自由面下方爆破每個(gè)爆破區(qū)域3時(shí)，大量炸藥4用于獲得所希望的爆破效果，從而增加所使用的炸藥總量，因此，存在增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的問題。
第三，存在如下問題，即當(dāng)工人將在垂直孔1中炸開爆破區(qū)域3產(chǎn)生的碎片5手動裝載到運(yùn)輸設(shè)備6，并將其運(yùn)輸?shù)降孛鏁r(shí)，需要額外工作時(shí)間和額外等待時(shí)間，因此，需要過長的建造時(shí)間。此外，當(dāng)碎片5裝入運(yùn)輸設(shè)備6并運(yùn)輸?shù)降孛鏁r(shí)，意外經(jīng)常發(fā)生，例如在正被爆破的垂直孔1中等待的工人被落下的碎片5致傷或致死的情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)生的上述問題提出本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供挖掘垂直孔的方法，在該方法中，首先鉆出中心導(dǎo)引孔，然后執(zhí)行擴(kuò)大爆破，從而提高挖掘質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)挖掘。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供挖掘垂直孔的方法，該方法允許在擴(kuò)大爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片通過中心導(dǎo)引孔落下，從而提高挖掘效率并實(shí)現(xiàn)安全挖掘。
為了完成所述目的，本發(fā)明提供挖掘垂直孔的方法，挖掘該垂直孔使其與在地下挖出的地下孔相通，該方法包括中心導(dǎo)引孔挖掘步驟，該步驟預(yù)先在地面的相應(yīng)位置挖掘中心導(dǎo)引孔，使其與地下孔相通，以及包括擴(kuò)大爆破挖掘步驟，該步驟在從地面的相應(yīng)位置到地下孔的范圍內(nèi)，以逐步的方式在由中心導(dǎo)引孔確保的兩個(gè)自由面下方用炸藥爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域，并促使碎片通過中心導(dǎo)引孔11落下并在地下孔內(nèi)運(yùn)出。


下面結(jié)合附圖進(jìn)行的細(xì)節(jié)描述將更明確地理解本發(fā)明的上述或其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1、2和3是表示以逐步的方式挖掘垂直孔的常規(guī)過程的示意圖；圖4、5、6和7是表示根據(jù)本發(fā)明的以逐步的方式挖掘垂直孔的的過程的示意圖；圖8和9是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的挖掘垂直孔的方法的示意圖，其中，中心導(dǎo)引孔用向上挖掘設(shè)備鉆出；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的挖掘垂直孔的方法的示意圖，其中，中心導(dǎo)引孔用向下挖掘設(shè)備鉆出；以及圖11是表示利用向下挖掘設(shè)備挖掘的中心導(dǎo)引孔的平面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)在挖掘垂直孔并將其連接到在地下挖出的地下孔的技術(shù)概念上相同。
圖4表示鉆出中心導(dǎo)引孔11使其與地下孔相通的中心導(dǎo)引孔鉆孔過程。
與垂直孔10的中心成直線鉆出中心導(dǎo)引孔11，以鉆入地面上的相應(yīng)位置，從而與在地下鉆出的地下孔20垂直相通。
如圖8和9所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，中心導(dǎo)引孔11能夠利用向上挖掘方法精確鉆出，該向上挖掘方法包括將向上挖掘設(shè)備30固定在地面的相應(yīng)位置上，該向上挖掘設(shè)備具有連接型旋轉(zhuǎn)桿31以及可替換的小徑鉆頭32和大徑鉆頭33；以如下方式鉆出導(dǎo)引孔11a，即在向上挖掘設(shè)備30的旋轉(zhuǎn)桿31端部安裝小徑鉆頭32，并從地面向下移動小徑鉆頭32，使得導(dǎo)引孔11a能夠與地下孔20相通；然后在向上挖掘設(shè)備30的旋轉(zhuǎn)桿31端部用大徑鉆頭33替換小徑鉆頭32，并沿導(dǎo)引孔11a向上移動大徑鉆頭32，從而能夠擴(kuò)大導(dǎo)引孔11a。
如上所述鉆出的中心導(dǎo)引孔11確保了兩個(gè)自由面，因此能夠有效地執(zhí)行通過擴(kuò)大爆破的挖掘工作，并且中心導(dǎo)引孔11作為運(yùn)輸通道用于允許爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片“B”通過垂直孔10落下，以及作為通風(fēng)道用于循環(huán)垂直孔10中的空氣。
圖5和6表示挖掘中心導(dǎo)引孔之后執(zhí)行的擴(kuò)大爆破挖掘過程，圖7表示通過擴(kuò)大爆破挖掘過程挖出的垂直孔。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在由中心導(dǎo)引孔確保的兩個(gè)自由面下方利用預(yù)先準(zhǔn)備的炸藥“C”爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域“A”從而產(chǎn)生預(yù)定截面形狀，以及允許爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片“B”通過中心導(dǎo)引孔11落下并通過地下孔20運(yùn)輸，重復(fù)此工作來執(zhí)行向下挖掘，獲得垂直孔10，該垂直孔10垂直連接到地下孔20，該地下孔20在地下挖掘以用于地下建筑。
在擴(kuò)大爆破挖掘過程中，利用預(yù)先挖掘并鉆出的中心導(dǎo)引孔11用炸藥“C”在兩個(gè)自由面下方爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域“A”，因此，爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片“B”通過中心導(dǎo)引孔11落下，使得爆破時(shí)傳遞到周圍地面的爆破振動減到最小，從而抑制巖石接合面上松動區(qū)域的產(chǎn)生，利用少量的炸藥“C”能夠達(dá)到充分的爆破效果，以及爆破時(shí)產(chǎn)生的碎片“B”能夠迅速并安全的處理掉。
同時(shí)，通過把炸藥裝入多個(gè)炸藥裝填孔“D”準(zhǔn)備擴(kuò)大爆破時(shí)所使用的炸藥“C”，該炸藥裝填孔“D”以設(shè)計(jì)的爆破孔樣式鉆入擴(kuò)大爆炸區(qū)域“A”。
此外，如圖5所示，當(dāng)在正被挖掘的垂直孔10中準(zhǔn)備爆破時(shí)，優(yōu)選使用提升支架40，其包括高架41和低架42，工作臺43，該工作臺43位于低架42頂部的中心并構(gòu)造為具有長于中心導(dǎo)引孔11直徑的直徑，以及圍繞工作臺43形成的工作口44。
提升工作支架40允許工人安全地做準(zhǔn)備過程，該準(zhǔn)備過程包括在地面上登上工作臺43，向下移動到工作位置，在提升工作支架40放置在爆破區(qū)域“A”上方時(shí)，在工作臺43上通過工作口44在相應(yīng)的擴(kuò)大爆破區(qū)域A上鉆出爆破孔“D”，以及在爆破孔“D”內(nèi)裝填炸藥“C”。
在這里，纏繞在驅(qū)動裝置50的絞盤51周圍的索線52連接到提升支架40，該提升支架“40”能夠利用索線52通過挖出的垂直孔10向上和向下移動。
同時(shí)，圖10和11表示本發(fā)明的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，利用向下方挖掘方法能夠迅速鉆出中心導(dǎo)引孔11，該方法包括將具有挖掘器34的向下挖掘設(shè)備30固定在地面的相應(yīng)位置上，并當(dāng)從地面向下移動向下挖掘設(shè)備30的挖掘器34時(shí)，鉆一個(gè)或更多個(gè)孔11b，使得孔11b與地下孔20相通。
如上所述的所挖掘的中心導(dǎo)引孔11執(zhí)行的功能與在本發(fā)明的上述實(shí)施例中所述的功能相同。
如上所述構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的挖掘垂直孔的方法具有下述優(yōu)點(diǎn)。
第一，因?yàn)樵诶妙A(yù)先挖掘和鉆出的中心導(dǎo)引孔11確保兩個(gè)自由面之后執(zhí)行擴(kuò)大爆破，所以傳遞到周圍地面的爆破振動減到最小，從而抑制巖石接合面上的松動區(qū)域的產(chǎn)生，使得挖出的垂直孔10的穩(wěn)定性增加，以及能夠顯著減少用來加固巖石接合面的加固材料的數(shù)量，以及能夠減少地層水流入挖出的垂直孔10的可能性。
第二，當(dāng)以預(yù)先挖掘和鉆出的中心導(dǎo)引孔11為基礎(chǔ)在兩個(gè)自由面下方以逐步的方式用炸藥“C”爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域“A”時(shí)，即使使用少量的炸藥“C”，也能夠達(dá)到充分的爆破效果，因此，顯著減少炸藥“C”的總消耗量，因此減少挖掘成本。
第三，因?yàn)樵试S爆破每個(gè)擴(kuò)大爆破區(qū)域“A”時(shí)產(chǎn)生的碎片“B”通過中心導(dǎo)引孔11落下，并在地下孔20中運(yùn)出，所以工人能夠迅速并安全地運(yùn)出碎片“B”，從而具有能夠縮短總建筑時(shí)間以及能夠防止工人被碎片“B”致傷的事故的優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過利用挖掘設(shè)備預(yù)先鉆出中心導(dǎo)引孔來挖掘垂直孔，以逐步的方式在兩個(gè)自由面下方用炸藥爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域，以及促使碎片通過中心導(dǎo)引孔落下并在地下孔中運(yùn)出碎片，從而其具有以下優(yōu)點(diǎn)增加挖出的垂直孔的穩(wěn)定性，減少地層水流入垂直孔10的可能性，顯著減少炸藥的總消耗量，因此減少建筑成本，能夠縮短建筑時(shí)間，以及能夠防止工人被碎片“B”致傷的事故。
盡管為了例證公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識到在不脫離所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神時(shí)，可有多種改進(jìn)，增加以及替換。
權(quán)利要求
1.一種挖掘垂直孔的方法，挖掘所述垂直孔使其與在地下挖出的地下孔相通，所述方法包括中心導(dǎo)引孔挖掘步驟，該步驟在地面的相應(yīng)位置上預(yù)先挖出中心導(dǎo)引孔，使其與所述地下孔相通；以及擴(kuò)大爆破挖掘步驟，該步驟在從所述地面的相應(yīng)位置到所述地下孔的范圍內(nèi)，在由所述中心導(dǎo)引孔確保的兩個(gè)自由面下方、以逐步的方式利用炸藥爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域，以及使碎片通過所述中心導(dǎo)引孔11落下并在所述地下孔中運(yùn)出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用向上挖掘方法精確鉆出所述中心導(dǎo)引孔，所述向上挖掘方法包括將向上挖掘設(shè)備固定在地面的相應(yīng)位置上，該向上挖掘設(shè)備具有連接型旋轉(zhuǎn)桿和可替換的小徑鉆頭和大徑鉆頭，以如下方法鉆出導(dǎo)引孔，即在所述向上挖掘設(shè)備的所述旋轉(zhuǎn)桿的端部安裝小徑鉆頭，并從所述地面向下移動所述小徑鉆頭，使得導(dǎo)引孔能夠與所述地下孔相通，以及然后在所述向上挖掘設(shè)備的所述旋轉(zhuǎn)桿的端部用所述大徑鉆頭替換所述小徑鉆頭，并沿所述導(dǎo)引孔向上移動所述大徑鉆頭，從而能夠擴(kuò)大所述導(dǎo)引孔。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用向下挖掘方法迅速鉆出所述中心導(dǎo)引孔，所述向下挖掘方法包括將具有挖掘器的向下挖掘設(shè)備固定在地面的相應(yīng)位置上，并當(dāng)從所述地面向下移動所述向下挖掘設(shè)備的所述挖掘器時(shí)鉆出一個(gè)或更多個(gè)孔，使得所述孔與所述地下孔相通。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)在正被挖掘的垂直孔中準(zhǔn)備爆破時(shí)，操作提升支架，該提升支架包括高架和低架、位于所述低架頂部的中心并構(gòu)造為其直徑長于所述中心導(dǎo)引孔直徑的工作臺和圍繞所述工作臺形成的工作口。
全文摘要
本文公開了一種挖掘垂直孔的方法。挖掘垂直孔使其與在地下挖出的地下孔相通。該方法包括中心導(dǎo)引孔挖掘步驟，該步驟在地面的相應(yīng)位置預(yù)先挖出中心導(dǎo)引孔，使其與地下孔相通；以及擴(kuò)大爆破挖掘步驟，該步驟在從地面的相應(yīng)位置到地下孔的范圍內(nèi)，以逐步的方式在由中心導(dǎo)引孔確保的兩個(gè)自由面下方利用炸藥爆破擴(kuò)大爆破區(qū)域，并促使碎片通過中心導(dǎo)引孔11落下并在地下孔中運(yùn)出。
文檔編號E02F5/20GK101082217SQ20061015319
公開日2007年12月5日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者安永模, 金康碩, 金庚民, 白德基 申請人:韓國石油公社