【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反井施工。具体地说是一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备。
技术介绍
1、反井钻井法是一种安全高效的机械化井筒施工方法，具体工艺是通过钻机向下钻导孔与下部巷道相通，在巷道内向钻杆上安装扩孔刀具，再自下而上扩钻到所需孔径大小，其工艺流程包括导孔钻进、扩孔钻进、井筒支护三个阶段。在扩孔钻进过程中，围岩在钻头的刮削作用下形成岩渣，并在井筒内自由下落到巷道，人员无法随钻进行井筒永久支护。目前的支护方式较为传统，在完成扩孔施工后，将扩孔钻头从上部提出，在地面安装稳绞提升和吊盘系统，并由人工从上往下开始进行锚喷临时支护，支护至井筒底部之后再由人工滑模从下往上永久支护。上述传统支护方法均需要投入大量人力，且需要在全深钻进停止后进行，为保证井下人员安全需要两次支护，施工周期长，遇井筒较深时已扩井筒围岩长期裸露将增加片帮和坍塌风险。
2、目前反井钻机无法实现随钻永久支护功能，现有技术采用的随钻薄喷工艺仅解决了井帮长期裸露风化的问题，但在遇到断面围岩强度低或破碎带时薄喷层作用很小，不能满足井筒支护的要求。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种能够实现随反井钻进及时进行永久支护的竖井反井钻进迈步式随钻支护装备。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括分布在溜渣中心通道四周的可变直径支护模板组件、第一支撑组件、第二支撑组件和伸缩迈步组件，所述可变直径支护模板组件的顶部连接有所述第一支撑组件，所述第一支撑组件的顶部上固定连接有
3、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述可变直径支护模板组件包括伸缩模板和直径调节油缸，所述伸缩模板为涡卷环形，所述伸缩模板的两端相互靠近弯曲形成筒状，且所述伸缩模板的两端相互重合并相互贴合，所述伸缩模板重合位置的内侧为内环段，所述伸缩模板重合位置的外侧为外环段，所述直径调节油缸的一端与所述内环段的内侧壁面铰接，所述直径调节油缸的另一端与所述外环段的内侧壁面铰接。
4、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述第一支撑组件包括第一支撑基座、第一支撑油缸和第一支撑靴，所述第一支撑油缸固定安装在所述第一支撑基座的侧壁上，且所述第一支撑油缸朝向所述井壁设置，所述第一支撑靴固定安装在所述第一支撑油缸的另一端上；所述第一支撑基座的底端上固定连接有第一圈梁，所述第一圈梁上等间距安装有四个所述第一支撑基座；所述第一圈梁的底部与所述可变直径支护模板组件的顶部连接；所述第一支撑基座的顶部与所述伸缩迈步组件的底部固定连接。
5、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述可变直径支护模板组件的顶部四角上均固定连接有连接板，所述第一圈梁和所述连接板通过连接件连接。
6、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述伸缩迈步组件包括迈步油缸、外套管和内套管，所述迈步油缸的一端与所述第一支撑组件的顶部固定连接，所述迈步油缸的另一端与所述第二支撑组件的底部固定连接，所述内套管滑动配合在所述外套管内，所述内套管的底端与所述第一支撑组件的顶部固定连接，所述外套管的顶部与所述第二支撑组件的底部固定连接。
7、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述第二支撑组件包括第二支撑基座、第二支撑油缸和第二支撑靴，所述第二支撑基座的底部与所述伸缩迈步组件的顶端固定连接，所述第二支撑油缸固定安装在所述第二支撑基座的侧壁上，所述第二支撑油缸朝向所述井壁设置，所述第二支撑靴固定安装在所述第二支撑油缸的另一端上；所述第二支撑基座的数量为四个，每个所述第二支撑基座的顶部均与第二圈梁固定连接。
8、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述承渣及防护组件包括固定环、弹性板片和密封片，所述固定环的顶部上沿其周向等间距固定安装有两个以上的弹性板片，相邻两个所述弹性板片之间具有活动间隙，相邻两个所述弹性板片上：一个所述弹性板片的内侧壁面上固定安装有所述密封片，所述密封片覆盖在活动间隙上并与另一个所述弹性板片的内侧壁面贴合；所述弹性板片与固定环轴线的距离自与固定环连接的第一端至远离固定环的第二端逐渐增大，所述固定环内的空间和相对的所述弹性板片之间的空间构成承渣通道；所述自适应防漏渣部件包括弧形橡胶板和内支撑条，所述弧形橡胶板的一端与所述弹性板片的第二端连接，在经过所述承渣通道轴线的纵向切面上：所述弧形橡胶板的另一端朝向所述弹性板片的第一端弯曲延伸；在垂直于所述承渣通道轴线的横向截面上：所述弧形橡胶板的形状为圆弧形，且所述弧形橡胶板与所述承渣通道的轴线同心设置，所述弧形橡胶板的外侧壁面与竖井井壁贴合；所述弧形橡胶板内安装有所述内支撑条，所述内支撑条的厚度自靠近所述弹性板片第二端的一端至远离所述弹性板片第二端的一端逐渐变薄；所述弧形橡胶板的一侧上设置有搭接台，所述弧形橡胶板的另一侧上开设有搭接槽，相邻的两个所述弧形橡胶板：一个所述弧形橡胶板上的搭接台搭接在另一个所述弧形橡胶板上的搭接槽内。
9、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，相对的所述弹性板片之间距离大的一端朝向竖井井口设置，所述固定环与所述第二支撑组件固定连接。
10、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述固定环的内径与所述溜渣中心通道的直径相等，相对的两个所述弹性板片第二端外侧壁面的距离与竖井直径相匹配。
11、上述一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，所述可变直径支护模板组件、第一支撑组件、第二支撑组件和伸缩迈步组件均与控制系统连接，所述控制系统与巷道内的泵站和操作台连接，所述可变直径支护模板组件上安装有伸缩摄像头，所述伸缩摄像头与所述控制系统连接。
12、本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：
13、本专利技术，实现随反井钻进及时进行永久支护施工，减少井帮片帮坍塌风险；相较于传统的支护工艺减少了临时支护，不需要人工进入井筒作业，完全实现反井机械化施工；支护效率得到提升，提高钻井施工进度；通过控制伸缩迈步组件实现装置自动上行或下移，在反井钻进过程中及时对不稳定井筒围岩进行快速支护，减少了已扩孔段围岩裸露时间，降低了井筒片帮和坍塌风险；伸缩模板长度可根据工程实际需要制作安装，在伸缩模板达到指定位置后，控制直径调节油缸调节伸缩模板直径，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，包括分布在溜渣中心通道（23）四周的可变直径支护模板组件（100）、第一支撑组件（200）、第二支撑组件（300）和伸缩迈步组件（400），所述可变直径支护模板组件（100）的顶部连接有所述第一支撑组件（200），所述第一支撑组件（200）的顶部上固定连接有伸缩迈步组件（400），所述伸缩迈步组件（400）的顶部上固定连接有所述第二支撑组件（300），所述第一支撑组件（200）和所述第二支撑组件（300）均朝向竖井井壁设置并撑紧或脱离竖井井壁，在任意时间所述第一支撑组件（200）和所述第二支撑组件（300）至少有一个撑紧竖井井壁；所述第一支撑组件（200）脱离竖井井壁时：所述第二支撑组件（300）撑紧竖井井壁，并且所述伸缩迈步组件（400）驱动所述第一支撑组件（200）向着竖井井口方向运动；所述第二支撑组件（300）脱离竖井井壁时：所述第一支撑组件（200）撑紧竖井井壁，并且所述伸缩迈步组件（400）驱动所述第二支撑组件（300）向着竖井井口方向运动；所述第二支撑组件（300）上安装有承渣及防护组件（11），所述承渣及防护组件（
2.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述可变直径支护模板组件（100）包括伸缩模板（1）和直径调节油缸（2），所述伸缩模板（1）为涡卷环形，所述伸缩模板（1）的两端相互靠近弯曲形成筒状，且所述伸缩模板（1）的两端相互重合并相互贴合，所述伸缩模板（1）重合位置的内侧为内环段（18），所述伸缩模板（1）重合位置的外侧为外环段（19），所述直径调节油缸（2）的一端与所述内环段（18）的内侧壁面铰接，所述直径调节油缸（2）的另一端与所述外环段（19）的内侧壁面铰接。
3.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述第一支撑组件（200）包括第一支撑基座（4）、第一支撑油缸（5）和第一支撑靴（6），所述第一支撑油缸（5）固定安装在所述第一支撑基座（4）的侧壁上，且所述第一支撑油缸（5）朝向所述井壁设置，所述第一支撑靴（6）固定安装在所述第一支撑油缸（5）的另一端上；所述第一支撑基座（4）的底端上固定连接有第一圈梁（21），所述第一圈梁（21）上等间距安装有四个所述第一支撑基座（4）；所述第一圈梁（21）的底部与所述可变直径支护模板组件（100）的顶部连接；所述第一支撑基座（4）的顶部与所述伸缩迈步组件（400）的底部固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述可变直径支护模板组件（100）的顶部四角上均固定连接有连接板（3），所述第一圈梁（21）和所述连接板（3）通过连接件（7）连接。
5.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述伸缩迈步组件（400）包括迈步油缸（12）、外套管（13）和内套管（14），所述迈步油缸（12）的一端与所述第一支撑组件（200）的顶部固定连接，所述迈步油缸（12）的另一端与所述第二支撑组件（300）的底部固定连接，所述内套管（14）滑动配合在所述外套管（13）内，所述内套管（14）的底端与所述第一支撑组件（200）的顶部固定连接，所述外套管（13）的顶部与所述第二支撑组件（300）的底部固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述第二支撑组件（300）包括第二支撑基座（8）、第二支撑油缸（9）和第二支撑靴（10），所述第二支撑基座（8）的底部与所述伸缩迈步组件（400）的顶端固定连接，所述第二支撑油缸（9）固定安装在所述第二支撑基座（8）的侧壁上，所述第二支撑油缸（9）朝向所述井壁设置，所述第二支撑靴（10）固定安装在所述第二支撑油缸（9）的另一端上；所述第二支撑基座（8）的数量为四个，每个所述第二支撑基座（8）的顶部均与第二圈梁（22）固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述承渣及防护组件（11）包括固定环（111）、弹性板片（112）和密封片（113），所述固定环（111）的顶部上沿其周向等间距固定安装有两个以上的弹性板片（112），相邻两个所述弹性板片（112）之间具有活动间隙（114），相邻两个所述弹性板片（112）上：一个所述弹性板片（112）的内侧壁面上固定安装有所述密封片（113），所述密封片（1...
【技术特征摘要】
1.一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，包括分布在溜渣中心通道（23）四周的可变直径支护模板组件（100）、第一支撑组件（200）、第二支撑组件（300）和伸缩迈步组件（400），所述可变直径支护模板组件（100）的顶部连接有所述第一支撑组件（200），所述第一支撑组件（200）的顶部上固定连接有伸缩迈步组件（400），所述伸缩迈步组件（400）的顶部上固定连接有所述第二支撑组件（300），所述第一支撑组件（200）和所述第二支撑组件（300）均朝向竖井井壁设置并撑紧或脱离竖井井壁，在任意时间所述第一支撑组件（200）和所述第二支撑组件（300）至少有一个撑紧竖井井壁；所述第一支撑组件（200）脱离竖井井壁时：所述第二支撑组件（300）撑紧竖井井壁，并且所述伸缩迈步组件（400）驱动所述第一支撑组件（200）向着竖井井口方向运动；所述第二支撑组件（300）脱离竖井井壁时：所述第一支撑组件（200）撑紧竖井井壁，并且所述伸缩迈步组件（400）驱动所述第二支撑组件（300）向着竖井井口方向运动；所述第二支撑组件（300）上安装有承渣及防护组件（11），所述承渣及防护组件（11）具有与所述溜渣中心通道（23）连通的承渣通道（24）以及与竖井井壁贴合的自适应防漏渣部件（25）；上方的反井钻进扩孔钻头钻进过程中产生的岩渣依次经所述承渣通道（24）和所述溜渣中心通道（23）排至下部巷道（26）。
2.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述可变直径支护模板组件（100）包括伸缩模板（1）和直径调节油缸（2），所述伸缩模板（1）为涡卷环形，所述伸缩模板（1）的两端相互靠近弯曲形成筒状，且所述伸缩模板（1）的两端相互重合并相互贴合，所述伸缩模板（1）重合位置的内侧为内环段（18），所述伸缩模板（1）重合位置的外侧为外环段（19），所述直径调节油缸（2）的一端与所述内环段（18）的内侧壁面铰接，所述直径调节油缸（2）的另一端与所述外环段（19）的内侧壁面铰接。
3.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述第一支撑组件（200）包括第一支撑基座（4）、第一支撑油缸（5）和第一支撑靴（6），所述第一支撑油缸（5）固定安装在所述第一支撑基座（4）的侧壁上，且所述第一支撑油缸（5）朝向所述井壁设置，所述第一支撑靴（6）固定安装在所述第一支撑油缸（5）的另一端上；所述第一支撑基座（4）的底端上固定连接有第一圈梁（21），所述第一圈梁（21）上等间距安装有四个所述第一支撑基座（4）；所述第一圈梁（21）的底部与所述可变直径支护模板组件（100）的顶部连接；所述第一支撑基座（4）的顶部与所述伸缩迈步组件（400）的底部固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述可变直径支护模板组件（100）的顶部四角上均固定连接有连接板（3），所述第一圈梁（21）和所述连接板（3）通过连接件（7）连接。
5.根据权利要求1所述的一种竖井反井钻进迈步式随钻支护装备，其特征在于，所述伸缩迈步组件（400）包括迈步油缸（12）、外套管（13）和内套管（14），所述迈步油缸（12）的一端与所述第一支撑组件（200）的顶部固定连接，所述迈步油缸（12）的另一端与所述第二支撑组件（300）的底部固定连接，所述内套管（14）滑动配合在所述外套管（13）内，所述内套管（14）的底端与所述第一支撑组件（200）的顶部固定连接，所述外套管（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：荆国业，尹俊，程守业，王春雷，王子雷，韩博，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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