专利名称：挖掘垂直孔的方法
技术领域：
本发明总的涉及挖掘垂直孔，从而使该垂直孔连接到在地下挖出的地下孔，以及更具体地涉及挖掘垂直孔的方法，该方法改善挖掘垂直孔的工作过程，从而提高稳定性、挖掘轻松性以及经济效益。
背景技术：
通常，挖掘用于进出、运输和通风的垂直孔并将其连接到地下孔，其中挖掘该地下孔，用作地下建筑，例如地下后勤仓库，地下燃料仓库，地下核废料仓库，地下隧道或地铁建筑，同时挖掘用于水源连接的垂直孔并将其连接到地下孔用作地下建筑，例如抽水蓄能电站。
如图1到图3所示，在挖掘用在建造地下建筑的地点的垂直孔的常规方法中，垂直连接到地下孔2的垂直孔1通过执行爆破挖掘工作进行挖掘，在该爆破挖掘工作中，在从地面到其相应位置的地下孔2的区域内，以逐步的方式在单个自由面下方用炸药4炸开爆破区域3，以及利用运输设备6将爆破时产生的碎片5运输到地面。
当重复爆破工作和运输工作时，挖掘垂直孔的常规方法允许通过垂直挖掘孔实现目标垂直孔1。
然而，因为挖掘垂直孔的常规方法以如下方式挖掘垂直孔1，即在单个自由面下方爆炸爆破区域3，并利用运输设备6将爆破时产生的碎片5运输到地面，常规方法有以下问题。
第一，每当在单个自由面下方爆破每个爆破区域3时，由爆破产生的振动传递到周围的地面，从而产生增加岩石接合面上的松动区域的数量的现象。因此，存在完全垂直孔1的稳定性低的问题，以及地层水很有可能流入垂直孔1，从而显著恶化挖掘质量。
第二，每当在单个自由面下方爆破每个爆破区域3时，大量炸药4用于获得所希望的爆破效果，从而增加所使用的炸药总量，因此，存在增加经济负担的问题。
第三，存在如下问题，即当工人将在垂直孔1中炸开爆破区域3产生的碎片5手动装载到运输设备6，并将其运输到地面时，需要额外工作时间和额外等待时间，因此，需要过长的建造时间。此外，当碎片5装入运输设备6并运输到地面时，意外经常发生，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致伤或致死的情况。
发明内容
因此，考虑现有技术中发生的上述问题提出本发明，本发明的一个目的是提供挖掘垂直孔的方法，在该方法中，首先钻出中心导引孔，然后执行扩大爆破，从而提高挖掘质量并实现经济挖掘。
本发明的另一个目的是提供挖掘垂直孔的方法，该方法允许在扩大爆破时产生的碎片通过中心导引孔落下，从而提高挖掘效率并实现安全挖掘。
为了完成所述目的，本发明提供挖掘垂直孔的方法，挖掘该垂直孔使其与在地下挖出的地下孔相通，该方法包括中心导引孔挖掘步骤，该步骤预先在地面的相应位置挖掘中心导引孔，使其与地下孔相通，以及包括扩大爆破挖掘步骤，该步骤在从地面的相应位置到地下孔的范围内，以逐步的方式在由中心导引孔确保的两个自由面下方用炸药爆破扩大爆破区域，并促使碎片通过中心导引孔11落下并在地下孔内运出。
下面结合附图进行的细节描述将更明确地理解本发明的上述或其他目的、特征和优点，其中图1、2和3是表示以逐步的方式挖掘垂直孔的常规过程的示意图；图4、5、6和7是表示根据本发明的以逐步的方式挖掘垂直孔的的过程的示意图；图8和9是表示根据本发明的实施例的挖掘垂直孔的方法的示意图，其中，中心导引孔用向上挖掘设备钻出；图10是表示根据本发明的实施例的挖掘垂直孔的方法的示意图，其中，中心导引孔用向下挖掘设备钻出；以及图11是表示利用向下挖掘设备挖掘的中心导引孔的平面图。
具体实施例方式
本发明和现有技术在挖掘垂直孔并将其连接到在地下挖出的地下孔的技术概念上相同。
图4表示钻出中心导引孔11使其与地下孔相通的中心导引孔钻孔过程。
与垂直孔10的中心成直线钻出中心导引孔11，以钻入地面上的相应位置，从而与在地下钻出的地下孔20垂直相通。
如图8和9所示，在本发明的实施例中，中心导引孔11能够利用向上挖掘方法精确钻出，该向上挖掘方法包括将向上挖掘设备30固定在地面的相应位置上，该向上挖掘设备具有连接型旋转杆31以及可替换的小径钻头32和大径钻头33；以如下方式钻出导引孔11a，即在向上挖掘设备30的旋转杆31端部安装小径钻头32，并从地面向下移动小径钻头32，使得导引孔11a能够与地下孔20相通；然后在向上挖掘设备30的旋转杆31端部用大径钻头33替换小径钻头32，并沿导引孔11a向上移动大径钻头32，从而能够扩大导引孔11a。
如上所述钻出的中心导引孔11确保了两个自由面，因此能够有效地执行通过扩大爆破的挖掘工作，并且中心导引孔11作为运输通道用于允许爆破时产生的碎片“B”通过垂直孔10落下，以及作为通风道用于循环垂直孔10中的空气。
图5和6表示挖掘中心导引孔之后执行的扩大爆破挖掘过程，图7表示通过扩大爆破挖掘过程挖出的垂直孔。
在本发明的实施例中，在由中心导引孔确保的两个自由面下方利用预先准备的炸药“C”爆破扩大爆破区域“A”从而产生预定截面形状，以及允许爆破时产生的碎片“B”通过中心导引孔11落下并通过地下孔20运输，重复此工作来执行向下挖掘，获得垂直孔10，该垂直孔10垂直连接到地下孔20，该地下孔20在地下挖掘以用于地下建筑。
在扩大爆破挖掘过程中，利用预先挖掘并钻出的中心导引孔11用炸药“C”在两个自由面下方爆破扩大爆破区域“A”，因此，爆破时产生的碎片“B”通过中心导引孔11落下，使得爆破时传递到周围地面的爆破振动减到最小，从而抑制岩石接合面上松动区域的产生，利用少量的炸药“C”能够达到充分的爆破效果，以及爆破时产生的碎片“B”能够迅速并安全的处理掉。
同时，通过把炸药装入多个炸药装填孔“D”准备扩大爆破时所使用的炸药“C”，该炸药装填孔“D”以设计的爆破孔样式钻入扩大爆炸区域“A”。
此外，如图5所示，当在正被挖掘的垂直孔10中准备爆破时，优选使用提升支架40，其包括高架41和低架42，工作台43，该工作台43位于低架42顶部的中心并构造为具有长于中心导引孔11直径的直径，以及围绕工作台43形成的工作口44。
提升工作支架40允许工人安全地做准备过程，该准备过程包括在地面上登上工作台43，向下移动到工作位置，在提升工作支架40放置在爆破区域“A”上方时，在工作台43上通过工作口44在相应的扩大爆破区域A上钻出爆破孔“D”，以及在爆破孔“D”内装填炸药“C”。
在这里，缠绕在驱动装置50的绞盘51周围的索线52连接到提升支架40，该提升支架“40”能够利用索线52通过挖出的垂直孔10向上和向下移动。
同时，图10和11表示本发明的实施例。在该实施例中，利用向下方挖掘方法能够迅速钻出中心导引孔11，该方法包括将具有挖掘器34的向下挖掘设备30固定在地面的相应位置上，并当从地面向下移动向下挖掘设备30的挖掘器34时，钻一个或更多个孔11b，使得孔11b与地下孔20相通。
如上所述的所挖掘的中心导引孔11执行的功能与在本发明的上述实施例中所述的功能相同。
如上所述构造和实现的根据本发明的挖掘垂直孔的方法具有下述优点。
第一，因为在利用预先挖掘和钻出的中心导引孔11确保两个自由面之后执行扩大爆破，所以传递到周围地面的爆破振动减到最小，从而抑制岩石接合面上的松动区域的产生，使得挖出的垂直孔10的稳定性增加，以及能够显著减少用来加固岩石接合面的加固材料的数量，以及能够减少地层水流入挖出的垂直孔10的可能性。
第二，当以预先挖掘和钻出的中心导引孔11为基础在两个自由面下方以逐步的方式用炸药“C”爆破扩大爆破区域“A”时，即使使用少量的炸药“C”，也能够达到充分的爆破效果，因此，显著减少炸药“C”的总消耗量，因此减少挖掘成本。
第三，因为允许爆破每个扩大爆破区域“A”时产生的碎片“B”通过中心导引孔11落下，并在地下孔20中运出，所以工人能够迅速并安全地运出碎片“B”，从而具有能够缩短总建筑时间以及能够防止工人被碎片“B”致伤的事故的优点。
如上所述，根据本发明，通过利用挖掘设备预先钻出中心导引孔来挖掘垂直孔，以逐步的方式在两个自由面下方用炸药爆破扩大爆破区域，以及促使碎片通过中心导引孔落下并在地下孔中运出碎片，从而其具有以下优点增加挖出的垂直孔的稳定性，减少地层水流入垂直孔10的可能性，显著减少炸药的总消耗量，因此减少建筑成本，能够缩短建筑时间，以及能够防止工人被碎片“B”致伤的事故。
尽管为了例证公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应意识到在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神时，可有多种改进，增加以及替换。
权利要求
1.一种挖掘垂直孔的方法，挖掘所述垂直孔使其与在地下挖出的地下孔相通，所述方法包括中心导引孔挖掘步骤，该步骤在地面的相应位置上预先挖出中心导引孔，使其与所述地下孔相通；以及扩大爆破挖掘步骤，该步骤在从所述地面的相应位置到所述地下孔的范围内，在由所述中心导引孔确保的两个自由面下方、以逐步的方式利用炸药爆破扩大爆破区域，以及使碎片通过所述中心导引孔11落下并在所述地下孔中运出。
2.如权利要求1所述的方法，其中，利用向上挖掘方法精确钻出所述中心导引孔，所述向上挖掘方法包括将向上挖掘设备固定在地面的相应位置上，该向上挖掘设备具有连接型旋转杆和可替换的小径钻头和大径钻头，以如下方法钻出导引孔，即在所述向上挖掘设备的所述旋转杆的端部安装小径钻头，并从所述地面向下移动所述小径钻头，使得导引孔能够与所述地下孔相通，以及然后在所述向上挖掘设备的所述旋转杆的端部用所述大径钻头替换所述小径钻头，并沿所述导引孔向上移动所述大径钻头，从而能够扩大所述导引孔。
3.如权利要求1所述的方法，其中，利用向下挖掘方法迅速钻出所述中心导引孔，所述向下挖掘方法包括将具有挖掘器的向下挖掘设备固定在地面的相应位置上，并当从所述地面向下移动所述向下挖掘设备的所述挖掘器时钻出一个或更多个孔，使得所述孔与所述地下孔相通。
4.如权利要求1所述的方法，其中，当在正被挖掘的垂直孔中准备爆破时，操作提升支架，该提升支架包括高架和低架、位于所述低架顶部的中心并构造为其直径长于所述中心导引孔直径的工作台和围绕所述工作台形成的工作口。
全文摘要
本文公开了一种挖掘垂直孔的方法。挖掘垂直孔使其与在地下挖出的地下孔相通。该方法包括中心导引孔挖掘步骤，该步骤在地面的相应位置预先挖出中心导引孔，使其与地下孔相通；以及扩大爆破挖掘步骤，该步骤在从地面的相应位置到地下孔的范围内，以逐步的方式在由中心导引孔确保的两个自由面下方利用炸药爆破扩大爆破区域，并促使碎片通过中心导引孔11落下并在地下孔中运出。
文档编号E02F5/20GK101082217SQ20061015319
公开日2007年12月5日 申请日期2006年12月11日 优先权日2006年6月2日
发明者安永模, 金康硕, 金庚民, 白德基 申请人:韩国石油公社