专利名称：垃圾填埋气集气竖井施工方法
技术领域：
本发明涉及一种垃圾填埋气集气竖井施工方法，属于垃圾填埋气收集利用技术领域。
背景技术：
垃圾填埋场的垃圾在经过厌氧发酵后产生大量的填埋气，填埋气中含有60%左右 的甲烷，是一种可回收利用的资源。填埋气的高效收集是实现其综合利用的前提，而集气竖 井的建造又是填埋气收集的前提，集气竖井的质量好坏直接影响填埋气的收集效率。其中 集气竖井成孔的施工方法是实现垃圾填埋气高效收集的重点。 典型的集气井的成型是通过架设带有螺旋式钻头的钻井机，钻入填埋层内部，形 成竖孔，然后在该竖孔内安装集气管。但是，用螺旋钻头成孔的过程中钻头对所成型孔会产 生挤压，造成基于该建造方法建造的集气竖井的井壁比较密实，通透性差，填埋气难以从集 气井周围进入集气管道中，集气效果差。加上钻头的旋转运动和渗滤液的共同作用，所成型 的竖孔形成抹面，进一步的影响了填埋气的收集。 涉及到垃圾填埋场的渗滤液，除了影响所成型孔的通透性外，还会腐蚀钻井设备， 因此必须将渗滤液排出。但现有的施工方法导致必须把钻井设备取出，然后再行用泵浦把 垃圾渗滤液排出，严重影响了施工进度。且所说的泵浦还不能长期安装于现场，以免影响钻 井施工，整个排出垃圾渗滤液的步骤非常繁琐，并且不能及时把垃圾渗滤液排出，不仅工期 长，而且仍然会造成钻井设备的腐蚀。 此外，现有的施工方法所用的螺旋钻头要长于集气竖井的深度，那么为了满足螺 旋钻头驱动杆的刚度，不得不增大设备的规模，整个施工所需要的设备庞杂，重量高达几十 吨；设备高度较高，填埋场现场不平整，存在安全隐患，对施工现场要求高，效率低下，进一 步的延长了施工周期，建造一 口井要3-4天，成本较高。
发明内容
本发明为了克服现有垃圾填埋气集气竖井施工方法所成孔集气效率低，且施工效
率低、成本高的缺陷，提供了一种施工效率高，所成孔集气效率高，施工成本低的垃圾填埋
气集气竖井施工方法。 本发明采用以下技术方案 该发明垃圾填埋气集气竖井施工方法，包括以下步骤 a)在预定的施工位置架设钻井设备的支架(12)，该支架上部设有定滑轮(2);
b)设置一根经所述定滑轮的钢丝绳(3)，以及配套于该钢丝绳的巻扬机(5)、柴油 机(6)和控制柜(4)，以控制钢丝绳的巻绕； c)在钢丝绳下悬垂一底部预设有连接部位的抓斗(9)，并设置控制该抓斗开闭的
控制装置；完成成孔设备的安装后进行以下步骤； d)控制所述抓斗张开并释放，致其打入预定成孔位置；
e)闭合抓斗抓取物料后提升抓斗至预定高度位置停止，卸料； f)重复步骤d)和e)，并在该过程中观察垃圾渗滤液的液位，若液位达到设定高 液位，则在所述抓斗下预设的连接部位固定一底部带有单向阀的桶形的降水器(8)，控制巻 扬机使降水器反复盛装、倒出垃圾渗滤液直至低于设定的低液位，拆除降水器，继续成孔作 业；直至达到预定深度形成集气竖孔； g)将预制的集气管和排水装置安装于所述集气竖孔内；
h)将卵石或者砾石倒入所述集气管外侧的集气竖孔内至垃圾层顶部；
i)在垃圾层上面的集气井周围铺膨润土并夯实形成密封结构；
j)完成集气竖井的安装，撤离成孔设备。 基于本发明技术方案的集气竖井的施工方法，采用了有别于公知施工方法的掘进 设备，也就是采用了抓斗作为掘进设备，这种掘进设备所成型的井类似于人工挖制的井，通 透性好，据测算，应用该方案所成型的集气竖井的集气效率集气量比现有方法所成型的集 气竖井至少高50%，集气效率大大提高。此外，由于钢丝绳受集气竖井深度的影响小，因此， 基于本方案的施工方法，可以完成较深的集气竖井的建造，而使用中只需要调整钢丝绳的 长度即可，所用的设备小、成本大大降低。 由于抓斗是垂直打入，而不是作旋转运动，所以不会产生抹面，降低了成型竖孔的 密实性。 此外，由于抓斗作往复运动，而不像钻井设备的钻头始终要在井中，因此，挂接降 水设备成为可能。在此，使用了带有单向阀的桶形的降水器，那么将其沉入垃圾渗滤液中， 桶中就会流入垃圾渗滤液，方便地进行垃圾渗滤液的排出。且这种排出垃圾渗滤液的方式 极为简单，而不像公知的采用安装抽水设备的方案那么复杂，本方案可以随时排出垃圾渗 滤液，保证了设备的防腐蚀性条件。 上述垃圾填埋气集气竖井施工方法，所述密封结构的厚度不小于300mm，直径不小 于2000mm。 优选地，所述抓斗采用四瓣抓斗。 所述垃圾填埋气集气竖井施工方法，所述抓斗设有配重，以增加抓斗打入物料的动量。 上述垃圾填埋气集气竖井施工方法，所述步骤e)中的预定高度位置通过一限位 装置控制。 上述垃圾填埋气集气竖井施工方法，所述集气管分上、中、下三段分段的固定于所 述集气竖孔内，并在集气管与竖孔间的间隙内填充鹅卵石或砾石。 上述垃圾填埋气集气竖井施工方法，所述集气管选用导气孔为长方形孔的集气管。
采用以上施工方法，具有如下优点1)集气井井壁通透性好，收集效率高；2)施工 设备小，施工成本低，对施工现场要求低，安全性高；3)渗滤液排出设备简单、易操作；4)长 方形导气孔不易堵塞，集气效率高；5)施工效率高，显著縮短了施工工期，进一步降低施工 成本。
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的阐述，使本领域的技术人员更好的理解本发明，其中 图1为成孔设备的结构示意图。
图2为成型后的集气竖井结构示意图。 图中1、限位开闭器，2、定滑轮，3、钢丝绳，4、控制柜，5、巻扬机，6、柴油机，7、垃圾 斗，8、降水器，9、抓斗，10、配重，11、连接杆，12、支架，13、集气管，14、集气管密封板，15、排 水管，16、膨润土层，17、卵石，18、垃圾堆体。
具体实施例方式参照说明书附图1和2，一种垃圾填埋气集气竖井施工方法，其包括以下步骤
a)在预定的施工位置架设钻井设备的支架12，该支架上部设有定滑轮2 ;
b)设置一根经所述定滑轮的钢丝绳3，以及配套于该钢丝绳的巻扬机5、柴油机6 和控制柜4，以控制钢丝绳的巻绕； c)在钢丝绳下悬垂一底部预设有连接部位的抓斗9，并设置控制该抓斗开闭的控
制装置；完成成孔设备的安装后进行以下步骤； d)控制所述抓斗张开并释放，致其打入预定成孔位置； e)闭合抓斗抓取物料后提升抓斗至预定高度位置停止，卸料； f)重复步骤d)和e)，并在该过程中观察垃圾渗滤液的液位，若液位达到设定高液 位，则在所述抓斗下预设的连接部位固定一底部带有单向阀的桶形的降水器8，控制巻扬机 使降水器反复盛装、倒出垃圾渗滤液直至低于设定的低液位，拆除降水器，继续成孔作业； 直至达到预定深度形成集气竖孔； g)将预制的集气管和排水装置安装于所述集气竖孔内；
h)将卵石或者砾石倒入所述集气管外侧的集气竖孔内至垃圾层顶部；
i)在垃圾层上面的集气井周围铺膨润土并夯实形成密封结构；
j)完成集气竖井的安装，撤离成孔设备。 关于集气竖井密封板、排水管等附属设备的安装，本方案跟现有的安装方式没有 区别，中国第200510095413号发明专利所公开的垃圾填埋气竖井排水方法及其系统对此 有较详细的描述。 关于降水器，实质是一个桶，在其底部设有单向阀，当然，为了便于使用，所说的单 向阀为可控单向阀。当然，也可以采用常规的桶，将桶直接沉入垃圾渗滤液中进行取液，垃 圾渗滤液液位较低时，不能用降水器取水，起到一个自然的液位控制。 使用本方案的施工方法基本上一天就可以建造一口井，远低于常规的施工方法的 三到四天。且该施工方法可以不增加设备成本的情况下，建造10-20米的井，灵活性比较高。 为了起到有效的密封，所述密封结构的厚度不小于300mm，直径不小于2000mm。因 垃圾填埋气集气竖井的直径相差无几，密封结构的厚度达到300mm，直径达到2000mm基本 上就可以满足要求。 为了便于成孔，所述抓斗采用四瓣抓斗。 所述抓斗设有配重10，以增加抓斗打入物料的动量，可以加快成孔的速度。
所述步骤e)中的预定高度位置通过一限位装置控制，比如设置限位开关以控制柴油机的启停，本方案中还可以在此处设置抓斗开闭的装置，形成一个独立的限位开闭器 l，以简化结构。 为了防止填充鹅卵石或者砾石的过程中发生集气管的错位或者变形，所述集气管 分上、中、下三段分段的固定于所述集气竖孔内，并在集气管与竖孔间的间隙内填充鹅卵石 或砾石。 所述集气管选用导气孔为长方形孔的集气管，导气孔宽10mm、高100mm，相对于圆 形的导气孔，长方形的导气孔不容易堵塞，集气效率高，收集气量可提高25%以上。
权利要求
一种垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于其包括以下步骤a)在预定的施工位置架设钻井设备的支架(12)，该支架上部设有定滑轮(2)；b)设置一根经所述定滑轮的钢丝绳(3)，以及配套于该钢丝绳的卷扬机(5)、柴油机(6)和控制柜(4)，以控制钢丝绳的卷绕；c)在钢丝绳下悬垂一底部预设有连接部位的抓斗(9)，并设置控制该抓斗开闭的控制装置；完成成孔设备的安装后进行以下步骤；d)控制所述抓斗张开并释放，致其打入预定成孔位置；e)闭合抓斗抓取物料后提升抓斗至预定高度位置停止，卸料；f)重复步骤d)和e)，并在该过程中观察垃圾渗滤液的液位，若液位达到设定高液位，则在所述抓斗下预设的连接部位固定一底部带有单向阀的桶形的降水器(8)，控制卷扬机使降水器反复盛装、倒出垃圾渗滤液直至低于设定的低液位，拆除降水器，继续成孔作业；直至达到预定深度形成集气竖孔；g)将预制的集气管和排水装置安装于所述集气竖孔内；h)将卵石或者砾石倒入所述集气管外侧的集气竖孔内至垃圾层顶部；i)在垃圾层上面的集气井周围铺膨润土并夯实形成密封结构；j)完成集气竖井的安装，撤离成孔设备。
2. 根据权利要求1所述的垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于所述密封结构 的厚度不小于300mm，直径不小于2000mm。
3. 根据权利要求1所述的垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于所述抓斗采用 四瓣抓斗。
4. 根据权利要求1至3之一所述的垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于所述 抓斗设有配重(IO)，以增加抓斗打入物料的动量。
5. 根据权利要求4所述的垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于所述步骤e)中 的预定高度位置通过一限位装置控制。
6. 根据权利要求5所述的垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于所述集气管分 上、中、下三段分段的固定于所述集气竖孔内，并在集气管与竖孔间的间隙内填充鹅卵石或 砾石。
7. 根据权利要求6所述的垃圾填埋气集气竖井施工方法，其特征在于所述集气管选用导气孔为宽10mm、高100mm长方形孔的集气管。
全文摘要
本发明公开了一种垃圾填埋气集气竖井施工方法，该方案采用抓斗挖井的方式进行集气竖井的开掘，所建成的集气竖井通透性好，集气效率高。而抓斗通过钢丝绳进行控制，长度可以进行控制，可以根据需要建成深度较深的集气竖井，同时这种控制方式还可以简化结构。且将卵石或者砾石倒入所述集气管外侧的集气竖孔内至垃圾层顶部，在垃圾层上面的集气井周围铺膨润土并夯实形成密封结构，则可以进一步的提高其效率。
文档编号E02D29/045GK101748751SQ20101001130
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月4日 优先权日2010年1月4日
发明者段明秀, 潘建强, 甘海南, 郭伟 申请人:山东十方环保能源股份有限公司