反井鉆機施工-----暗井施工的最有效方式

一．概述

反井鉆機施工是鉆鑿暗井（井下煤倉，通風孔，延伸井筒和溜煤眼等）的最高效方法

安全效率高

成井速度快

工程質量優

二．LM系列反井鉆機的主要技術參數

表1       LM系列反井鉆機主要技術參數

	LM一90	LM一120
導孔直徑(mm)	244	244
擴孔直徑(mm)	900	1400
鉆孔深度(m)	200	200
鉆孔傾角(度)	600～900	600～900
出軸轉速(r／mm)	0～45	0～36
出軸扭矩(KN)	7～15	15～30
推力(KN)	150	250
拉力(KN)	380	500
鉆桿直徑×有效長度(mm)	176×1000	176×1000
主機總功率(KW)	62.5	62.5
主機重量(t)	8	8
主機運輸尺寸(mm)	2290×1110× 1430	2290×1110× 1430
主機工作尺寸(mm)	2977×1422×3277	2977×1422×3277

 

三、施工程序及方法

先從豎井上水平面由上向下鉆進Φ224mm導孔，貫通后，再在下水平面接擴孔鉆頭，由下向上擴孔，擴孔直徑Φ1.4m。施工步驟為：                 作業平臺的施工→反井鉆機基礎及循環水池的施工→安放干凈油筒配小潛水泵做主機冷卻循環水→安裝反井鉆機，并進行調試→由上向下鉆進Φ224mm導孔→導孔貫通后，拆掉導孔鉆頭，接上Φ1.4m擴孔鉆頭，由下向上進行擴孔施工→拆除鉆機并做好防護。

（一）施工準備

1、作業平臺

在豎井上水平面平整場地，在洞內由于受到場地限制，要求場地能滿足鉆機基礎及泥漿循環池施工和反井鉆機運行的需要；

2、道路

LM-120型反井鉆機最大件重量為8t，需要有適當的道路進行鉆機運輸；

3、裝卸

洞外采用12t以上的吊車來吊裝反井鉆機和輔助設備，洞內場地狹小，可采用能吊運8t以上的裝載機進行吊裝；

4、鉆機基礎

以鉆孔中心為中心，開挖為長4m、寬3m、深度以挖除回填渣，到基巖面為準的基坑，清理干凈基巖面后澆筑砼，澆筑深度以實際開挖深度為準，應不低于70cm，混凝土上平面要平，凸凹變化不能超過1.5cm，施工程序為：施工放線（確定開挖范圍）→開挖到基巖→     清理基巖面→澆筑基礎砼→安裝鉆機，鉆機基礎結構及形式見下圖；

5、泥漿池

在鉆機基礎周圍適當位置，開挖或砌筑一長2.3m，寬2m，深1.0m的水池用于導孔鉆進排渣及循環供漿（水），地質條件較差地段采用泥漿泵供泥漿排渣，地質條件較好地段采用泥漿泵供水排渣，水池頂高應低于鉆機基礎澆筑砼面；

6、供電

反井鉆機電機功率55Kw，鉆機用高壓泥漿泵60Kw，主油泵75kW，副油泵4.5kW，電壓等級為380v(金屬礦井)或660v（煤礦），電源頻率為50Hz；

7、供水

導孔鉆進需水5～10m³/h，用于循環排渣，冷卻反井鉆機液壓系統，擴孔鉆進需水15m³/h，用于冷卻液壓系統和擴孔鉆頭，有條件的部位從主水管接1.5″鋼管直接引水，不具備直接引水條件的可在鉆機附近砌筑一個約80m³的水池供水；

8、冷卻用水箱

在現場安放一個經清洗過的油筒或水箱，并擺放一臺小潛水泵用于循環冷卻油泵；

9、鉆機安裝調試及試運轉

鉆機運到現場后，進行鉆機的安裝和調試，主要工作有：

（1）接通所有電機電源，進行短暫通電、觀察電機轉向。

（2）接通鉆機泵車到操作車、鉆機之間進回油管路。

（3）安裝機械手和轉盤吊。

（4）鉆機調平、找正。

（5）安裝下支撐和前后斜拉桿。

（6）澆地腳螺栓孔。

（7）接通冷卻水系統。

（8）進行泥漿泵調試，形成水（泥漿）循環系統。

（二）導孔鉆進

導孔鉆進是反井鉆井施工的關鍵，它關系到鉆孔的成敗和質量，必須認真對待。

1、鉆進參數

鉆進參數選擇主要依據地層條件，鉆進部位等多方面因素確定。一般按下表所示參數施工，但在施工時根據不同情況予以調整。  

表3                    導孔鉆進參數選擇

鉆進位置或巖石情況	鉆壓(kN)	轉速(rpm)	預計鉆速(m/h)
導孔開孔	50	10-20	0.3-0.6
鉆透到下水平前	50-70	20	0.5
砂巖	15-25	20	2-3
泥巖	10-15	20	3-4

2、開孔鉆進

待主機、油泵及操作系統準備就緒，檢查泥漿泵管路是否與主機相連，主油泵的循環冷卻系統是否調試完成，且鉆孔中心及鉆孔角度經校核均準確無誤后，方可開孔。開孔鉆進時，必須利用開孔扶正器和開孔鉆桿配合慢速開孔，并啟動泥漿泵供水（供漿），開孔深度3m，開孔后，將開孔鉆桿提出，清洗后擦上油后保存。

3、導孔鉆進

導孔鉆進時各方面必須全力配合，必須做到以下幾點：

（1）一般情況下，導孔鉆進轉速應高于開孔鉆進轉速，所以應調節動力頭轉速，可以用Ⅱ檔或Ⅲ檔，一般情況下，對于松軟地層和過渡地層采用低鉆壓，對于硬巖和穩定地層宜采用高鉆壓。

（2）離鉆透下水平通道3米左右，應逐漸降低鉆壓。

（3）對于導孔鉆進返出的巖渣，必須及時清理，防止巖渣堆積，巖渣清理由反鏟或由人工配合手推車共同完成。

（4）一根鉆桿完成后，必須等孔內的巖屑全部排出后，才能停泵接卸鉆桿。

（5）導孔鉆透前和擴孔過程中，距井中心10m之內不能有人員作業，裝載車出渣斗尖離擴孔中心不小于5m。

（6）導孔鉆透后，停止泥漿（水）循環，但鉆機不能停轉，開始向孔內加清水，直到鉆機轉動平穩，扭矩變化不大時才能停鉆。

（7）在整個導孔鉆進過程中，不得中途出現停電、停水等情況，否則會導致卡鉆等惡性事故發生。

（三）擴孔鉆進

1、拆導孔鉆頭接擴孔鉆頭

導孔鉆透后，將擴孔鉆頭和導孔鉆頭拆卸工具運到下口。通過對講機或電話上下聯系，上下配合拆下導孔鉆頭接上擴孔鉆頭。形成出渣系統，就可以向上擴孔。

2、擴孔鉆進

擴孔開孔，當擴孔鉆頭接好后，慢速上提鉆具。直到滾刀開始接觸巖石，然后停止上提，用最低轉速(5~9rpm)旋轉，并慢慢給進、保證鉆頭滾刀不受過大的沖擊而破壞，給進一停下，等刀齒把凸出的巖石破碎掉，再繼續給進。開始擴孔時，下邊要有人觀察，將情況及時通知操作人員，等鉆頭全部均勻接觸巖石，才能正常擴孔鉆進。為保證鉆機和滾刀的使用壽命，一般將系統壓力限制在18Mpa之內。此時鉆機的提升能力為720KN，扣除系統的壓力損失，提升能力680KN。鉆桿每根155kg,最大深度360m時，鉆桿重量37.82噸，水龍頭重量2.824噸，1.4m擴孔鉆頭重2.825噸，鉆機的總提吊重量85噸。鉆頭按每把刀承受5噸壓力,鉆頭承受的鉆壓為30噸。在擴孔過程中，當巖石硬度較大，可適當增加鉆壓，反之可以減少鉆壓。擴孔鉆進時要及時清理擴孔破碎下來的巖屑，防止下口被堵塞。擴孔過程也是拆鉆桿的過程，拆下的鉆桿要進行必要的清理，上油帶好保護帽。

3、完孔

當鉆頭鉆至距基礎2.5m時，要降低鉆壓慢速鉆進，并且要認真觀察基礎周圍是否有異常現象，如果有，要及時采取措施處理。慢慢的擴孔，直至鉆頭露出地面。

4、拆機

將擴孔鉆頭卡固在鋼軌上、拆掉鉆機的前后斜拉桿和各種油管,將主機從鉆架上拆掉，將鉆架主機車和一些輔助設備拆下。將擴孔鉆頭吊牢，將軌道拆掉，將鉆頭提出孔外。然后將操作車吊上來，再將泵車、油箱冷卻器拆下，分別運到出口。全部鉆孔工作結束。

四．施工案例

1.    拜城縣梅斯友拉克煤礦:變電所通風井，傾角73°，直徑1.4米，深度50米,巖石硬度（8級），工期8天。

2.    巴里坤通和煤礦：溜井，18.6米,上部4米泥巖，運輸困難，斜井1800米，工期用了5天。

3.    烏魯木齊西山興陶大北礦業：煤倉，28米，立井運輸用長鋼絲繩懸吊下設備長距離運輸，上10米泥巖，下部巖石硬度7-8級，工期10天完成。

4.    徐州礦務局吳莊鐵礦：溜井47.8米，巖石硬度9-12級，工期22天，實際工期16天。

以上工程全部驗收優良。