反井鉆機(jī)施工-----暗井施工的最有效方式

一．概述

反井鉆機(jī)施工是鉆鑿暗井（井下煤倉，通風(fēng)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(zhì)量優(yōu)

二．LM系列反井鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

表1       LM系列反井鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

	LM一90	LM一120
導(dǎo)孔直徑(mm)	244	244
擴(kuò)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(zhuǎn)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(jī)總功率(KW)	62.5	62.5
主機(jī)重量(t)	8	8
主機(jī)運(yùn)輸尺寸(mm)	2290×1110× 1430	2290×1110× 1430
主機(jī)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(jìn)Φ224mm導(dǎo)孔，貫通后，再在下水平面接擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔，擴(kuò)孔直徑Φ1.4m。施工步驟為：                 作業(yè)平臺(tái)的施工→反井鉆機(jī)基礎(chǔ)及循環(huán)水池的施工→安放干凈油筒配小潛水泵做主機(jī)冷卻循環(huán)水→安裝反井鉆機(jī)，并進(jìn)行調(diào)試→由上向下鉆進(jìn)Φ224mm導(dǎo)孔→導(dǎo)孔貫通后，拆掉導(dǎo)孔鉆頭，接上Φ1.4m擴(kuò)孔鉆頭，由下向上進(jìn)行擴(kuò)孔施工→拆除鉆機(jī)并做好防護(hù)。

（一）施工準(zhǔn)備

1、作業(yè)平臺(tái)

在豎井上水平面平整場地，在洞內(nèi)由于受到場地限制，要求場地能滿足鉆機(jī)基礎(chǔ)及泥漿循環(huán)池施工和反井鉆機(jī)運(yùn)行的需要；

2、道路

LM-120型反井鉆機(jī)最大件重量為8t，需要有適當(dāng)?shù)牡缆愤M(jìn)行鉆機(jī)運(yùn)輸；

3、裝卸

洞外采用12t以上的吊車來吊裝反井鉆機(jī)和輔助設(shè)備，洞內(nèi)場地狹小，可采用能吊運(yùn)8t以上的裝載機(jī)進(jìn)行吊裝；

4、鉆機(jī)基礎(chǔ)

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(zhǔn)的基坑，清理干凈基巖面后澆筑砼，澆筑深度以實(shí)際開挖深度為準(zhǔn)，應(yīng)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?yàn)椋菏┕し啪€（確定開挖范圍）→開挖到基巖→     清理基巖面→澆筑基礎(chǔ)砼→安裝鉆機(jī)，鉆機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及形式見下圖；

5、泥漿池

在鉆機(jī)基礎(chǔ)周圍適當(dāng)位置，開挖或砌筑一長2.3m，寬2m，深1.0m的水池用于導(dǎo)孔鉆進(jìn)排渣及循環(huán)供漿（水），地質(zhì)條件較差地段采用泥漿泵供泥漿排渣，地質(zhì)條件較好地段采用泥漿泵供水排渣，水池頂高應(yīng)低于鉆機(jī)基礎(chǔ)澆筑砼面；

6、供電

反井鉆機(jī)電機(jī)功率55Kw，鉆機(jī)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(dǎo)孔鉆進(jìn)需水5～10m³/h，用于循環(huán)排渣，冷卻反井鉆機(jī)液壓系統(tǒng)，擴(kuò)孔鉆進(jìn)需水15m³/h，用于冷卻液壓系統(tǒng)和擴(kuò)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(jī)附近砌筑一個(gè)約80m³的水池供水；

8、冷卻用水箱

在現(xiàn)場安放一個(gè)經(jīng)清洗過的油筒或水箱，并擺放一臺(tái)小潛水泵用于循環(huán)冷卻油泵；

9、鉆機(jī)安裝調(diào)試及試運(yùn)轉(zhuǎn)

鉆機(jī)運(yùn)到現(xiàn)場后，進(jìn)行鉆機(jī)的安裝和調(diào)試，主要工作有：

（1）接通所有電機(jī)電源，進(jìn)行短暫通電、觀察電機(jī)轉(zhuǎn)向。

（2）接通鉆機(jī)泵車到操作車、鉆機(jī)之間進(jìn)回油管路。

（3）安裝機(jī)械手和轉(zhuǎn)盤吊。

（4）鉆機(jī)調(diào)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(tǒng)。

（8）進(jìn)行泥漿泵調(diào)試，形成水（泥漿）循環(huán)系統(tǒng)。

（二）導(dǎo)孔鉆進(jìn)

導(dǎo)孔鉆進(jìn)是反井鉆井施工的關(guān)鍵，它關(guān)系到鉆孔的成敗和質(zhì)量，必須認(rèn)真對待。

1、鉆進(jìn)參數(shù)

鉆進(jìn)參數(shù)選擇主要依據(jù)地層條件，鉆進(jìn)部位等多方面因素確定。一般按下表所示參數(shù)施工，但在施工時(shí)根據(jù)不同情況予以調(diào)整。  

表3                    導(dǎo)孔鉆進(jìn)參數(shù)選擇

鉆進(jìn)位置或巖石情況	鉆壓(kN)	轉(zhuǎn)速(rpm)	預(yù)計(jì)鉆速(m/h)
導(dǎo)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(jìn)

待主機(jī)、油泵及操作系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，檢查泥漿泵管路是否與主機(jī)相連，主油泵的循環(huán)冷卻系統(tǒng)是否調(diào)試完成，且鉆孔中心及鉆孔角度經(jīng)校核均準(zhǔn)確無誤后，方可開孔。開孔鉆進(jìn)時(shí)，必須利用開孔扶正器和開孔鉆桿配合慢速開孔，并啟動(dòng)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(dǎo)孔鉆進(jìn)

導(dǎo)孔鉆進(jìn)時(shí)各方面必須全力配合，必須做到以下幾點(diǎn)：

（1）一般情況下，導(dǎo)孔鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速應(yīng)高于開孔鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速，所以應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)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(wěn)定地層宜采用高鉆壓。

（2）離鉆透下水平通道3米左右，應(yīng)逐漸降低鉆壓。

（3）對于導(dǎo)孔鉆進(jìn)返出的巖渣，必須及時(shí)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(nèi)的巖屑全部排出后，才能停泵接卸鉆桿。

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

（6）導(dǎo)孔鉆透后，停止泥漿（水）循環(huán)，但鉆機(jī)不能停轉(zhuǎn)，開始向孔內(nèi)加清水，直到鉆機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，扭矩變化不大時(shí)才能停鉆。

（7）在整個(gè)導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程中，不得中途出現(xiàn)停電、停水等情況，否則會(huì)導(dǎo)致卡鉆等惡性事故發(fā)生。

（三）擴(kuò)孔鉆進(jìn)

1、拆導(dǎo)孔鉆頭接擴(kuò)孔鉆頭

導(dǎo)孔鉆透后，將擴(kuò)孔鉆頭和導(dǎo)孔鉆頭拆卸工具運(yùn)到下口。通過對講機(jī)或電話上下聯(lián)系，上下配合拆下導(dǎo)孔鉆頭接上擴(kuò)孔鉆頭。形成出渣系統(tǒng)，就可以向上擴(kuò)孔。

2、擴(kuò)孔鉆進(jìn)

擴(kuò)孔開孔，當(dāng)擴(kuò)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(zhuǎn)速(5~9rpm)旋轉(zhuǎn)，并慢慢給進(jìn)、保證鉆頭滾刀不受過大的沖擊而破壞，給進(jìn)一停下，等刀齒把凸出的巖石破碎掉，再繼續(xù)給進(jìn)。開始擴(kuò)孔時(shí)，下邊要有人觀察，將情況及時(shí)通知操作人員，等鉆頭全部均勻接觸巖石，才能正常擴(kuò)孔鉆進(jìn)。為保證鉆機(jī)和滾刀的使用壽命，一般將系統(tǒng)壓力限制在18Mpa之內(nèi)。此時(shí)鉆機(jī)的提升能力為720KN，扣除系統(tǒng)的壓力損失，提升能力680KN。鉆桿每根155kg,最大深度360m時(shí)，鉆桿重量37.82噸，水龍頭重量2.824噸，1.4m擴(kuò)孔鉆頭重2.825噸，鉆機(jī)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(kuò)孔過程中，當(dāng)巖石硬度較大，可適當(dāng)增加鉆壓，反之可以減少鉆壓。擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)要及時(shí)清理擴(kuò)孔破碎下來的巖屑，防止下口被堵塞。擴(kuò)孔過程也是拆鉆桿的過程，拆下的鉆桿要進(jìn)行必要的清理，上油帶好保護(hù)帽。

3、完孔

當(dāng)鉆頭鉆至距基礎(chǔ)2.5m時(shí)，要降低鉆壓慢速鉆進(jìn)，并且要認(rèn)真觀察基礎(chǔ)周圍是否有異?，F(xiàn)象，如果有，要及時(shí)采取措施處理。慢慢的擴(kuò)孔，直至鉆頭露出地面。

4、拆機(jī)

將擴(kuò)孔鉆頭卡固在鋼軌上、拆掉鉆機(jī)的前后斜拉桿和各種油管,將主機(jī)從鉆架上拆掉，將鉆架主機(jī)車和一些輔助設(shè)備拆下。將擴(kuò)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(yùn)到出口。全部鉆孔工作結(jié)束。

四．施工案例

1.    拜城縣梅斯友拉克煤礦:變電所通風(fēng)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(yùn)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(yè)：煤倉，28米，立井運(yùn)輸用長鋼絲繩懸吊下設(shè)備長距離運(yùn)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(wù)局吳莊鐵礦：溜井47.8米，巖石硬度9-12級，工期22天，實(shí)際工期16天。

以上工程全部驗(yàn)收優(yōu)良。