1  BMC反井鉆機(jī)施工工藝
1-反井鉆機(jī)；2-鉆桿；3-導(dǎo)孔鉆頭；4-下水平巷道；5-待安裝的擴(kuò)孔鉆頭；6-工作中的擴(kuò)孔鉆頭；7-擴(kuò)孔后的井筒；8-自由落下的巖碴。
國(guó)外著名的反井鉆機(jī)廠商有SANDVIK、ATLAS、TAMROCK、WIRTH、INDAU等，其中WIRTH公司的HG380型反井鉆機(jī)保持著擴(kuò)孔直徑7.1m、井深1260m的世界紀(jì)錄。國(guó)內(nèi)曾經(jīng)引進(jìn)部分型號(hào)的反井鉆機(jī)，但是，由于國(guó)外設(shè)備造價(jià)比國(guó)產(chǎn)設(shè)備高4～10倍，設(shè)備維護(hù)、配件、管理等成本居高不下等原因，漸漸被國(guó)產(chǎn)反井鉆機(jī)取代。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有北京中煤礦山工程有限公司（煤炭科學(xué)研究總院北京建井研究分院）研制的LM系列、煤炭科學(xué)研究總院南京研究所研制的AF系列、長(zhǎng)沙礦山研究院研制的ATY系列反井鉆機(jī)，是煤礦等中、小型反井工程施工的主力機(jī)型。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)步伐加快，大量的煤礦、水利水電設(shè)施、交通隧道等建設(shè)工程需要施工井深200m以上、直徑2m以上、巖石抗壓強(qiáng)度200MPa以上的井筒。國(guó)產(chǎn)設(shè)備由于其設(shè)計(jì)能力不足，逐漸不適用于這些工程，為此，北京中煤礦山工程有限公司從2000年開始陸續(xù)開發(fā)研制出新型BMC系列反井鉆機(jī)，已施工的井筒最深562m、最大直徑3.5m、最硬巖石310MPa，大大拓展了國(guó)產(chǎn)反井鉆機(jī)的應(yīng)用范圍。
2 BMC系列反井鉆機(jī)設(shè)計(jì)意圖及特點(diǎn)
為了滿足反井鉆機(jī)在煤炭、水電、交通等不同行業(yè)的應(yīng)用需求，BMC系列反井鉆機(jī)針對(duì)以往國(guó)產(chǎn)機(jī)型能力不足，對(duì)鉆機(jī)的防爆能力、井巷內(nèi)適應(yīng)能力、硬巖等復(fù)雜地層適應(yīng)能力、國(guó)際工程適應(yīng)能力等進(jìn)行了研究與改進(jìn)。其特點(diǎn)：
（1）   適用范圍廣。既可以應(yīng)用于煤礦等軟巖地層，又可以應(yīng)用于水電、交通等巖石抗壓強(qiáng)度310MPa以上的硬巖地層，可施工直徑5m、深度600m。
（2）   施工操作全部機(jī)械化。主機(jī)起放、鉆桿吊裝、絲扣接卸等操作均采用機(jī)械輔助，大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工效率。
（3）   自動(dòng)化控制程度高。部分高級(jí)機(jī)型采用電液控制系統(tǒng)，操作臺(tái)體積縮小至原來(lái)的1/5，重量縮減至原來(lái)的1/10，可以隨時(shí)輕松的調(diào)整方位；可編程參數(shù)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制和記錄鉆進(jìn)參數(shù)，避免由于操作手水平不齊引起的參數(shù)選擇誤差。
（4）   智能化事故預(yù)防系統(tǒng)。通過(guò)程序化控制，設(shè)定安全條件，有效防止鉆進(jìn)中反轉(zhuǎn)、動(dòng)力頭浮動(dòng)極限位置傷扣、導(dǎo)孔鉆進(jìn)過(guò)程中壓鉆頭、擴(kuò)孔鉆進(jìn)過(guò)程中扭斷鉆桿等事故的發(fā)生。
（5）   組裝式機(jī)身和擴(kuò)孔鉆頭結(jié)構(gòu)。大型反井鉆機(jī)采用可拆卸組裝結(jié)構(gòu)，便于在受空間限制的巷道等工作面施工；大直徑擴(kuò)孔鉆頭均采用階梯式拼接結(jié)構(gòu)，通過(guò)拼接可以靈活的選擇所需擴(kuò)孔直徑尺寸，既便于運(yùn)輸、安裝、部件更換，又節(jié)省鉆頭結(jié)構(gòu)成本。
3       BMC系列反井鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)及適用范圍
BMC系列反井鉆機(jī)適用于煤炭、水電、交通、市政、金屬礦山等行業(yè)的地下特殊施工，其主要技術(shù)參數(shù)見表1，適用范圍見表2。

BMC系列反井鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)  

機(jī)型	導(dǎo)孔直徑/mm	擴(kuò)孔直徑             /m	最大井深           /m	鉆桿直徑/mm	額定拉力 /kN	最大拉力/kN	額定扭矩/kN·m	最大扭矩/kN·m	驅(qū)動(dòng)方式	控制方式	輸入功率/kW	工作尺寸/cm(長(zhǎng)×寬×高)	主機(jī)重       /t
BMC200	216	1.2、1.4	200	182	850	1000	35	50	液壓	液壓	86	310×104×334	7.9
BMC300	241	1.4、2	300、200	203	1250	1500	64	100	液壓	液壓	108	325×151×364	8.7
BMC400	270	2.0、2.5、3	400、250 150	228	2450	3000	80	120	液壓	電液比例	128.5	331×183×504	12.5
BMC500	295	2、2.5、3.5	500、350 200	254	3075	3800	120	170	液壓	電液比例	178.5	331×183×504	13.5
BMC600	350	3.5、5.0	600	327	4900	6000	300	450	液壓	PLC 程序	286	565×210×510	25.2

 
BMC系列反井鉆機(jī)適用范圍

應(yīng)用領(lǐng)域	階段性臨時(shí)工程	臨時(shí)工程	永久工程
煤炭系統(tǒng)	各種溜矸孔（煤倉(cāng)、暗井、主井、副井、風(fēng)井）	采區(qū)風(fēng)眼、溜煤眼、溜矸眼、瓦斯抽放孔 、安全救護(hù)鉆孔	通風(fēng)井、下料井
水電系統(tǒng)	各種導(dǎo)井（壓力管道、出線井、調(diào)壓井、電梯井）	施工期間通風(fēng)豎井（長(zhǎng)大隧洞、地下調(diào)壓室）、加固鉆孔	地下永久建筑（廠房、變壓室等）通風(fēng)豎井、觀測(cè)孔
其它系統(tǒng)	各種溜井（井筒、礦倉(cāng)）	采區(qū)風(fēng)眼、溜礦眼、溜渣眼、材料人員井	通風(fēng)孔等
地下建筑	各種導(dǎo)井	施工期間通風(fēng)孔	通風(fēng)井、進(jìn)出口
適用條件	深度600m以內(nèi)、直徑5m以內(nèi)、巖石抗壓強(qiáng)度不大于310MPa、具有下水平巷道的豎井或與水平面夾角60～90°的斜井

4       新型硬巖滾刀
近年來(lái)，隨著水電站建設(shè)的迅速發(fā)展，大部分水電站地下工程在硬巖中施工，如四川自一里水電站、吉林白山水電站、福建穆陽(yáng)溪水電站等多為花崗巖地層，巖石堅(jiān)硬，單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)到250MPa；山東泰安抽水蓄能電站花崗巖抗壓強(qiáng)度達(dá)到310MPa，石英、長(zhǎng)石等顆粒性強(qiáng)的礦物含量在70％以上。過(guò)去使用普通滾刀壽命只有5～10m，工效非常低，破巖刀具費(fèi)用高達(dá)每米一萬(wàn)元以上，反井鉆機(jī)無(wú)法作為工程設(shè)備應(yīng)用。
針對(duì)目前反井施工鉆進(jìn)硬巖出現(xiàn)的破巖效率低、滾刀壽命短、成本高等問(wèn)題，北京中煤礦山工程有限公司研制出適用于硬巖鉆進(jìn)的新型鎬形鑲齒滾刀，在泰安抽水蓄能電站工程應(yīng)用，壽命達(dá)到125m以上，并經(jīng)多個(gè)水電站不同巖石條件應(yīng)用，硬巖滾刀可以滿足不同工程需要，解決了硬巖地層中鉆進(jìn)反井難題。
5       BMC系列反井鉆機(jī)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
自2005年以來(lái)，BMC系列反井鉆機(jī)陸續(xù)在煤炭、水電、交通等行業(yè)的地下反井工程中應(yīng)用，累計(jì)完成井筒施工近6000m。
（1）遼寧省蒲石河抽水蓄能電站豎井，地層以花崗巖、花崗片麻巖和玄武巖為主，采用BMC 300型反井鉆機(jī)施工，導(dǎo)孔直徑244mm、擴(kuò)孔直徑1.4m、鉆孔深度213.9m，純施工工期27d，純施工效率238m/月，其中導(dǎo)孔鉆進(jìn)14d，施工速度為0.64m/h；擴(kuò)孔鉆進(jìn)13d，施工速度為0.69m/h，鉆孔綜合偏斜率0.44％，不僅滿足了工程要求，而且施工速度快、鉆孔精度高、成井質(zhì)量好。
（2）山西省晉煤集團(tuán)寺河礦小東山通風(fēng)豎井，地層為硬度較小的沉積巖，利用BMC 400型反井鉆機(jī)施工，完成深度267m、直徑2.5m和深度269m、直徑3.5m兩個(gè)通風(fēng)井，平均導(dǎo)孔鉆進(jìn)速度為0.62m/h，平均擴(kuò)孔鉆進(jìn)速度為0.48m/h，鉆孔綜合偏斜率0.26％，是國(guó)內(nèi)已完成的一次性擴(kuò)孔直徑最大的反井工程。
（3）秦嶺終南山特長(zhǎng)隧道是西安至安康高速公路穿越秦嶺主脊的控制性工程，主洞長(zhǎng)度18020m，雙洞總長(zhǎng)度36040m，在山嶺公路隧道中長(zhǎng)度排世界第二位，總規(guī)模長(zhǎng)度排世界第一。北京中煤礦山工程有限公司承擔(dān)的1號(hào)、3號(hào)豎井導(dǎo)井反井鉆井施工，導(dǎo)井地層以混合花崗巖、混合片麻巖為主，其中，1號(hào)豎井采用BMC 300型反井鉆機(jī)施工，鉆成直徑1.4m、深度170m導(dǎo)井，綜合成井速度4.36m/d，鉆孔偏斜率0.27％；3號(hào)豎井采用BMC 400型反井鉆機(jī)施工，鉆成直徑1.4m、深度380m導(dǎo)井，綜合成井速度4.87m/d，鉆孔偏斜率1.0％。
6       結(jié)語(yǔ)
（1）隨著我國(guó)能源開發(fā)需要，煤炭、水電、冶金等領(lǐng)域有大量地下工程，反井鉆機(jī)的應(yīng)用范圍將日益擴(kuò)展。
（2）BMC系列反井鉆機(jī)在施工能力、機(jī)械化和自動(dòng)化程度等方面使反井鉆機(jī)技術(shù)應(yīng)用達(dá)到先進(jìn)的水平，為眾多行業(yè)地下井筒工程提供了安全、高效的施工條件。
（3）工程應(yīng)用表明，鎬形鑲齒滾刀刀齒布置結(jié)構(gòu)合理，破巖效率及使用壽命可滿足在中硬及硬巖中高速鉆進(jìn)的要求。
（4）今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)深井反井鉆井工藝的研究和改進(jìn)，使BMC系列反井鉆機(jī)在地下工程建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。


反井鉆機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用始于上世紀(jì)五、六十年代，至九十年代已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外礦山、市政、水電、交通等領(lǐng)域的地下工程中得到了廣泛的應(yīng)用。相比木垛法、吊罐法和爬罐法等傳統(tǒng)施工方法，利用反井鉆機(jī)技術(shù)施工豎井、斜井具有安全、快速、井壁光滑等優(yōu)點(diǎn)。目前應(yīng)用較廣的反井鉆機(jī)施工工藝如圖1所示，分為自上而下的導(dǎo)孔鉆進(jìn)（左圖）和自下而上的擴(kuò)孔鉆進(jìn)（右圖）。

卓力主要產(chǎn)品及經(jīng)營(yíng)范圍：

1. BMC 90、BMC100、 BMC 120、BMC200、 BMC300 、BMC400、BMC500、 BMC600系列礦用反井鉆機(jī)（整機(jī)占國(guó)內(nèi)80%市場(chǎng)，配件占國(guó)內(nèi)70%市場(chǎng)）。

2. 引進(jìn)太重技術(shù)，生產(chǎn)中小型螺旋焊管生產(chǎn)線、小型冶金成套設(shè)備。

3. 鑄造設(shè)備：造型機(jī)、射芯機(jī)、殼芯機(jī)、重力鑄造機(jī)、低壓鑄造機(jī)、覆膜砂生產(chǎn)線、鐵膜覆膜砂生產(chǎn)線、造型線等。

4. 鑄造模具：鋁型，漏模機(jī)、頂箱機(jī)、自動(dòng)造型線模具、消失模模具、冷熱芯盒、重力、低壓模具、壓鑄模具、沖壓模具、塑料模具、吹塑模具等。

5. ￠156～￠327mm鉆桿鉆具（參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)）。

6. ￠760～￠7000mm鉆頭。

7. 各牌號(hào)球鐵鑄件、高鉻鑄鐵部件、各種合金耐磨部件。

8. 生產(chǎn)規(guī)格和材質(zhì)的離心澆注鑄件。

9. 無(wú)縫鋼管行業(yè)用定徑輥、矯直輥、遞送輥。

10. 可承接大、中、小型液壓泵站的設(shè)計(jì)、制造。

11. 礦用防爆電器、開關(guān)及其控制系統(tǒng)的開發(fā)生產(chǎn)。

12. 反井鉆機(jī)及礦山建井方面的技術(shù)咨詢、技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等