反井钻机施工---暗井施工的最有效方式

反井钻机施工-----暗井施工的最有效方式

一．概述

反井钻机施工是钻凿暗井（井下煤仓，通风孔，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

工程质量优

二．LM系列反井钻机的主要技术参数

表1       LM系列反井钻机主要技术参数

	LM一90	LM一120
导孔直径(mm)	244	244
扩孔直径(mm)	900	1400
钻孔深度(m)	200	200
钻孔倾角(度)	600～900	600～900
出轴转速(r／mm)	0～45	0～36
出轴扭矩(KN)	7～15	15～30
推力(KN)	150	250
拉力(KN)	380	500
钻杆直径×有效长度(mm)	176×1000	176×1000
主机总功率(KW)	62.5	62.5
主机重量(t)	8	8
主机运输尺寸(mm)	2290×1110× 1430	2290×1110× 1430
主机工作尺寸(mm)	2977×1422×3277	2977×1422×3277

 

三、施工程序及方法

先从竖井上水平面由上向下钻进Φ224mm导孔，贯通后，再在下水平面接扩孔钻头，由下向上扩孔，扩孔直径Φ1.4m。施工步骤为：                 作业平台的施工→反井钻机基础及循环水池的施工→安放干净油筒配小潜水泵做主机冷却循环水→安装反井钻机，并进行调试→由上向下钻进Φ224mm导孔→导孔贯通后，拆掉导孔钻头，接上Φ1.4m扩孔钻头，由下向上进行扩孔施工→拆除钻机并做好防护。

（一）施工准备

1、作业平台

在竖井上水平面平整场地，在洞内由于受到场地限制，要求场地能满足钻机基础及泥浆循环池施工和反井钻机运行的需要；

2、道路

LM-120型反井钻机最大件重量为8t，需要有适当的道路进行钻机运输；

3、装卸

洞外采用12t以上的吊车来吊装反井钻机和辅助设备，洞内场地狭小，可采用能吊运8t以上的装载机进行吊装；

4、钻机基础

以钻孔中心为中心，开挖为长4m、宽3m、深度以挖除回填渣，到基岩面为准的基坑，清理干净基岩面后浇筑砼，浇筑深度以实际开挖深度为准，应不低于70cm，混凝土上平面要平，凸凹变化不能超过1.5cm，施工程序为：施工放线（确定开挖范围）→开挖到基岩→     清理基岩面→浇筑基础砼→安装钻机，钻机基础结构及形式见下图；

5、泥浆池

在钻机基础周围适当位置，开挖或砌筑一长2.3m，宽2m，深1.0m的水池用于导孔钻进排渣及循环供浆（水），地质条件较差地段采用泥浆泵供泥浆排渣，地质条件较好地段采用泥浆泵供水排渣，水池顶高应低于钻机基础浇筑砼面；

6、供电

反井钻机电机功率55Kw，钻机用高压泥浆泵60Kw，主油泵75kW，副油泵4.5kW，电压等级为380v(金属矿井)或660v（煤矿），电源频率为50Hz；

7、供水

导孔钻进需水5～10m³/h，用于循环排渣，冷却反井钻机液压系统，扩孔钻进需水15m³/h，用于冷却液压系统和扩孔钻头，有条件的部位从主水管接1.5″钢管直接引水，不具备直接引水条件的可在钻机附近砌筑一个约80m³的水池供水；

8、冷却用水箱

在现场安放一个经清洗过的油筒或水箱，并摆放一台小潜水泵用于循环冷却油泵；

9、钻机安装调试及试运转

钻机运到现场后，进行钻机的安装和调试，主要工作有：

（1）接通所有电机电源，进行短暂通电、观察电机转向。

（2）接通钻机泵车到操作车、钻机之间进回油管路。

（3）安装机械手和转盘吊。

（4）钻机调平、找正。

（5）安装下支撑和前后斜拉杆。

（6）浇地脚螺栓孔。

（7）接通冷却水系统。

（8）进行泥浆泵调试，形成水（泥浆）循环系统。

（二）导孔钻进

导孔钻进是反井钻井施工的关键，它关系到钻孔的成败和质量，必须认真对待。

1、钻进参数

钻进参数选择主要依据地层条件，钻进部位等多方面因素确定。一般按下表所示参数施工，但在施工时根据不同情况予以调整。  

表3                    导孔钻进参数选择

钻进位置或岩石情况	钻压(kN)	转速(rpm)	预计钻速(m/h)
导孔开孔	50	10-20	0.3-0.6
钻透到下水平前	50-70	20	0.5
砂岩	15-25	20	2-3
泥岩	10-15	20	3-4

2、开孔钻进

待主机、油泵及操作系统准备就绪，检查泥浆泵管路是否与主机相连，主油泵的循环冷却系统是否调试完成，且钻孔中心及钻孔角度经校核均准确无误后，方可开孔。开孔钻进时，必须利用开孔扶正器和开孔钻杆配合慢速开孔，并启动泥浆泵供水（供浆），开孔深度3m，开孔后，将开孔钻杆提出，清洗后擦上油后保存。

3、导孔钻进

导孔钻进时各方面必须全力配合，必须做到以下几点：

（1）一般情况下，导孔钻进转速应高于开孔钻进转速，所以应调节动力头转速，可以用Ⅱ档或Ⅲ档，一般情况下，对于松软地层和过渡地层采用低钻压，对于硬岩和稳定地层宜采用高钻压。

（2）离钻透下水平通道3米左右，应逐渐降低钻压。

（3）对于导孔钻进返出的岩渣，必须及时清理，防止岩渣堆积，岩渣清理由反铲或由人工配合手推车共同完成。

（4）一根钻杆完成后，必须等孔内的岩屑全部排出后，才能停泵接卸钻杆。

（5）导孔钻透前和扩孔过程中，距井中心10m之内不能有人员作业，装载车出渣斗尖离扩孔中心不小于5m。

（6）导孔钻透后，停止泥浆（水）循环，但钻机不能停转，开始向孔内加清水，直到钻机转动平稳，扭矩变化不大时才能停钻。

（7）在整个导孔钻进过程中，不得中途出现停电、停水等情况，否则会导致卡钻等恶性事故发生。

（三）扩孔钻进

1、拆导孔钻头接扩孔钻头

导孔钻透后，将扩孔钻头和导孔钻头拆卸工具运到下口。通过对讲机或电话上下联系，上下配合拆下导孔钻头接上扩孔钻头。形成出渣系统，就可以向上扩孔。

2、扩孔钻进

扩孔开孔，当扩孔钻头接好后，慢速上提钻具。直到滚刀开始接触岩石，然后停止上提，用最低转速(5~9rpm)旋转，并慢慢给进、保证钻头滚刀不受过大的冲击而破坏，给进一停下，等刀齿把凸出的岩石破碎掉，再继续给进。开始扩孔时，下边要有人观察，将情况及时通知操作人员，等钻头全部均匀接触岩石，才能正常扩孔钻进。为保证钻机和滚刀的使用寿命，一般将系统压力限制在18Mpa之内。此时钻机的提升能力为720KN，扣除系统的压力损失，提升能力680KN。钻杆每根155kg,最大深度360m时，钻杆重量37.82吨，水龙头重量2.824吨，1.4m扩孔钻头重2.825吨，钻机的总提吊重量85吨。钻头按每把刀承受5吨压力,钻头承受的钻压为30吨。在扩孔过程中，当岩石硬度较大，可适当增加钻压，反之可以减少钻压。扩孔钻进时要及时清理扩孔破碎下来的岩屑，防止下口被堵塞。扩孔过程也是拆钻杆的过程，拆下的钻杆要进行必要的清理，上油带好保护帽。

3、完孔

当钻头钻至距基础2.5m时，要降低钻压慢速钻进，并且要认真观察基础周围是否有异常现象，如果有，要及时采取措施处理。慢慢的扩孔，直至钻头露出地面。

4、拆机

将扩孔钻头卡固在钢轨上、拆掉钻机的前后斜拉杆和各种油管,将主机从钻架上拆掉，将钻架主机车和一些辅助设备拆下。将扩孔钻头吊牢，将轨道拆掉，将钻头提出孔外。然后将操作车吊上来，再将泵车、油箱冷却器拆下，分别运到出口。全部钻孔工作结束。

四．施工案例

1.    拜城县梅斯友拉克煤矿:变电所通风井，倾角73°，直径1.4米，深度50米,岩石硬度（8级），工期8天。

2.    巴里坤通和煤矿：溜井，18.6米,上部4米泥岩，运输困难，斜井1800米，工期用了5天。

3.    乌鲁木齐西山兴陶大北矿业：煤仓，28米，立井运输用长钢丝绳悬吊下设备长距离运输，上10米泥岩，下部岩石硬度7-8级，工期10天完成。

4.    徐州矿务局吴庄铁矿：溜井47.8米，岩石硬度9-12级，工期22天，实际工期16天。

以上工程全部验收优良。