时间：2021-02-07 10:43:37 所属分类：矿业工程 浏览量:
成庄矿1号风井服务于二、三盘区，因开采15号煤，需要将1号回风井井筒向下垂直延伸42.5m至15号煤层。在延伸1号回风井井筒时，没有采取放炮掘进井筒的方法，而是先使用反井钻机，然后采用炮掘方式扩井筒。在前期施工中，15号煤北翼回风巷已按设计施工到位，设
成庄矿1号风井服务于二、三盘区，因开采15号煤，需要将1号回风井井筒向下垂直延伸42.5m至15号煤层。在延伸1号回风井井筒时，没有采取放炮掘进井筒的方法，而是先使用反井钻机，然后采用炮掘方式扩井筒。在前期施工中，15号煤北翼回风巷已按设计施工到位，设计终点位于1号风井井筒正下方。
1施工技术要求
使用反井钻机进行连续钻进导井，分为三步。第一步，将反井钻机安装在已浇筑好的混凝土基础上方;第二步，从上至下开始钻一个小直径的导向孔，当导孔和巷道贯通后，拆卸掉导孔钻头;第三步，连接扩孔钻头，由下向上开始扩孔。通过导孔钻进时产生破碎下来的岩屑，由循环液带出地面，而扩孔时破碎下来的岩屑则靠自身重力落到下水平，由侧装机配合溜子上皮带运输出来。
1.1工艺流程
工艺流程：钻机安装—施工导孔—扩孔钻进—完孔及钻机拆除。
1.2工艺介绍
(1)钻机安装。根据设备尺寸、重量及现场巷道的通行能力，提前做好设备运输的安排部署。井下钻场利用起吊钢梁将钻机主机吊装在混凝土基础上方，其余部件及辅助设备要保障吊装到位。吊装完成后先接通油路、电路、水管，再给设备进行加油，最后通过找平、找正主机位置，连接成功后浇筑地锚，此时钻机便安装完。主要设备参数见表1。(2)导孔施工。导孔开孔前，由地测科对钻孔上口(中央回风暗立井)与下口(1号煤北翼回风巷)进行联测，确定好钻孔中心点。然后使用反井钻机接钻杆，配套使用φ270mm钻头打孔，直至与15号煤北翼回风巷打透。整个施工过程中要注意控制好钻杆的垂直度。(3)扩孔钻进。当导孔刷大与下水平巷道贯通后，在下水平位置拆卸塔形钻头，然后安装一个直径为3.5m扩孔钻头。安装前把吊帽等各类专用工器具运放到井底位置，扩孔钻头运放至钻孔中心点地面。这一过程需要保证上下水平通讯通畅，实现高效、低延迟通话，上水平钻机操作手根据下水平指令进行操作。(4)完孔及钻机拆除。当钻头始至距混凝土基础还有2.5m时，降低钻压慢速钻进，同时认真观察基础周围是否有异常现象的发生。若有异常现象发生时，及时采取相应措施进行处理;若没有则继续缓慢扩孔，直至钻头露出地面。完成扩孔后，将扩孔钻头固定悬挂，同时将钻架主机和一些辅助设备进行拆卸。最后把钻头提出孔外侧，运输到井面上，将泵车、油箱等拆装整理、运输。清理现场后，全部钻孔工作结束。
2反井钻机施工与正常掘进井筒的对比
2.1施工条件对比
使用反井钻机施工井筒时，井筒底部有巷道穿过方可使用;使用炮掘施工井筒时，不受该限制。
2.2施工前的准备工作
在钻机安装范围内施工长6m，宽2.8m，厚2m的基座(水泥浇筑)，基座施工好后，将反井钻机安装在基座之上。炮掘井筒准备工作：加工1个井筒封盘(随着井筒的延伸不断下放)，在井筒合适位置安装风机，给井筒通风;在井筒合适位置安装绞车，用于提升封盘;加工合适的吊斗，将炮掘崩出的矸块装进吊斗，使用绞车将崩出的矸石出至地面。
2.3掘进矸(煤)的处理
使用反井钻机施工井筒时，由于巷道已送至井筒下方，出矸(煤)时，在巷道中提前铺设好皮带、溜子，然后使用侧装机或人工将钻机钻落的矸(煤)装至出煤设备上，使用设备将矸(煤)出至井上。炮掘井筒出矸时，人工装矸难度较大大。拿1号风井井筒为例。该井筒深42.5m，直径6m，矸石的比重为2.3t/m3，施工井筒需要出矸石为2762.41t，使用人工装吊斗装运矸石时，按每斗可装3t算，需装运920斗左右，按三八制组织生产，受井筒限制，每班7人，每班装运3斗算，出矸需11d。使用侧装机出矸，只需1个侧装机司机配上皮带、溜子顶岗司机就能完成当天工作量，效率较高。
2.4工艺流程的比较
从工艺流程的步骤来看，反井钻机施工的步骤较多，但钻机安装好后，只需要2～3名职工操作即可。炮掘刷大时，由于已经使用反井钻机施工了一部分井筒，放炮时，自由面多，井筒更易成型。炮掘井筒需要的人工多，由于是向下炮掘，炮掘自由面少，放炮成型差，出矸率低，效率降低。
3结语
在成庄煤矿15号煤的延伸及开拓工程基础上，对反井钻机的施工工艺流程及主要工艺进行研究，并给出钻机施工应具备的条件。通过对反井钻机施工与正常掘进井筒方式进行工艺对比，可以发现，反井钻机在施工中的掘进具有效率高、节省人工成本等优点，在实际应用中，该方法主要适用于改扩建矿井需要打风井或是计划延伸井筒的矿井，可以实现良好的应用效果。参考文献：[1]曾永军.论反井钻机施工工艺及经济效益[J].甘肃农业，2014(16)：83-83，85.[2]尹森.反井钻机在竖井施工中的应用[J].科学技术创新，2018(6)：144-145.[3]徐广龙，刘志强，李恩忠.反井钻机施工导井技术经济分析[J].水利科技与经济，2005，11(12)：763-764.[4]王晋海.反井钻机钻井在井筒施工中的应用[J].山西煤炭，2012，32(9)：57-58，80.[5]王强.BMC400型反井钻机在张河湾电站施工中的应用[J].水利科技与经济，2008(9)：76-77.[6]张珠平.矿井溜煤眼使用反井钻机施工工艺及安全技术措18402工作面切眼的支护方式与顺槽基本相同，但由于切眼悬顶面积较大，为提高支护可靠性，所选锚索直径增大至φ21.6mm，长6300mm。锚杆安装后，应进行张紧，确保其锚固力大于105kN;锚索安装后，通过张拉油缸进行张紧，确保锚索预紧力为120kN。
5结语
巷道支护设计对保障煤矿安全高效生产意义重大，以屯兰矿18402工作面为例，对锚杆长度、间排距、锚杆直径、锚索间距、锚索长度等重要支护参数计算，并对巷道支护进行布置，取得良好的支护效果。
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《反井钻机施工工艺在成庄矿的应用》来源：《煤炭与化工》，作者：刘建
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