2．3 反井鉆機法施工

我國從20紀70年代開始自制反井鉆機，目前已有多臺不同規格型式的反井鉆機在冶金和煤炭行業使用。反井鉆進法具有機械化程度高，工人勞動強度低，施工安全，施工速度快，效率高，成本低及施工過程中不破壞圍巖、井壁光滑、成井質量好等一系列優點。但使用設備較多，操作技術較復雜。在條件具備時，應優先采用。

國產反井鉆機有TYZ型，LM型和ATY型等，其主要技術特征如表3.2.1所示。

鉆機主要由主機、鉆具（鉆桿與鉆頭）動力車，油箱車、起吊裝置等部分組成。現以LM-120型反井鉆機施工煤倉為例說明其施工方法。

2.3.1 準備工作

1．施工鉆機基礎

施工前應在反井上口位置，按照設計尺寸要求用混凝土澆筑反井鉆機基礎，并鋪設軌道。

2．調節冷卻水的流量與壓力

鉆進時設備液壓系統要求流量為7.2m3/h，壓力為0.8MPa；導孔鉆進時，用于冷卻鉆頭和排除巖屑的沖洗水要求流量為30m3/h，壓力為0.7～1.5MPa。

3．聯接鉆機的電器線路

LM-120型反井鉆機的電器線路非常簡單，未配置專門電氣控制箱，只需用兩臺隔爆型磁力起動器和兩臺隔爆起動按鈕，在施工現場將電源分別接入電機即可。本機總功率為62.5KW，主泵電機DYB-55的功率為55KW，電壓為660V/1140V，副泵電機BJO2-51-4的功率為7.5KW，電壓為380V/660V。共用電壓為660V。若井下只有380V或1140V電源，則需增設變壓器。

 

4．鉆機安裝與調試

把鉆機和配套設備沿軌道運到鉆井位置如圖3-2-6所示，在其附近放好操縱箱，將油箱加滿油，連接液壓系流的管路，然后用卡軌器卡緊鉆機，連接動力電源，啟動副油泵25SCY，利用斜撐缸將鉆機頂至工作位置，安裝斜拉桿，卸去翻轉架與鉆機架的連接銷，放平翻轉架，安裝轉盤吊與機械手，調平鉆機架，固定鉆機架（支起上下支承缸），接洗井液膠管和冷卻水管，鉆機安裝好后，要全面檢查各個部件的動作是否準確，液壓系統是否漏油，供水系統是否漏水等。待一切正常后方可進行鉆機試運轉。

2.3.2 施工反井

1．導孔鉆進

把事先與穩定鉆桿接好的導孔鉆頭放入井中心就位，啟動馬達，慢慢下放動力水龍頭，連接導孔鉆頭，啟動水泵向水龍頭供水。開始以低鉆壓向下鉆進，開孔鉆速控制在1～1.5m/h。開孔深度達3m以后，增加推力油缸推力，進行正常鉆進，在鉆透前，應逐漸降低鉆壓。

 

表3.2.1

國產反井鉆機技術特征

 

鉆機型號

主要參數

TYZ-1000 AF-2000 LM-90 LM-120 LM-200 ATY-1500 ATY-2500 擴孔直徑，mm 1000 1500～2400 900 200 1400～2400 1200 1500 1800 2000 2500 3000 

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孔直徑，mm 216 250 190 244 216 250 311 鉆孔深度，m 120 80 90 120 200～150 200～100 250～100 鉆孔傾角,(0 ) 60～90 0～27 0～45 0～34 0～27 0～36 0～36 鉆孔轉速,I/min 0～40 0～27 0～45 0～34 0～27 0～36 0～36 擴孔轉速,I/min 0～20 0～12 0～27 0～22 0～18 0～9 0～18 0～18 鉆孔推力,KN 245 392 150 250 350 488 擴孔拉力,KN 705 980 380 500 850 1155 1793 擴孔扭矩

KN·m 額定

24.1 69.4 

19.6 40 42 68.6 最大

29.9 62.2 

31.8 66 107 總功率,kw 92 92 52.5 62.5 82.5 118.5 161 主機重量,kg 4000 8900 6000 8000 10000 5985 9300 外形尺寸

（長×寬×

高）

mm 工作時

2940×1320×2823 3046×1634×

3327 2380 ×1275×2847 2977×

1422×

3277 3230×1770 ×3448 2180 ×1250 ×3700 2868×

1505 ×

4043 運輸時

1920×1000×1130 2200×

1200×

1592 1900×

950 ×1115 2290×

1110×

1430 2950×

1370 1700 2530 ×1000 1775 2803×1310 ×

1930 研制單位

長沙礦山

研究院

長沙礦山

研究院

煤科總院

北京建井所

煤科總院

北京建井所

煤科總院

北京建井所

煤科總院

南京研究所

煤科總院

南京研究所

 

在導孔鉆進中，采用正循環排渣。將壓力≤1.2MPa的澆井液通過中心管和鉆桿內孔送至鉆頭底部，水和巖屑再由鉆桿外面與鉆孔壁之間的環形空間返回。

2．擴孔鉆進

導孔鉆透后，在下部巷道將導孔鉆頭和與之相接的穩定鉆桿一同卸下，再接上擴孔鉆頭，將液壓馬達變為并聯狀態，調整主泵油量，使水龍頭出軸轉速為預定值（一般為17～22r/min）。擴孔時將冷卻器的冷卻水放入井口，水沿導孔壁及鉆桿外壁自然下流，即可達到冷卻刀具及消塵防爆的目的。擴孔開孔時應采用低鉆壓，待刀盤和導向輥全部進入孔內后，方可轉入正常鉆進。

在擴孔鉆進時，巖石碎屑自由落到下部巷道，停鉆時裝車運出。

擴孔臨近煤倉上口時須留2m巖柱，以確保鉆桿及人員安全。待鉆桿全部拆除后可用爆破法或風鎬鑿開預留的2m巖柱。

３．反井刷大和永久支護

當直徑1.2m的反井擴成后，可用鉆爆法自上向下將反井刷大成設計斷面，最后安裝漏斗座和進行永久支護。

 

 

圖3-2-6  LM-120型反井鉆機

1—轉盤吊；2—鉆機平車；3—鉆桿；4—斜拉桿；5—長銷軸；6—鉆機架；7—推進油缸；8—上支承；

9—液壓馬達；10—下支承；11—泵車；12—油箱車；13—擴孔鉆頭；14—導孔鉆頭；15—穩定鉆桿；

16—鉆桿：17—混凝土基礎；18—卡軌器；19—斜撐油缸；20—翻轉架；21—機械手；22—動力水龍頭；

23—滑軌；24—接頭體