工作原理
被破碎的岩屑在導孔鑽進時被正循環的洗井液沖洗,岩屑沿著鑽桿與孔壁間的環形空間由洗井液提升到鑽孔外。在擴孔時將導孔鑽頭卸下,安裝反擴滾刀,岩屑靠自重直接落到下水平巷道內,採用裝載機和運輸設備及時清理運出。該機器施工工藝簡單,鑽井速度快,適應性強,能滿足不同岩層施工需求。
鑽機套用範圍
反井鑽機施工主要用於地下井筒建設中。反井鑽機套用範圍見下表:
套用領域
| 階段性臨時工程
| 臨時工程
| 永久工程
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煤炭系統
| 各種溜矸孔(煤倉、暗井、主井、副井、風井)
| 採區風眼、溜煤眼、溜矸眼、瓦斯抽放孔 、安全救護鑽孔
| 通風井、下料井
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水電系統
| 各種導井(壓力管道、出線井、調壓井、電梯井)
| 施工期間通風豎井(長大隧洞、地下調壓室)、加固鑽孔
| 地下永久建築(廠房、變壓室等)通風豎井、觀測孔、
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其它開採礦井
| 各種溜井(井筒、礦倉)
| 採區風眼、溜礦眼、溜渣眼、材料人員井
| 通風孔等
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地下建築
| 各種導井
| 施工期間通風孔
| 通風井、進出口
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施工工藝
反井鑽機施工主要分四階段:
(1)準備階段。具備相應水、電條件後。將反井鑽機安裝在預先澆築好的混凝土基礎上,連線好各部分液壓系統管路和電氣線路,進行運轉調試。
(2)導孔階段。驅動鑽機,自上而下鑽進導向孔。主軸的扭矩和推進缸的軸向進給通過鑽桿傳遞給導孔鑽頭,形成逐漸加深的 導向孔。導向孔直徑一般為216~270mm。自鑽桿中心而壓入的泥漿液,攜帶破碎的岩渣通過鑽桿與導向孔間的環形空間從井口排出。導孔和下部隧洞貫通 後,本階段結束。
(3)擴孔階段。在下部隧洞拆掉導孔鑽頭,連線好擴孔鑽頭,開始自下而上的擴孔鑽進工序。擴大後的井筒直徑一般為1~2m。擴孔鑽進時破碎下來的岩屑靠自重落到下水平,由裝載機或其它裝載設備運出。
(4)收尾階段。導孔全部擴透後,經過鑽頭吊裝、主機放倒、清理工作面、井口防護等工作後結束施工。
施工優勢
(1)施工安全。和其它反井施工方法相比,反井鑽機施工時,工作人員不需進入工作面,進行打眼、裝藥和臨時支護等作業,工作人員都在環境和安全狀況較好的上部,施工人員不再受落石、淋水、有害氣體的傷害,避免了全事故的發生。
(2)工作效率高。反井鑽機施工為機械化連續作業,速度快,比其它施工方法提高工效5-10倍。為後期施工創造了良好的條件,其綜合效益顯著。
(3)工程質量好。反井鑽機採用滾刀機械破岩,對圍岩破壞小,井壁光滑,有利於擴挖溜渣、通風、排水。
(4)反井鑽機採用液壓傳動控制,操作簡單,工人勞動強度低。
鑽機工作條件
(1)鑽機在巷道內工作面高度不得低於5米,寬度不得低於4米,設備進場公路能滿足設備吊裝作業。
(2)施工現場用電設備為380伏,總功率不得低於250KW,現場施工用水量不得低於10立方/小時,連續供應,施工水池蓄水能力不得低於12立方,水池高度必須低於反井鑽機施工基礎,便於導孔時洗液回流池中,循環利用,水池底部砂漿抹面,防止水流失。
(3)施工基礎長、寬不得低於3米,基礎厚度不得低於1米,施工前必須開挖到硬基岩面才可以進行基礎澆築,否則極容易造成塌孔。