摘要: 許疃煤礦在建設中利用LM - 120 反井鉆機施工副井基巖段、井底煤倉、81 和82 采區(qū)煤倉、工作面出煤豎井、溜矸倉, 在加快礦井建設、提高單進、安全生產(chǎn)和節(jié)約材料方面取得較好效果, 經(jīng)濟和社
會效益顯著。
關鍵詞: 反井鉆機; 煤倉; 施工技術
中圖分類號: TD 42113 　　文獻標識碼: B 　　文章編號: 1671 - 8550 (2005) 04 - 0051 - 02
1 　應用概況
淮北礦業(yè)集團公司正處在“大投入、大開發(fā)、大跨越”式的快速發(fā)展階段, 要求在礦井建設中要以科技進步為主,大力推廣應用新技術、新工藝和技術創(chuàng)新?；幢钡V區(qū)以前
施工豎井、井底煤倉、溜矸倉時, 均采用吊罐、木垛和爬罐法施工, 工藝復雜、生產(chǎn)效率低、勞動強度大、工作環(huán)境差, 特別是安全性差, 有害氣體容易積聚, 對人身和施
工安全構成極大威脅。許疃煤礦在建設中利用LM 系列反井鉆機法施工反井具有勞動強度低、成井質量好、速度快、工效高, 人身安全有可靠的保證, 在淮北礦區(qū)得到廣泛的
推廣應用。
2 　施工準備
211 　井巷的施工
在反井鉆機施工前, 必須將反井的上、下口的井巷工程施工完畢, 并進行永久支護。要保證鉆機施工有一個安全的工作環(huán)境, 要求通風正常, 支護完好, 并且軌道道面
以上至巷道頂板高度不低于315 m , 巷道寬度不低于312 m , 如不能滿足要求, 則需要施工反井鉆機專用硐室。煤倉或反井下口巷道必須保持安全暢通, 利于排水和排矸。
212 　鉆機基礎的施工
在給出煤倉或反井中心坐標后, 要按照主機基礎施工圖施工鉆機基礎。LM - 120 鉆機在許疃煤礦的應用中, 鉆機的自重及作業(yè)時的扭矩、反鉆壓力均由基礎承受, 基礎
的施工技術要求較高, 其施工質量直接影響成井質量。鉆機基礎寬210 m , 長410 m , 厚為300 mm , 若巷道底板為煤層, 則基礎厚度不低于500 mm?；A上鋪設軌道, 軌道面
必須保持水平, 強度應控制在C30 以上。在澆灌基礎時必須搗固, 仔細找平, 上表面浮渣要清理凈。
213 　電源及供、排水管路的準備
在鉆機穩(wěn)裝前, 必須將供電、供水、排水、壓風系統(tǒng)的電纜和各種管路接到作業(yè)地點。供電必須有專用設備,供水必須能滿足需要量, 并有一定的水壓, 自作業(yè)地點向
外挖好排水溝, 如不具備自然排水條件, 必須施工一個臨時水窩, 并將排水管路接至水窩, 安裝好排水泵, 要求排水能力不低于35 m3 / h。
3 　注意事項
311 　做好穩(wěn)鉆工作
穩(wěn)鉆的好壞直接影響到成井的質量, 并對鉆機的工作狀態(tài)產(chǎn)生很大的影響。如工作中鉆機發(fā)生偏移, 鉆機振動會急劇加大, 鉆進效率明顯降低, 嚴重時能夠對鉆機、鉆
桿、鉆頭造成損壞, 甚至中斷鉆進, 造成廢孔。
經(jīng)過近3 年的使用, 為達到穩(wěn)鉆要求采取了以下措施:1) 必須嚴格按照鉆機基礎設計圖施工基礎, 澆灌混凝土必須達到設計標號; 2) 穩(wěn)鉆時, 所有緊固件必須逐一檢查緊
固; 3) 鉆進過程中, 應時刻注意鉆機工作狀況, 經(jīng)常檢查主要緊固件, 發(fā)現(xiàn)松動及時處理。
312 　防止堵鉆
堵鉆是鉆進工作中常見且極易發(fā)生的鉆進事故, 堵鉆后, 巖渣返不上來, 鉆桿不能旋轉, 輕微堵鉆時, 加大供水量有時可順利解決; 嚴重堵鉆時, 下部鉆桿水孔及鉆孔
內的環(huán)行空間都被巖渣堵實, 如時間過長, 巖渣膠結起來,與鉆桿連在一起, 則鉆桿難以回轉, 有時無法升降。許疃煤礦在利用LM - 120 反井鉆機施工7114 工作面
出煤豎井時, 出現(xiàn)一次堵鉆和塌孔事故, 造成鉆進中斷。該豎井總深度41 m , 在導向孔鉆進24 m時, 供水管路突然爆裂, 造成排渣供水中斷, 巖渣無法排除孔外, 鉆孔中尚
未完全排出的巖渣也沉積孔底, 埋住牙輪及鉆桿, 堵住輸水通道, 造成堵鉆。當供水量較少時, 巖渣不能及時排出,也可能導致輸水管通道阻塞。為防止堵鉆, 要做好以下幾
方面的準備工作:
———供水管路的選擇。盡量選用無縫鋼管, 用法蘭盤連接時要上緊螺母, 避免漏水。如使用軟管, 應選用鋼絲編織的高壓膠管, 接頭選用高壓快速接頭。開鉆前, 仔細
檢查供水管路, 按照要求接好管路, 并保證其連接質量?？厮y門的質量也要保證, 鉆進期間, 要配備人員管理供水管路, 按操作規(guī)程接通和關閉水源, 防止管路爆裂, 避
免供水泄漏。
———嚴禁無計劃停水, 保證供水系統(tǒng)的正常工作, 需要停水時, 要提前通知鉆機工作人員, 做好停鉆準備。當發(fā)生爆裂或泄漏時, 要及時處理, 盡量縮短停水時間, 同
時將鉆桿提起。
———隨著鉆進深度的增加, 排渣逐漸困難, 此時應適當增加沖洗排渣的時間, 鉆機不停機, 但不鉆進, 視水量情況增加沖洗排渣的時間, 此時鉆機仍回轉, 但不給進,以加強攪動而利于排渣。通常隨鉆孔深度的增加排渣就顯
得困難, 每鉆完一根鉆桿, 應先連續(xù)沖排幾分鐘后再鉆進。
鉆機換接鉆桿時一定要先沖洗、后停鉆、再停水, 最后卸扣; 接入鉆桿后, 先打開水閥再旋轉給進。
———正確處理堵鉆。發(fā)生堵鉆事故后, 應根據(jù)不同的情況, 采取相應措施進行處理, 如果堵鉆較輕微時, 可以加大沖水量進行沖洗井底, 或在鉆機的水頭上再接入一路
壓風, 采取邊沖洗邊用壓風吹動, 將進入牙輪噴嘴、鉆桿輸水孔中的巖渣順導向孔與井壁環(huán)形空間吹出, 使孔道疏通不再堵鉆。當堵鉆比較嚴重時, 風水攪動已不足以排除
事故, 必須松開鉆桿, 將一根長風管順鉆桿輸水孔插至堵塞處的上部, 先注水后送風, 反復交替, 使巖渣逐步排出。
313 　預防塌孔
當反井導孔穿煤層時, 由于煤層較軟, 容易發(fā)生塌孔事故, 此時煤將鉆桿周圍的環(huán)行空間充滿, 水及巖渣返不上來, 鉆進速度明顯降低。為避免塌孔, 首先要清楚地質
構造情況, 當鉆進到煤層時, 放慢鉆進速度, 將排渣水量適量降低。
314 　有效控偏
鉆進過程中, 反井中心線和鉆機主軸中心線應重合,由于安裝及施工中的某些原因, 有可能造成這兩條線產(chǎn)生偏斜。反井鉆機在正常情況下和偏斜情況下的工作狀態(tài)是
不相同的。正常鉆進時推拉力和扭矩比較平穩(wěn), 變化不會太大, 也不會產(chǎn)生劇烈變化; 而偏斜后, 要達到正常鉆進速度, 所需的推拉力及扭矩都大大增加, 震動加劇, 往往
造成鉆機機件損壞。由于導向孔發(fā)生偏斜, 透孔偏離了設計位置, 擴孔鉆頭的換接無法進行, 被迫在導向孔透孔地點放炮處理。
根據(jù)在許疃煤礦的應用, 鉆機控偏應采取以下措施:
1) 做好穩(wěn)鉆工作可有效控偏, 采用剛性大的穩(wěn)裝構件, 杜絕因變形引起的偏移, 鉆進中經(jīng)常檢查, 及時緊固松動的穩(wěn)裝構件; 2) 用短鉆桿、低軸壓、慢鉆速開孔, 直至第一
根穩(wěn)定鉆桿全部進入導孔后, 可酌情加大軸壓并提高鉆速,在鉆進深度超過后, 再按正常參數(shù)鉆進; 3) 導向孔開孔使用導向器; 開鉆前短鉆桿必須與鉆頭連接絲扣擰緊; 開鉆
前短鉆桿處可安一根穩(wěn)定器, 以后在各處安一根穩(wěn)定器;4) 在鉆進過程中密切注意巖層的變化, 在不均質巖層中鉆進應作低軸壓鉆進, 鉆進速度要緩慢均勻。
4 　結語
反井鉆機已成為煤礦建設的重要設備, 應用也越來越廣泛。對反井鉆機鉆井方法是一個反復的認識與實踐的過程, 只有不斷地認識、研究和總結, 才能更進一步提高技
術水平、工作效率和成井率, 并更好地服務于礦井建設。