1、    某煤礦大直徑風井反井鉆井法施工工藝探討    摘要：為了實現某煤礦1#輔助回風立井的安全、快捷施工，根據該立井的地質結構特點，采用反井鉆井法施工技術，研究了反井鉆井法的施工方法、施工工藝。實踐表明，利用新型反井鉆機施工煤礦大直徑風井的成功經驗值得借鑒。關鍵詞：大直徑風井；反井鉆井法；施工工藝abstract: in order to achieve some coal mine auxiliary shaft return 1 # of safe, quick construction, according to the geological s

2、tructure of the vertical shaft character and the construction technology of the well drilling method, the method of the construction method of well drilling, construction technology. practice shows that the new type reverse the well drilling coal mine construction of large diameter of the successful

3、 experience of the wind wells is worth using for reference.keywords: large diameter wind wells; the well drilling method; construction technology: td265：a：t2012-03（03）9043目前，煤礦風井的施工方法主要有凍結法、鉆井法、通鑿井法，但隨著反井鉆機的發展，反井鉆井法開始應。采用反井鉆井法施工煤礦風井有兩個前提條件：一是煤田上部覆蓋表土層厚度不超過50m為宜：二是下部井口有水平巷道排矸。該煤礦1#輔助回風立井首次采用bm c600型反

4、井鉆機施工，與其他方法相比，反井法更快捷、安全、經濟。1工程概況該煤礦1#輔助回風立井設深度為1653m，凈徑47m。該井自然地面標高82010m，表土層和基巖風化帶井段，采用鋼筋混土支護井壁，壁厚為500mm，混凝土強度等級c30。堅基巖井段1505m，采用錨桿掛網噴漿支護，壁厚500mm，混凝土強度等級c20。安全出口通道內徑：寬×高=15m×2m，壁墻、頂板底板厚度均為250mm，全部采用鋼筋混凝土構筑，混凝強度等級c30。風硐內徑：寬×高=3 5m×3 5m，壁墻、板、底板厚度均為300mm，全部采用鋼筋混凝土構筑，凝土強度等級c30，其中底板采

5、用c10混凝土作為墊層，厚度為100mm。梯子間42層，層間距4m，采用鋼芯加強玻璃鋼復合材料制品，其重量輕、耐老化、耐腐蝕、強高、安裝方便。1#輔助回風立井地層自上而下為黃色粘土、風化基巖完整基巖，風井施工穿過3#煤層(厚631m)和9#煤層(厚146m)，整個地質結構較為穩定，以砂巖、泥巖、石灰巖為主。2施工方法2.1施工方法選擇根據現場工程條件，l#輔助回風立井可采用普通鑿井法和反井鉆井法施工。除了工期及工程費用方面，反井鉆井法在施工安全方面更占有優勢。首先，不需要在井筒內放炮掘進；其次，井筒涌水量大小不影響反井施工，但影響普通鑿井法的施工安全和進度。比較之下，最后選擇反井鉆井法施工。根

6、據1#輔助回風立井井筒設計特征，選擇bmc600型反井鉆機施工。2.2 bmc600型反井鉆機簡介bmc600型5反井鉆機擴孔直徑50m、深度600m，是目前國內最大型號的反井鉆機。該鉆機應用先進的電液自動控制系統、數字化參數系統、事故預防系統，其主要技術參數見表1。表lbmc600型反井鉆機主要技術參數導孔直徑 mm 擴孔直徑 m鉆井深度 m導孔推力kn導孔推力 kn 最大扭矩knm 鉆機功率 kw350380 35506001300 600045028472.3施工工藝2.3.1表土開挖根據反井鉆機施工工藝特點，結合1#輔助回風立井地條件、設計特征，對井筒表土段及風化基巖段，自上而采用人工

7、開挖，邊掘邊砌施工方案。另外，結合整體施工方案，考慮反井鉆機一次性擴孔成井對已澆筑成型井壁影響，原設計井頸段凈徑由50m增加至52m，開挖尺為62m。為加大工程安全系數，在井頸段底設鋼筋混凝土壁座，增加井筒混凝土與圍巖摩擦力。根據實際地質條件，井頸段鋼筋混凝土支護由原來的19m延深至2l 4m。開挖直徑達到62m后，進行鋼筋混凝土襯砌，襯砌壁500mm，混凝土設計強度等級c30，雙排鋼筋布置。在成對井頸段開挖及襯砌后，用c30素混凝土回填，為下步反井鉆機施工做準備。2.3.2反井鉆機施工2.3.2.l施工準備1)場地。反井鉆機施工場地要求有足夠的面積布置鉆機基礎、循環池、安裝鉆機、泵站、操作臺

8、、電液控制系統、泥漿泵以及堆放鉆桿等。反井鉆機擴孔時，鉆機本身對地層產生巨大的推力，鉆機必須具備牢固的基礎，以防鉆機移位。2)供電。bm c600型反井鉆機施工用電設備有泥漿泵、主液壓泵、循環泵、冷卻泵、照明等。這些設備所需要的總負荷和電壓等級必須滿足要求。施工總功率約42l5kw，其中主泵站功率為264kw，電液控制中心功率225kw，泥漿泵功率為125kw，冷卻和照明約為10kw。電壓等級為380v，電源頻率50hz。3)供水。導孔鉆進時循環補充水量10m3h，用于循環排渣和冷卻反井鉆機液壓系統；擴孔鉆進時需水量約5m3h，用于冷卻液壓系統和擴孔鉆頭。4)通風。bm c600型反井鉆機導孔

9、鉆進期間，所有人員、設備都在地面，無需通風設備。擴孔期間出渣時，需要派人在井下觀察，并及時向調度室和井上反井鉆機操作人員通報，此時井下要有足夠的風量清除鉆頭破碎巖石過程所形成的粉塵和有害氣體，保證井下人員安全。5)通信。反井鉆機導孔鉆進至距透孔點5m時，在鉆機操作臺和井下透孔點附近相關位置建立通信系統。6)照明。在鉆機操作臺、主機和鉆桿附近、泥漿泵附近、主液壓泵和電控柜帳篷內共安裝6支1kw的照明燈。2.3.2.2導孔鉆進鉆機安裝調試完成后，進行導孔施工。導孔直徑選擇324mm。導孔鉆進是反井鉆井法施工的關鍵。首先要保證導孔斜率l 0，使之在指定區域內透孔；其次，在鉆孔過程中，盡量避免發生堵孔

10、、塌孔事故。1)開孔。利用開孔扶正器和開孔鉆桿配合低速開孔。格控制鉆進參數，使開孔鉆進速度保持在0.5100mh。2)合理布置鉆具。為了保證導孔鉆進的精度，一般采用滿眼鉆進，即是在適當的位置布置穩定鉆桿，并且根據孔的深度和地層條件確定加穩定鉆桿的數量。3)鉆進參數控制。導孔鉆進參數包括鉆速、鉆壓、扭矩、轉速等。開孔時采用低鉆壓、低鉆速。隨著鉆進深度增加，依據地層條件、循環液的處理情況等進行調整。4)導孔鉆進洗井液循環。bmc600型反井鉆機鉆進導采用一臺tbw-8505a型泥漿泵進行正循環洗井方式，導孔內的巖屑排到孔外，并冷卻鉆頭。由于該礦風井所在地層條件較好，循環液體采用清水。在鉆進過程中，

11、要對泥漿泵進行必要的維護，對易損部件例行檢查，更換磨擦嚴重的部件，要經常觀測泥漿泵的壓力，每鉆進一根鉆頭，都要檢查孔內排出巖屑的數量、塊度及巖性情況，并做好記錄。要及時清理導孔鉆進返出的巖渣，待清水中沒巖屑后再接鉆桿：鉆孔鉆到深部后，要增加沖孔時間。2.3.2.3擴孔鉆頭運輸及安裝考慮到井下巷道的尺寸和運輸的條件，將擴孔鉆頭分拆后捆綁到平板車上，由平板車和礦車運至井下透孔點附近，然后進行擴孔鉆頭拼接。孔透孔后，拆卸掉導孔鉆頭，接上擴孔鉆頭，準備擴孔。2.3.2.4擴孔鉆進l#輔助回風立井采用一次性全斷面擴孔，孔直徑為5m。導孔鉆透后，接上擴孔鉆頭，拆除導孔循環系統，停用泥漿泵，適當改造冷卻系統，開始擴孔。3結語首次采用bm c600型反井鉆機在l#輔助回風立井施工，鉆進綜合成井速度達到270m月，大大縮短了建井工期，成井偏斜率僅為0.5，工程質量好。同時，在安全施工、設備自動化程度、勞動強度和成井成本等方面也都顯示出了優越性。實踐證明，目前對于表土覆蓋層厚度不超過50m、下部井口有水平巷道排矸的大直徑待建立井井筒，采用反井鉆井法是一種值得推廣的、新的施工方法，對加快我國煤礦礦井建設具有重要的意義。參考文獻1程志遠.煤礦大口徑瓦斯排放井施工的關鍵技術j.探礦工程，2007:1191232劉志強.王強強