反井钻机工艺的应用 

应用背景

巴基斯坦一矿井在开拓竖井的过程中遇到了社区环境限制的难题。

竖井参数：直径2m，深度100m，竖井贯通井下已开拓巷道，作为进风等用途。

竖井地层：致密砂岩、灰岩等，岩石最大单轴抗压强度为80MPa左右。

环境限制：由于地面社区环境限制，不允许放炮震动，所以无法采用传统的打眼放炮方式开拓，因此寻求此种情况下的解决方法。

解决方法

对于竖井普通施工的一般顺序是：自上而下掘进，当井筒达到一个段高后，再由下向上砌壁，掘进和砌壁交替进行。每一段高内的工艺顺序为先打眼放炮，再装岩出矸，最后进行砌壁。

由于社区环境限制，无法使用炮掘，因此推荐采用反井钻机工艺进行竖井开拓。

施工工艺

反井钻机施工工艺包括导孔钻进和扩孔钻进。即先钻进正导孔，再进行反扩孔，具体如图1所示。

图1 正导孔（左）和反扩孔（右）钻进工艺示意图

反井钻进工艺原理是通过钻机的电机带动液压马达，液压马达驱动动力头，利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，钻头上的滚刀在钻压的作用下，沿井底岩石工作面纯滚动和微量滑移。同时，主机油缸产生的轴向拉、压力，也通过动力头，钻杆作用在钻头上，使钻头的滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击载荷，使滚刀齿对岩石产生冲击、挤压和剪切作用，破碎岩石。

对于导孔钻进，被破碎的岩屑在导孔钻进时被正循环的洗井液冲洗，岩屑沿着钻杆与孔壁间的环形空间由洗井液提升至钻孔外（如图2所示）。

图2 反井钻机正向导孔工艺

图中 1-动力头 2-钻杆 3-导孔钻头 4-从泥浆泵压入的泥浆 5-从环形空间返回的携带岩渣泥浆 6-泥浆循环池 7-泥浆泵

对于反向扩孔钻进，岩屑靠自重直接落到下部巷道内，再由装岩机或其他方式及时清理运出（如图3所示）。

图3 反井钻机反向扩孔工艺

在本例中，采用ZFY2.5/400(LM-400)反井钻机开拓，先钻270mm导孔，直至导孔钻透下部巷道，将导孔钻头卸下，接上直径2m的扩孔钻头，再由下往上扩孔至地面即可。

文章出处：http://www.czjfjx.com/industry/show-161.html

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