千米深井煤倉反井鉆孔施工技術

朱友 馬健 李淞奎

國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽阜陽 236153

千米深井煤倉反井鉆孔施工技術

朱友 馬健 李淞奎

國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽阜陽 236153

口孜東礦是在建的千米深井，該礦煤倉反井鉆孔垂深較大，采取合理的施工方案，保證了順利施工和工程質量。

千米深井；反井鉆孔；擴孔

1 工程概況及地質條件

口孜東礦主井井底南煤倉上口巷道底板上共布置兩個反井鉆孔，兩孔間距（中對中）為3.6m、垂深均為34.78m，鉆進孔徑（導孔）均為244mm，擴孔孔徑均為1.2m。上口巷道底板標高-855.22 m，下口巷道頂板標高-890.00m。

反井鉆孔地質層位位于粉砂巖、細砂巖、中細砂巖段。粉砂巖淺灰色，粉砂質結構為主，夾少量泥質；細砂巖淺灰色，細粒砂狀結構，泥質膠結，性脆。中細砂巖淺灰色，硅質膠結，致密，性脆。

2 工程技術質量要求

（1）嚴格按設計坐標測放孔位，安裝反井鉆機前由測量人員按相關參數進行施工坐標放線。

（2）將反井鉆機安裝在待施工的南煤倉反井鉆孔上口，鉆機要扶正并保持鉛直向下。用Ф244mm導向鉆頭自上而下垂直鉆進，鉆透后用直徑為1.2m的擴孔鉆頭自下而上擴孔，鉆孔不得歪斜。

（3）整個施工過程均采用光鉆桿濕式鉆進，壓水排渣。

（4）鉆機操作人員應認真做好鉆機運行情況及各項參數的記錄。

3 鉆孔施工準備工作及要求

（1）上口巷道：按高不低于6.9m、寬不小于11.2m、長度不小于14m的空間施工，巷道頂板支護必須牢固可靠。

（2）反井鉆機基礎：按測量人員現場放線給定的孔位，分別以1#、2#孔中心為基點標出基礎范圍，規格為：長×寬×深=3×3×0.6m（以挖至硬巖為準），清理干凈浮矸，嚴格按反井鉆孔施工基礎示意圖澆筑基礎，要加強振搗，務使砼面抹平，以確保基礎保持水平。基礎軌道道釘要釘齊全，并保證釘牢固，兩根軌道間距為900mm，采用規格為長×寬×厚=1200×200×180mm的軌枕鋪設于1#、2#孔基礎面上，兩軌枕間距為1.6m并確保與1#、2#孔井中心點等距。為縮短基礎凝固期，增加基礎強度，可在混凝土中加入速凝劑。基礎施工完畢后，灑水養護不得少于72h。

（3）澆筑基礎材料：水泥為P.C32.5水泥，黃沙為中粗砂，碎石粒徑5～10mm，混凝土強度為C20，配合比（重量比）為水泥：黃沙：碎石：速凝劑=1∶2∶2：0.04。

4 施工設備

根據設計孔深和孔徑，鉆機選用ZFY 1.2/120(LM-120)型55 kW機械鉆機一臺、1 1 k W 油泵電機一臺、QB Z 2-1 2 0型、QBZ2-120型真空開關各一臺。

5 反井鉆孔施工工藝

5.1 1 #、2#孔成井程序

導孔（超前孔）以φ244mm 孔徑開孔由上而下鉆進至終孔深度，再以φ 1200mm 孔徑自下而上擴孔成井。

5.2 施工順序

先施工1#孔，待1#孔擴孔成井后再施工2#孔。

5.3 鉆具組配

導孔鉆具組配：φ1 7 6m m鉆桿→φ 176mm導向鉆桿→φ244mm牙輪鉆頭；

擴孔鉆具組配：φ1 7 6m m鉆桿→φ 176mm導向鉆桿→φ1200mm擴孔刀盤。

5.4 1 #、2#孔導孔開孔

（1）開孔垂直防斜，輕壓慢轉，按設計要求將孔開好。

（2）用扶正器扶正鉆桿，掃平開孔處，孔口采用小軸壓慢轉將孔開出。

（3）開孔過程中，注意清理巖粉，并上下竄動鉆具，反復掃孔將孔開好。

（4）加強觀測，發現孔斜及時糾正。

（5）短接鉆桿進入孔內可加入導向鉆桿，酌情加大軸壓，提高轉速。鉆進技術參數過渡要均勻，孔深超過3m時，方可進入正常鉆進。

5.5 1 #、2#孔導孔鉆進

（1）鉆桿絲扣內加壓鋁絲（棉線）并擰緊，起保護絲扣和易卸鉆桿作用。

（2）為保證導孔鉆進質量，開孔鉆進前檢查鉆孔中心巖石工作面。打垂直孔時，要求巖石工作面水平。如發現有大的凸起必須用風鎬鑿平，然后再按開孔要求平整工作面。開孔鉆進應采用低鉆壓，鉆進兩根鉆桿深度后，再按給定參數鉆進。

（3）認真計算孔深，距離下口5m左右時逐漸減小軸壓，防止下方坍塌，下口應安排專人觀察并隨時與上口保持聯絡，直至鉆透下口巷道。

5.6 1 #、2#孔擴孔鉆進

導孔鉆通后，上下口要先進行聯絡，下口人員與鉆機操作人員配合卸掉導孔鉆頭，接上擴孔刀盤，開始擴孔鉆進，擴孔時供水量不少于7.2 m3/h。

5.7 1 #、2#孔擴孔鉆進主要措施

（1）在連接擴孔鉆頭以前，應先在接頭絲扣上抹上絲扣油再與鉆桿相連接。

（2）擴孔開孔時應輕壓慢轉掃平底口，待刀盤進入孔內后方可逐漸恢復正常鉆進技術參數。

（3）清理下口巷道矸石時，應通知上口暫停擴孔并將刀盤下放0.3～0.5m，確保安全后方可進行；鉆機正在擴孔運轉時，嚴禁清除下口的矸石。

（4）如主油泵、副油泵壓力表讀數陡增或機器出現噪音時，及時扭動溢流閥降低上頂力方可擴孔。

（5）擴孔期間，上下口通訊必須保證暢通。

（6）擴孔距離上水平還有3m距離時，應當采用低鉆壓鉆進，此時施工人員應密切注意基礎情況的變化。

（7）當因基礎發生變化而不能貫通時，待鉆機全部清除后可采用風鎬鑿開，在進行該項作業時，施工人員必須佩戴安全繩或保險帶且生根點必須牢固、可靠。

6 鉆機操作安全措施

（1）鉆進時，液壓馬達主泵油壓最大不得超過25.0MPa，副泵最大油壓不得超過18.5M Pa，嚴禁油泵反轉。

（2）鉆機液壓系統采用46#抗磨液壓油，鉆進期間要經常觀察油箱車的油量，發現油面低于下限，應及時加油。

（3）油箱車要定期清洗換油，鉆機首次使用一個月就要換油，并更換濾油器紙質濾芯。鉆機純鉆時間每500小時換油一次，加油時要用帶過濾網的手動注油泵。

（4）導孔鉆進時，如突然發現鉆具旋轉困難，則可能是遇到裂隙巖縫而卡鉆，應邊旋轉邊將鉆具提升一定高度，再慢慢往下掃孔，一次掃孔不見效，應多次掃孔。掃孔仍不能解決問題時，應上提鉆頭進行檢查。

（5）導孔鉆進時，如突然發現循環水大量漏失，并且補充水源也不解決問題，應及時將鉆具提升至最高位置，然后進行匯報，聽候處理。

（6）鉆進導孔或擴孔期間，如突然發現水源中斷，應立即停止鉆進，查找原因。停止鉆進時應把導孔鉆頭上提至最高位置，擴孔鉆頭則往下放一些。

（7）擴孔鉆進時，嚴禁動力水龍頭反轉，如發現排渣不暢，鉆頭劇烈晃動，并進尺困難，可能是大塊巖石落在刀盤上，夾住刀具，造成偏磨或掉刀具。此時應將鉆具下放一段距離，再上提鉆進，一次不行，則反復多次，如仍不能解決問題時，應把鉆頭下放到底，進行處理。

通過采取合理的支護形式和嚴格的工程質量控制措施，保證了反井鉆孔的高質量快速施工。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.062

朱友（1980— ），男，安徽淮南人， 2010年畢業于山東科技大學煤礦開采技術專業，現在口孜東礦從事技術工作。