天井鉆機施工天井技術在新田嶺公司的應用及效果研究

蔣 榮

（湖南有色新田嶺鎢業有限公司，湖南 郴州 423000）

湖南有色新田嶺鎢業有限公司成立于2008年9月，由14家有證、無證私人礦山整合收購而成，下設三個工區，各自具備1000噸/天采選能力。收購之后，公司進行了初步設計，基本形成了南區和北區的規劃，中段高度50米。幾年來隨著開礦程度的加深和采選能力的加大，各個中段之間的回風問題日益顯現，為解決這一問題，引進了機械化施工高天井方法——天井鉆機，在金源工區340米水平至395米水平進行試驗。

1 設備及工程概況

天井施工方為十一冶建設集團有限公司，設備老舊，基近淘汰。其首先利用三牙牙輪鉆頭向下部預貫通的巷道施工一導孔，然后從下部巷道掛上擴孔刀盤由下而上擴孔作業。施工導孔時巖渣用高壓水從導孔中排出，擴孔時巖渣落入下部巷道，由下部巷道裝運出地表。設備主機重12噸，導孔直徑為φ300mm，擴孔直徑φ1500mm，最大鉆井深度約250米，鉆機擺角90o，配套功率107kw/h。設計導孔進鉆速度1m/h,擴孔速度0.5m/h，適應巖層硬度7≧F≦16。

為滿足現階段340中段施工開拓工程臨時通風需要，從340中段設計一條井通到395分段，以解決340中段長距離施工的回風問題，同時該設計又考慮到以后的溜礦作用，所以位置選擇在了415中段395分段的2＃溜礦井對面，保證以后340中段巷道貫通后不需要此通風井時，可以通過改造并和2＃溜礦井貫通，從415中段直接溜礦至340中段，保證了工程的不浪費[1]。

2 天井鉆機施工回風井

（1）硐室開鑿。天井鉆機的主機硐室布置在395分段石門十二2#溜礦井正對門10米處，硐室凈高3.5米，硐室底板平整，沒有松石浮渣，在回風井筒中心線位置上澆筑工作平臺混凝土基礎，該基礎平面與硐室底板在同一水平，并根據單位現有設備情況鋪設15kg/m軌道，按照天井鉆機設備布置圖進行設備布置，另外布置排水溝，架設動力電纜等（回風井及硐室設計圖 如圖1）。

圖1 回風井及硐室設計圖

（2）導向孔施工。使用天井鉆機施工，不受供風條件影響，可24小時連續作業，導向孔直徑可選用φ250mm和φ300mm均可，本次施工選擇φ300mm的導向鉆頭，施工導向孔用時7天。

（3）反向擴孔。導向孔施工至340m水平中段后，將導向鉆頭拆除，安裝φ1500mm刀盤進行自下而上的擴孔作業，擴孔作業共計施工53天。

3 天井施工效果

（1）設備效率。該井從6月9日開始正式施工，到8月29日上午9點30分擴孔結束，總計施工82天，扣除中間的特殊情況等，實際工作60天，進尺48.5米（天井鉆機施工情況表 詳見表 1）。

表1 天井鉆機施工情況表

（2）工程精度。該天井在施工導孔時，上導孔中心與下導孔的中心偏差1米，擴孔后四壁光滑，斷面基本渾圓均勻，無臺階，基本滿足工程要求（回風井和硐室實測圖 如圖2）。

圖2 回風井和硐室實測圖

（3）作業人員及排班。每天工作1班，從上午7點30左右開始作業最晚至晚上12點，工作一班在12個小時左右，人員3人。

（4）設備配備。主要用電設備:一臺功率75kw的電動主機提供風能，一臺11kw的轉動主機提供吊轉作業，一臺1kw的小電機輔助提供齒輪油動力，另有一臺20kw的反沙泵提供反沙動力。設備有：鉆機主機一臺，電機臺車一臺（用于安裝以上前三臺電機和一個齒輪油箱），液壓油箱車一臺，控制柜一個、操作臺一個以及刀盤、鉆桿、鉆頭等[2]。

4 該施工技術應用的優缺點分析

（1）優點。天井鉆機施工效率高，工期縮短，企業的安全效益得保障。此外，還有效避免了高溫、通風等不良因素給工程帶來的不利影響，使工程高質量、高效率完成。

（2）缺點.導孔施工和擴孔施工時速度不能太快，否則會給鉆頭帶來毀壞及導孔位置發生偏差，且會影響擴孔的施工；主機在施工過程中會產生震動，必須要固定好主機[3]。

5 結論

天井鉆機此次在金源工區的應用是一次探索和試驗，讓我們重新認識了一項新技術，雖然在應用中出現了很多問題，如施工準備時間長，費用高，設備老化影響工期等，但我認為天井鉆機施工天井技術是今后礦山天井施工的發展趨勢。另外，短短幾十米天井并不能體現出它的優劣，想更深層的了解，需再進行更多的應用。

[1]趙景博,杜飛.注漿法在AT天井鉆機施工中處理空洞的應用[J].采礦技術,2011,11(5):12-13.

[2]孫書彬,汪忠波.天井鉆機在夏甸金礦開拓工程中的應用[J].采礦技術,2010,10(1):54-56.

[3]易洋來,薛小蒙,王杰.天井鉆機在大傾角高天溜井施工中應用[J].現代礦業,2015,31(9):196-197.