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摘 要：目前陕煤集团铜川矿业公司正处在全面发展阶段，公司要求以科技进步为核心，大力推广应用新技术、新工艺和技术创新。公司下属金华山煤矿在570西二采区3208煤仓施工时，大胆采用新工艺，使用LM-120反井钻机施工煤仓，取得较好效果，也改写了铜川矿业公司施工煤仓的历史。
关键词：LM-120型反井钻机;安全;高效;成型好;
文章编号：1674-3520（2015）-11-00-01
一、LM-120型反井钻机特点及相关准备工作
（一）LM-120型反井钻机基本参数
1、导孔直径244mm、扩孔直径1200mm;
2、主机重量6t，电机功率66kW;
3、钻孔最大深度120m，钻孔偏斜率<1%，钻孔倾角60～90°;
4、主机运搬尺寸2290×1110×1430mm，主机工作尺寸2977×1422×3277mm;
5、驱动方式：全液压驱动。
6、适应岩性：石单项抗压强度<1400MPa。 钻机工作原理： LM-120型反井钻机由主机通过钻杆提供给钻具上的破岩刀具强大工作压力，使破岩刀具作用于岩石，对岩石进行有效行冲击、挤压和剪切，从而破碎岩石。
（二）施工准备
在反井钻机施工前，必须将反井的上、下口的井巷工程施工完毕，并进行永久支护。要保证钻机施工有一个安全合适的工作环境，要求通风正常，支护完好，并且轨道道面以上至巷道顶板高度不低于3.8m，巷道宽度不低于3.2m。3208煤仓开口施工巷（全煤），采用钢梁木退支护，巷道上宽3.2米，下宽4.2米，高度2.6米。高度不能满足钻机施工要求，我们采用挑顶架木垛的方法，在巷道顶板开出一个长x宽x高=1.8x1.8x2m的空间，满足了钻机施工要求。
（三）地质状况：3208煤仓上口为施工巷5号煤层，下口为西二采区皮带巷（奥灰岩），从上往下岩层依次为：5号煤、粉砂岩、细砂岩、铝泥岩、粉砂岩、石灰岩、泥岩、铝土泥岩、粉砂岩、10号煤、粉砂岩、铝土泥岩、石灰岩。其中，穿层厚度16米，硬度系数为2-7;石灰岩厚度约46米，硬度系数为8。
二、LM-120反井钻机施工工艺
主要分为4个步骤：
（一）准备工作。设计煤仓上部具备相应水、电条件后，给定反井十字中心，将反井钻机安装在预先浇注好的混凝土简易基础或坚硬平整的基岩上（因3208煤仓上口底板为1米厚煤层，为保证钻机基础牢固，我们将底板煤层挖出1.8x1.8m，深1m基础坑，然后采用混凝土浇注平整，作为钻机基础），铺设24kg轨道伸出煤仓中心约2m。
（二）导孔。安装好钻机，调试运转正常，驱动钻机，自上而下钻导向孔，导向孔Φ244mm。钻导孔时，不断破碎的岩渣被正循环的洗井液陆续排出钻孔孔口（导孔期间，必须保证污水及时排出）。导向孔和下部巷道钻透后，本阶段结束。
（三）扩孔。在下部巷道导向孔透点拆掉导向孔钻头，连接好扩孔钻头，钻孔直径1200mm，开始自下而上扩孔。扩孔破岩石时，产生的岩渣在重力作用下落入下水平巷道，要及时清理装矿车运出。导孔全部扩透后，本阶段结束。
（四）收尾。经过钻机拆撤、工作面清理、井口防护等工作后结束反井钻机施工。
下一步（5）根据生产实际需要自行确定是否施工，如直径1.2m满足矿井溜煤需要，可就此结束施工。
（五）扩仓施工。撤出反井钻机，在煤仓上口安设JH—14回柱绞车（采用Φ22mm钢绳，并在煤仓内设置两根稳绳），提升自制吊盘升降人员及工具材料，从上向下采用爆破法扩仓施工至煤仓下口，直径由1.2m扩至3.2m，煤仓仓壁采用锚网喷支护至工程结束。
三、反井钻机施工注意事项
（一）稳钻工作：稳钻的好坏直接影响到成井的质量，并对钻机的工作状态产生很大的影响。如工作中钻机发生偏移，钻机振动会急剧加大，钻进效率明显降低，严重时能够对钻机、钻杆、钻头造成损坏，甚至中断钻进，造成废孔。
为达到稳钻要求采取了以下措施：1）必须严格按照钻机基础设计图施工基础，浇灌混凝土必须达到设计标号;2）稳钻时，所有紧固件必须逐一检查紧固;3）钻进过程中，应时刻注意钻机工作状况，经常检查主要紧固件，发现松动及时处理。
（二）防止堵钻
为防止堵钻，要做好以下几方面的准备工作：1、供水管路的选择。尽量选用无缝钢管，用法兰盘连接时要上紧螺母，避免漏水。开钻前，仔细检查供水管路，按照要求接好管路，并保证其连接质量。控水阀门的质量也要保证，钻进期间，要配备人员管理供水管路，按操作规程接通和关闭水源，防止管路爆裂，避免供水泄漏。2、严禁无计划停水，保证供水系统的正常工作，需要停水时，要提前通知钻机工作人员，做好停钻准备。当发生爆裂或泄漏时，要及时处理，尽量缩短停水时间，同时将钻杆提起。3、正确处理堵钻。发生堵钻事故后，应根据不同的情况，采取相应措施进行处理，如果堵钻较轻微时，可以加大冲水量进行冲洗井底，或在钻机的水頭上再接入一路压风，采取边冲洗边用压风吹动，将进入牙轮喷嘴、钻杆输水孔中的岩渣顺导向孔与井壁环形空间吹出，使孔道疏通不再堵钻。当堵钻比较严重时，风水搅动已不足以排除事故，必须松开钻杆，将一根长风管顺钻杆输水孔插至堵塞处的上部，先注水后送风，反复交替，使岩渣逐步排出。
（三）预防塌孔
当反井导孔穿煤层时，由于煤层较软，容易发生塌孔事故，此时煤将钻杆周围的环行空间充满，水及岩渣返不上来，钻进速度明显降低。为避免塌孔，首先要清楚地质构造情况，当钻进到煤层时，放慢钻进速度，将排渣水量适量降低。
（四）有效控偏
钻进过程中，反井中心线和钻机主轴中心线应重合，由于安装及施工中的某些原因，有可能造成这两条线产生偏斜。反井钻机在正常情况下和偏斜情况下的工作状态是不相同的。正常钻进时推拉力和扭矩比较平稳，变化不会太大，也不会产生剧烈变化;而偏斜后，要达到正常钻进速度，所需的推拉力及扭矩都大大增加，震动加剧，往往造成钻机机件损坏。
四、结束语
反井钻机在很多机械化较高的矿井已成为煤矿施工暗立井、煤仓、溜煤眼、通风立眼等井巷工程的重要设备，应用也越来越广泛。随着对反井钻机钻井施工技术的不断认识和总结，工作效率和成井质量会得到更进一步的提高，也才能充分发挥新设备、新技术的效能，更好地服务于矿井安全生产建设。
关键词：LM-120型反井钻机;安全;高效;成型好;
文章编号：1674-3520（2015）-11-00-01
一、LM-120型反井钻机特点及相关准备工作
（一）LM-120型反井钻机基本参数
1、导孔直径244mm、扩孔直径1200mm;
2、主机重量6t，电机功率66kW;
3、钻孔最大深度120m，钻孔偏斜率<1%，钻孔倾角60～90°;
4、主机运搬尺寸2290×1110×1430mm，主机工作尺寸2977×1422×3277mm;
5、驱动方式：全液压驱动。
6、适应岩性：石单项抗压强度<1400MPa。 钻机工作原理： LM-120型反井钻机由主机通过钻杆提供给钻具上的破岩刀具强大工作压力，使破岩刀具作用于岩石，对岩石进行有效行冲击、挤压和剪切，从而破碎岩石。
（二）施工准备
在反井钻机施工前，必须将反井的上、下口的井巷工程施工完毕，并进行永久支护。要保证钻机施工有一个安全合适的工作环境，要求通风正常，支护完好，并且轨道道面以上至巷道顶板高度不低于3.8m，巷道宽度不低于3.2m。3208煤仓开口施工巷（全煤），采用钢梁木退支护，巷道上宽3.2米，下宽4.2米，高度2.6米。高度不能满足钻机施工要求，我们采用挑顶架木垛的方法，在巷道顶板开出一个长x宽x高=1.8x1.8x2m的空间，满足了钻机施工要求。
（三）地质状况：3208煤仓上口为施工巷5号煤层，下口为西二采区皮带巷（奥灰岩），从上往下岩层依次为：5号煤、粉砂岩、细砂岩、铝泥岩、粉砂岩、石灰岩、泥岩、铝土泥岩、粉砂岩、10号煤、粉砂岩、铝土泥岩、石灰岩。其中，穿层厚度16米，硬度系数为2-7;石灰岩厚度约46米，硬度系数为8。
二、LM-120反井钻机施工工艺
主要分为4个步骤：
（一）准备工作。设计煤仓上部具备相应水、电条件后，给定反井十字中心，将反井钻机安装在预先浇注好的混凝土简易基础或坚硬平整的基岩上（因3208煤仓上口底板为1米厚煤层，为保证钻机基础牢固，我们将底板煤层挖出1.8x1.8m，深1m基础坑，然后采用混凝土浇注平整，作为钻机基础），铺设24kg轨道伸出煤仓中心约2m。
（二）导孔。安装好钻机，调试运转正常，驱动钻机，自上而下钻导向孔，导向孔Φ244mm。钻导孔时，不断破碎的岩渣被正循环的洗井液陆续排出钻孔孔口（导孔期间，必须保证污水及时排出）。导向孔和下部巷道钻透后，本阶段结束。
（三）扩孔。在下部巷道导向孔透点拆掉导向孔钻头，连接好扩孔钻头，钻孔直径1200mm，开始自下而上扩孔。扩孔破岩石时，产生的岩渣在重力作用下落入下水平巷道，要及时清理装矿车运出。导孔全部扩透后，本阶段结束。
（四）收尾。经过钻机拆撤、工作面清理、井口防护等工作后结束反井钻机施工。
下一步（5）根据生产实际需要自行确定是否施工，如直径1.2m满足矿井溜煤需要，可就此结束施工。
（五）扩仓施工。撤出反井钻机，在煤仓上口安设JH—14回柱绞车（采用Φ22mm钢绳，并在煤仓内设置两根稳绳），提升自制吊盘升降人员及工具材料，从上向下采用爆破法扩仓施工至煤仓下口，直径由1.2m扩至3.2m，煤仓仓壁采用锚网喷支护至工程结束。
三、反井钻机施工注意事项
（一）稳钻工作：稳钻的好坏直接影响到成井的质量，并对钻机的工作状态产生很大的影响。如工作中钻机发生偏移，钻机振动会急剧加大，钻进效率明显降低，严重时能够对钻机、钻杆、钻头造成损坏，甚至中断钻进，造成废孔。
为达到稳钻要求采取了以下措施：1）必须严格按照钻机基础设计图施工基础，浇灌混凝土必须达到设计标号;2）稳钻时，所有紧固件必须逐一检查紧固;3）钻进过程中，应时刻注意钻机工作状况，经常检查主要紧固件，发现松动及时处理。
（二）防止堵钻
为防止堵钻，要做好以下几方面的准备工作：1、供水管路的选择。尽量选用无缝钢管，用法兰盘连接时要上紧螺母，避免漏水。开钻前，仔细检查供水管路，按照要求接好管路，并保证其连接质量。控水阀门的质量也要保证，钻进期间，要配备人员管理供水管路，按操作规程接通和关闭水源，防止管路爆裂，避免供水泄漏。2、严禁无计划停水，保证供水系统的正常工作，需要停水时，要提前通知钻机工作人员，做好停钻准备。当发生爆裂或泄漏时，要及时处理，尽量缩短停水时间，同时将钻杆提起。3、正确处理堵钻。发生堵钻事故后，应根据不同的情况，采取相应措施进行处理，如果堵钻较轻微时，可以加大冲水量进行冲洗井底，或在钻机的水頭上再接入一路压风，采取边冲洗边用压风吹动，将进入牙轮喷嘴、钻杆输水孔中的岩渣顺导向孔与井壁环形空间吹出，使孔道疏通不再堵钻。当堵钻比较严重时，风水搅动已不足以排除事故，必须松开钻杆，将一根长风管顺钻杆输水孔插至堵塞处的上部，先注水后送风，反复交替，使岩渣逐步排出。
（三）预防塌孔
当反井导孔穿煤层时，由于煤层较软，容易发生塌孔事故，此时煤将钻杆周围的环行空间充满，水及岩渣返不上来，钻进速度明显降低。为避免塌孔，首先要清楚地质构造情况，当钻进到煤层时，放慢钻进速度，将排渣水量适量降低。
（四）有效控偏
钻进过程中，反井中心线和钻机主轴中心线应重合，由于安装及施工中的某些原因，有可能造成这两条线产生偏斜。反井钻机在正常情况下和偏斜情况下的工作状态是不相同的。正常钻进时推拉力和扭矩比较平稳，变化不会太大，也不会产生剧烈变化;而偏斜后，要达到正常钻进速度，所需的推拉力及扭矩都大大增加，震动加剧，往往造成钻机机件损坏。
四、结束语
反井钻机在很多机械化较高的矿井已成为煤矿施工暗立井、煤仓、溜煤眼、通风立眼等井巷工程的重要设备，应用也越来越广泛。随着对反井钻机钻井施工技术的不断认识和总结，工作效率和成井质量会得到更进一步的提高，也才能充分发挥新设备、新技术的效能，更好地服务于矿井安全生产建设。