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摘要：通风井施工过程使用的设备比较多，工艺比较复杂，施工周期长，为了提高建设矿井的速度必须改进现有的工艺和设备。本文结合着BMC600反井钻机的特点进行了概括和总结，为以后的通风井施工提供了参考。
关键词：反井钻机；通风井
1引言
随着“十三五规划”的实施，煤炭领域去产能政策的推进，整合煤矿将很快出现分化情况，一小部分的煤矿将会提升成为大型现代化矿井，大部分煤矿都将在原来的基础上改建为综采程度比较高的中型煤矿，产能提升使得原有通风量不足的需要建成回风矿井，或者建设采区风井用来增加井下通风循环量。对于已经有巷道且运输系统完整的风井，可以利用反井钻机施工。
2工程概述
为了实现分区的通风，山西晋煤集团某煤矿准备施工一个通风井，井筒的净直径5m。井颈的浇筑使用的是钢筋混凝土，厚度300mm，长度为10m；井身使用锚喷支护，厚度160mm，长度为189m。根据其井筒工期紧张和工程量比较小的原因，使用BMC600反井钻机施工。
3 BMC600反井钻机施工特点
反井钻机法是利用安装在扩孔钻头上的滚刀自转，实现对岩石冲击和剪切破碎的，振动影响区小，岩渣直接落至下水平，防止重复破碎且破岩效率高。无论是煤矿、磷矿还是水电站工程，反井钻井法都已经得到普遍应用。
BMC600型煤矿用反井钻机是北京中煤矿山工程有限公司生产研制的新型全液压驱动反井钻机，可以应用于煤炭、水电、有色冶金和交通等地下工程建设领域钻凿竖井或斜井工程.
（1）工作人员在反井施工过程中不需要进入井孔中，工作环境安全可靠。以免受到落石、淋水和有害气体的危害。
（2）采用全液压驱动，操作简单、稳定性高，有利于精确测控；结构紧凑、重量轻、体积小，在洞室内施工优越性更强，安装运输简单省力，迅速安全，主机的竖立、放躺全都能机械化。
（3）起下钻具工艺合理，辅助时间短；钻杆丝扣采用国际通用标准，安全可靠，互换性好。
（4）机械化连续作业，成井速度快、质量好，为后期施工创造了良好的条件，综合效益显著；操作简单安全，改善了劳动条件，大大减轻了工人的劳动强度。
（5）钻机适用性强，可以钻凿复杂的沉积岩和坚硬的火成岩。
（6）反井钻机采用机械破岩，对围岩破坏小，井壁光滑，有利于扩挖溜渣、通风、排水；钻机配有专门为钻凿各种岩层而设计的稳定钻杆、破岩滚刀，大幅度提高了耐磨性和使用寿命；ZFY5.0/600 BMC600型钻机的推拉力、旋转扭矩、转速等主要参数设计更加适合于水电站等较硬岩石地层的施工。
4井筒施工过程
新通风井施工过程包括了冲积层段及基础处理，导孔施工和扩孔施工，以及锚网喷支护。
4.1冲积层段及基础处理
冲积层位于新通风井井口向下10m，在反井扩孔施工的时候冲积层井壁不稳定，一旦塌陷就会导致安全事故发生。为了避免灾难发生，对冲积层段采用普通凿井法分段开挖，浇注钢筋混凝土永久井壁，井壁内径大于扩孔直径。等到进入稳定坚硬基岩1m以后就停止掘砌，使用低等级的素混凝土回填井筒到井口。最后做好井口附近的设备安装进出，给设备安装地脚螺栓位置预留二次浇注坑，对基础上平面进行找平，并开挖泥浆池。设备包括了反井钻机、井筒支护提吊井架和提升机。
4.2导孔施工
在BMC600型反井钻机安装调试完成以后，就可以进行导孔施工。导孔施工是反井施工的重要环节，导孔施工和地质钻机钻进原理类似，动力头上液压马达回转，通过齿轮副驱动钻头旋转，利用钻机上面的油缸推进动力头向下运动，使得三牙轮钻头对导孔底部形成滚压破碎。泥浆在泥浆泵驱动下，从钻杆内过孔流到破岩面，工作面脱落的岩石渣从钻杆和导孔井壁之间的环形空间提至地面，形成正循环洗井。因为新通风井比较深的原因，破碎地层塌孔及泥浆漏失等较容易引发卡钻等事故。反井钻具没有专业的纠偏功能，深井导孔易发生偏斜，造成导孔施工失败。因此，导孔钻进是深反井施工中的难点。针对该工程特点制定了专项措施 ，从而使导孔顺利贯通，透孔点偏斜1m，偏斜率2.5‰，远小于通常1% 的偏 斜率。具体措施包括：选择具有导向扶正功能的三牙轮钻头，提高开孔精度，合理布置稳定钻杆，严格控制钻进参数。同时要求操作人员提高责任心，随时观察洗井液泥浆流量和岩屑上返情况，判断地层地质状况，并作详细记录，确保井底冲洗干净，岩渣无重复破碎。
4.3扩孔施工
反井施工当中最具代表性的就是反向扩孔施工，滚刀向上滚压工作面岩石，岩渣破碎以后受重力影响落到下水平，滚刀总是滚压在没有破碎的岩石上面，以免脱落岩渣二次破碎，滚压破岩的效果明显。在导孔钻透以后用扩孔钻头把三牙轮钻头换掉，从下往上开始扩孔，慢慢的把刀盘接触面磨平，等到刀盘全部解除岩石后再加压正常扩孔。扩孔施工中要注意以下几点：一是上下面必须保持通讯畅通方便联络；二是受到井下环境影响要采用分体式扩孔钻头；三是遇到破碎带或者岩石变层的时候及时将钻压转速降下来，减小钻头中心管弯距；四是要在井底做好安全警示牌，严禁非工作人员入内。
4.4锚网喷支护
在扩孔施工完成以后，要快速把反井钻井设备撤出来，然后安装临时井架和分别用于提升作业盘，悬吊喷浆管路和清水管以及下放气压管等。锚网喷支护作业的时候，金属网片应该应沿井筒横断面布置，自上而下，逐米逐排敷设，严禁2排（或2排以上）同时敷设。要严格控制浆料水灰比，随时根据受喷面情况来调节水门大小，使喷浆面平整、湿润，粘性与密性好，无干斑或滑移、流淌现象。如果需要复喷混凝土，间隔时间不能超过2h，否则必须用高压水冲洗初喷面。
5结语
通风井采用反井钻机施工，地面工业广场面积减小，利用矿井原有设备出渣，支护的时候，井筒内悬吊设备减少发挥了反井钻机安全高效的特点。反井钻机作为一种新工艺，已经在煤矿、交通等领域发挥了重要作用，为其发展也做出了重要贡献。
参考文獻：
[1]李俊峰， 于见水. 反井钻机钻凿引水隧道通风立井施工[J]. 建井技术， 2016， 37（1）：55-57.
[2]刘志强. 反井钻机技术装备及发展[J]. 煤炭科学技术， 2001， 29（4）：9-12.
[3]刘志强， 王强. 强力反井钻机的研制及应用[J]. 煤炭科学技术， 2005， 33（4）：50-51.
[4]刘志强. 反井钻机在秦岭终南山特长公路隧道通风竖井施工中的应用[C]// 第十七次全国岩土锚固学术研讨会. 2008.
关键词：反井钻机；通风井
1引言
随着“十三五规划”的实施，煤炭领域去产能政策的推进，整合煤矿将很快出现分化情况，一小部分的煤矿将会提升成为大型现代化矿井，大部分煤矿都将在原来的基础上改建为综采程度比较高的中型煤矿，产能提升使得原有通风量不足的需要建成回风矿井，或者建设采区风井用来增加井下通风循环量。对于已经有巷道且运输系统完整的风井，可以利用反井钻机施工。
2工程概述
为了实现分区的通风，山西晋煤集团某煤矿准备施工一个通风井，井筒的净直径5m。井颈的浇筑使用的是钢筋混凝土，厚度300mm，长度为10m；井身使用锚喷支护，厚度160mm，长度为189m。根据其井筒工期紧张和工程量比较小的原因，使用BMC600反井钻机施工。
3 BMC600反井钻机施工特点
反井钻机法是利用安装在扩孔钻头上的滚刀自转，实现对岩石冲击和剪切破碎的，振动影响区小，岩渣直接落至下水平，防止重复破碎且破岩效率高。无论是煤矿、磷矿还是水电站工程，反井钻井法都已经得到普遍应用。
BMC600型煤矿用反井钻机是北京中煤矿山工程有限公司生产研制的新型全液压驱动反井钻机，可以应用于煤炭、水电、有色冶金和交通等地下工程建设领域钻凿竖井或斜井工程.
（1）工作人员在反井施工过程中不需要进入井孔中，工作环境安全可靠。以免受到落石、淋水和有害气体的危害。
（2）采用全液压驱动，操作简单、稳定性高，有利于精确测控；结构紧凑、重量轻、体积小，在洞室内施工优越性更强，安装运输简单省力，迅速安全，主机的竖立、放躺全都能机械化。
（3）起下钻具工艺合理，辅助时间短；钻杆丝扣采用国际通用标准，安全可靠，互换性好。
（4）机械化连续作业，成井速度快、质量好，为后期施工创造了良好的条件，综合效益显著；操作简单安全，改善了劳动条件，大大减轻了工人的劳动强度。
（5）钻机适用性强，可以钻凿复杂的沉积岩和坚硬的火成岩。
（6）反井钻机采用机械破岩，对围岩破坏小，井壁光滑，有利于扩挖溜渣、通风、排水；钻机配有专门为钻凿各种岩层而设计的稳定钻杆、破岩滚刀，大幅度提高了耐磨性和使用寿命；ZFY5.0/600 BMC600型钻机的推拉力、旋转扭矩、转速等主要参数设计更加适合于水电站等较硬岩石地层的施工。
4井筒施工过程
新通风井施工过程包括了冲积层段及基础处理，导孔施工和扩孔施工，以及锚网喷支护。
4.1冲积层段及基础处理
冲积层位于新通风井井口向下10m，在反井扩孔施工的时候冲积层井壁不稳定，一旦塌陷就会导致安全事故发生。为了避免灾难发生，对冲积层段采用普通凿井法分段开挖，浇注钢筋混凝土永久井壁，井壁内径大于扩孔直径。等到进入稳定坚硬基岩1m以后就停止掘砌，使用低等级的素混凝土回填井筒到井口。最后做好井口附近的设备安装进出，给设备安装地脚螺栓位置预留二次浇注坑，对基础上平面进行找平，并开挖泥浆池。设备包括了反井钻机、井筒支护提吊井架和提升机。
4.2导孔施工
在BMC600型反井钻机安装调试完成以后，就可以进行导孔施工。导孔施工是反井施工的重要环节，导孔施工和地质钻机钻进原理类似，动力头上液压马达回转，通过齿轮副驱动钻头旋转，利用钻机上面的油缸推进动力头向下运动，使得三牙轮钻头对导孔底部形成滚压破碎。泥浆在泥浆泵驱动下，从钻杆内过孔流到破岩面，工作面脱落的岩石渣从钻杆和导孔井壁之间的环形空间提至地面，形成正循环洗井。因为新通风井比较深的原因，破碎地层塌孔及泥浆漏失等较容易引发卡钻等事故。反井钻具没有专业的纠偏功能，深井导孔易发生偏斜，造成导孔施工失败。因此，导孔钻进是深反井施工中的难点。针对该工程特点制定了专项措施 ，从而使导孔顺利贯通，透孔点偏斜1m，偏斜率2.5‰，远小于通常1% 的偏 斜率。具体措施包括：选择具有导向扶正功能的三牙轮钻头，提高开孔精度，合理布置稳定钻杆，严格控制钻进参数。同时要求操作人员提高责任心，随时观察洗井液泥浆流量和岩屑上返情况，判断地层地质状况，并作详细记录，确保井底冲洗干净，岩渣无重复破碎。
4.3扩孔施工
反井施工当中最具代表性的就是反向扩孔施工，滚刀向上滚压工作面岩石，岩渣破碎以后受重力影响落到下水平，滚刀总是滚压在没有破碎的岩石上面，以免脱落岩渣二次破碎，滚压破岩的效果明显。在导孔钻透以后用扩孔钻头把三牙轮钻头换掉，从下往上开始扩孔，慢慢的把刀盘接触面磨平，等到刀盘全部解除岩石后再加压正常扩孔。扩孔施工中要注意以下几点：一是上下面必须保持通讯畅通方便联络；二是受到井下环境影响要采用分体式扩孔钻头；三是遇到破碎带或者岩石变层的时候及时将钻压转速降下来，减小钻头中心管弯距；四是要在井底做好安全警示牌，严禁非工作人员入内。
4.4锚网喷支护
在扩孔施工完成以后，要快速把反井钻井设备撤出来，然后安装临时井架和分别用于提升作业盘，悬吊喷浆管路和清水管以及下放气压管等。锚网喷支护作业的时候，金属网片应该应沿井筒横断面布置，自上而下，逐米逐排敷设，严禁2排（或2排以上）同时敷设。要严格控制浆料水灰比，随时根据受喷面情况来调节水门大小，使喷浆面平整、湿润，粘性与密性好，无干斑或滑移、流淌现象。如果需要复喷混凝土，间隔时间不能超过2h，否则必须用高压水冲洗初喷面。
5结语
通风井采用反井钻机施工，地面工业广场面积减小，利用矿井原有设备出渣，支护的时候，井筒内悬吊设备减少发挥了反井钻机安全高效的特点。反井钻机作为一种新工艺，已经在煤矿、交通等领域发挥了重要作用，为其发展也做出了重要贡献。
参考文獻：
[1]李俊峰， 于见水. 反井钻机钻凿引水隧道通风立井施工[J]. 建井技术， 2016， 37（1）：55-57.
[2]刘志强. 反井钻机技术装备及发展[J]. 煤炭科学技术， 2001， 29（4）：9-12.
[3]刘志强， 王强. 强力反井钻机的研制及应用[J]. 煤炭科学技术， 2005， 33（4）：50-51.
[4]刘志强. 反井钻机在秦岭终南山特长公路隧道通风竖井施工中的应用[C]// 第十七次全国岩土锚固学术研讨会. 2008.