[科普中國]-反井鉆機

反井鉆機是通過鉆機的電機帶動液壓馬達，液壓馬達驅(qū)動水龍頭，并利用液壓動力將扭矩傳遞給鉆具系統(tǒng)，帶動鉆桿及鉆頭旋轉(zhuǎn)，導孔鉆頭或擴孔鉆頭上的滾刀在鉆壓的作用下，沿井底巖石工作面做純滾動或微量滑移。同時主機油缸產(chǎn)生的軸向拉、壓力，也通過動力頭、鉆桿作用在導孔鉆頭或擴孔鉆頭上，使導孔鉆頭的滾刀在鉆壓作用下滾動，產(chǎn)生沖擊荷載，使?jié)L刀齒對巖石產(chǎn)生沖擊、擠壓和剪切作用，破碎巖石。

工作原理被破碎的巖屑在導孔鉆進時被正循環(huán)的洗井液沖洗，巖屑沿著鉆桿與孔壁間的環(huán)形空間由洗井液提升到鉆孔外。在擴孔時將導孔鉆頭卸下，安裝反擴滾刀，巖屑靠自重直接落到下水平巷道內(nèi)，采用裝載機和運輸設備及時清理運出。該機器施工工藝簡單，鉆井速度快，適應性強，能滿足不同巖層施工需求。1

鉆機應用范圍反井鉆機施工主要用于地下井筒建設中。反井鉆機應用范圍見下表：

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施工工藝反井鉆機施工主要分四階段：

（1）準備階段。具備相應水、電條件后。將反井鉆機安裝在預先澆筑好的混凝土基礎上，連接好各部分液壓系統(tǒng)管路和電氣線路，進行運轉(zhuǎn)調(diào)試。

（2）導孔階段。驅(qū)動鉆機，自上而下鉆進導向孔。主軸的扭矩和推進缸的軸向進給通過鉆桿傳遞給導孔鉆頭，形成逐漸加深的 導向孔。導向孔直徑一般為216～270mm。自鉆桿中心而壓入的泥漿液，攜帶破碎的巖渣通過鉆桿與導向孔間的環(huán)形空間從井口排出。導孔和下部隧洞貫通 后，本階段結(jié)束。

（3）擴孔階段。在下部隧洞拆掉導孔鉆頭，連接好擴孔鉆頭，開始自下而上的擴孔鉆進工序。擴大后的井筒直徑一般為1～2m。擴孔鉆進時破碎下來的巖屑靠自重落到下水平，由裝載機或其它裝載設備運出。

（4）收尾階段。導孔全部擴透后，經(jīng)過鉆頭吊裝、主機放倒、清理工作面、井口防護等工作后結(jié)束施工。2

施工的優(yōu)勢（1）施工安全。和其它反井施工方法相比，反井鉆機施工時，工作人員不需進入工作面，進行打眼、裝藥和臨時支護等作業(yè)，工作人員都在環(huán)境和安全狀況較好的上部，施工人員不再受落石、淋水、有害氣體的傷害，避免了全事故的發(fā)生。

（2）工作效率高。反井鉆機施工為機械化連續(xù)作業(yè)，速度快，比其它施工方法提高工效5－10倍。為后期施工創(chuàng)造了良好的條件，其綜合效益顯著。

（3）工程質(zhì)量好。反井鉆機采用滾刀機械破巖，對圍巖破壞小，井壁光滑，有利于擴挖溜渣、通風、排水。

（4）反井鉆機采用液壓傳動控制，操作簡單，工人勞動強度低。

鉆機工作條件（1）鉆機在巷道內(nèi)工作面高度不得低于5米，寬度不得低于4米，設備進場公路能滿足設備吊裝作業(yè)。

（2）施工現(xiàn)場用電設備為380伏，總功率不得低于250KW，現(xiàn)場施工用水量不得低于10立方/小時，連續(xù)供應，施工水池蓄水能力不得低于12立方，水池高度必須低于反井鉆機施工基礎，便于導孔時洗液回流池中，循環(huán)利用，水池底部砂漿抹面，防止水流失。

（3）施工基礎長、寬不得低于3米，基礎厚度不得低于1米，施工前必須開挖到硬基巖面才可以進行基礎澆筑，否則極容易造成塌孔。3

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王強 - 副教授 - 西南大學