反井鉆機施工作業(yè)指導書(shū)

一、反井鉆機特點(diǎn)簡(jiǎn)介

LM-200型反井鉆機，如圖1所示，主要用于煤炭和水電系統豎井和斜井施工，主要技術(shù)參數指標為：鉆孔直徑1.4m，鉆孔偏斜率不大于1%。在中硬巖中，導孔鉆進(jìn)速度60m/天，擴孔速度30m/天，成井速度快，施工安全性好，應用較為廣泛。其工作原理為：電機帶動(dòng)液壓馬達，利用液壓動(dòng)力將扭矩傳遞給鉆具系統，帶動(dòng)鉆具旋轉，并向上提升，采用鐮齒盤(pán)形滾刀破巖，滾刀在鉆壓的作用下沿井底滾動(dòng)，從而對巖石產(chǎn)生沖擊，擠壓和剪切作用，使其破碎。鉆導孔時(shí)巖屑沿鉆桿與孔壁間的環(huán)行空間由洗井液浮升到井座面，擴孔時(shí)巖屑靠自重落到井下通道。鉆鑿Ф1.4m鉆孔時(shí)只需先鉆Ф216mm的導孔，直至導孔鉆透下水平巷道，將導孔鉆頭在此卸下，接上Ф1.4m的擴孔鉆頭，再由下向上擴孔。LM系列反井鉆機的主要技術(shù)參數見(jiàn)表1，表2為L(cháng)M-200型反井鉆機主要部件尺寸及重量。
表1      LM系列反井鉆機主要技術(shù)參數

鉆機型號	導孔 (mm)	鉆孔 (m)	鉆深 (m)	轉速 (rpm)	拉力 (kN)	扭矩 (kN.m)	功率 (kW)	主機重 (kg)
LM-90	190	0.9	90	55	400	15	45.5	3500
LM-120	244	1.2	120	36	500	31.8	62.5	4791
LM-200	216	2	200	20	850	40	82.5	8277
ZD2.0/400	270	2	400	16	3000	100	118	12000

表2       LM-200型反井鉆機主要部件尺寸及重量

名稱(chēng)		外形尺寸（mm）	數量	重量（kg）	總重（kg）
鉆機	運輸：	2950× 1370× 1570		6900	8277
	工作：	3230× 1770× 3448	1	8277
操作車(chē)		2282× 1040×1715	1	885	885
泵車(chē)		2917×1190×1715	1	2497	2497
控制開(kāi)關(guān)		100kW	2	200	400
導孔鉆頭		φ216mm	2	46	92
φ１.４擴孔鉆頭		φ1400×1100	1	2825	2825
普通鉆桿		φ182×1107	220	155	34100
穩定鉆桿		φ182×1107	6	179	1074
TBW850/50泥漿泵		4975×1120×2050	1	5500	5500
合計					55650

 
 
圖1  LM-200型反井鉆機LM-200型反井鉆機施工通風(fēng)豎井，首
圖1     反井鉆機工作原理示意圖

二、施工程序及方法

先從豎井上水平面由上向下鉆進(jìn)Φ216mm導孔，貫通后，再在下水平面接擴孔鉆頭，由下向上擴孔，擴孔直徑Φ1.4m。施工步驟為：作業(yè)平臺的施工 → 反井鉆機基礎及循環(huán)水池的施工 → 安放干凈油筒配小潛水泵做主機冷卻循環(huán)水 → 安裝反井鉆機，并進(jìn)行調試 → 由上向下鉆進(jìn)Φ216mm導孔 → 導孔貫通后，拆掉導孔鉆頭，接上Φ1.4m擴孔鉆頭，由下向上進(jìn)行擴孔施工 → 拆除鉆機并做好防護。

（一）施工準備

1、作業(yè)平臺
在豎井上水平面平整場(chǎng)地，在洞內由于受到場(chǎng)地限制，要求場(chǎng)地能滿(mǎn)足鉆機基礎及泥漿循環(huán)池施工和反井鉆機運行的需要；
2、道路
LM-200型反井鉆機最大件重量為8t，需要有適當的道路進(jìn)行鉆機運輸；
3、裝卸
洞外采用12t以上的吊車(chē)來(lái)吊裝反井鉆機和輔助設備，洞內場(chǎng)地狹小，可采用能吊運8t以上的裝載機進(jìn)行吊裝；
4、鉆機基礎
以鉆孔中心為中心，開(kāi)挖為長(cháng)4m、寬3m、深度以挖除回填渣，到基巖面為準的基坑，清理干凈基巖面后澆筑砼，澆筑深度以實(shí)際開(kāi)挖深度為準，應不低于70cm，混凝土上平面要平，凸凹變化不能超過(guò)1.5cm。
施工程序為：施工放線(xiàn)（確定開(kāi)挖范圍） → 開(kāi)挖到基巖 → 清理基巖面 → 澆筑基礎砼 → 安裝鉆機，鉆機基礎結構及形式見(jiàn)圖2；
5、泥漿池
在鉆機基礎周?chē)m當位置，開(kāi)挖或砌筑一長(cháng)約3m，寬2m，深1.0m的水池用于導孔鉆進(jìn)排渣及循環(huán)供漿（水），地質(zhì)條件較差地段采用泥漿泵供泥漿排渣，地質(zhì)條件較好地段采用泥漿泵供水排渣，水池頂高應低于鉆機基礎澆筑砼面；
6、供電
反井鉆機電機功率87.5Kw，鉆機用高壓泥漿泵90Kw，主油泵75kW，副油泵7.5kW，電壓等級為380v或660v，電源頻率為50Hz；
7、供水
導孔鉆進(jìn)需水5～10m3/h，用于循環(huán)排渣，冷卻反井鉆機液壓系統，擴孔
圖2     反井鉆機砼基礎結構圖
鉆進(jìn)需水15m3/h，用于冷卻液壓系統和擴孔鉆頭，有條件的部位從主水管接1.5″鋼管直接引水，不具備直接引水條件的可在鉆機附近砌筑一個(gè)約80m3的水池供水；
8、冷卻用水箱
在現場(chǎng)安放一個(gè)經(jīng)清洗過(guò)的油筒或水箱，并擺放一臺小潛水泵用于循環(huán)冷卻油泵；
9、鉆機安裝調試及試運轉
鉆機運到現場(chǎng)后，進(jìn)行鉆機的安裝和調試，主要工作有：
（1）接通所有電機電源，進(jìn)行短暫通電、觀(guān)察電機轉向。
（2）接通鉆機泵車(chē)到操作車(chē)、鉆機之間進(jìn)回油管路。
（3）安裝機械手和轉盤(pán)吊。
（4）鉆機調平、找正。
（5）安裝下支撐和前后斜拉桿。
（6）澆地腳螺栓孔（二期砼）。
（7）接通冷卻水系統。
（8）進(jìn)行泥漿泵調試，形成水（泥漿）循環(huán)系統。

（二）導孔鉆進(jìn)

導孔鉆進(jìn)是反井鉆井施工的關(guān)鍵，它關(guān)系到鉆孔的成敗和質(zhì)量，必須認真對待。
1、鉆進(jìn)參數
鉆進(jìn)參數選擇主要依據地層條件，鉆進(jìn)部位等多方面因素確定。一般按下表所示參數施工，但在施工時(shí)根據不同情況予以調整。
           
表3                    導孔鉆進(jìn)參數選擇

鉆進(jìn)位置或巖石情況	鉆壓(kN)	轉速(rpm)	預計鉆速(m/h)
導孔開(kāi)孔	50	10-20	0.3-0.6
鉆透到下水平前	50-70	20	0.5
砂巖	15-25	20	2-3
泥巖	10-15	20	3-4

 
2、開(kāi)孔鉆進(jìn)
待主機、油泵及操作系統準備就緒，檢查泥漿泵管路是否與主機相連，主油泵的循環(huán)冷卻系統是否調試完成，且鉆孔中心及鉆孔角度經(jīng)校核均準確無(wú)誤后，方可開(kāi)孔。開(kāi)孔鉆進(jìn)時(shí)，必須利用開(kāi)孔扶正器和開(kāi)孔鉆桿配合慢速開(kāi)孔，并啟動(dòng)泥漿泵供水（供漿），開(kāi)孔深度3m，開(kāi)孔后，將開(kāi)孔鉆桿提出，清洗后擦上油后保存。
3、導孔鉆進(jìn)
導孔鉆進(jìn)時(shí)各方面必須全力配合，必須做到以下幾點(diǎn)：
（1）一般情況下，導孔鉆進(jìn)轉速應高于開(kāi)孔鉆進(jìn)轉速，所以應調節動(dòng)力頭轉速，可以用Ⅱ檔或Ⅲ檔，一般情況下，對于松軟地層和過(guò)渡地層采用低鉆壓，對于硬巖和穩定地層宜采用高鉆壓。
（2）離鉆透下水平通道3米左右，應逐漸降低鉆壓。
（3）對于導孔鉆進(jìn)返出的巖渣，必須及時(shí)清理，防止巖渣堆積，巖渣清理由反鏟或由人工配合手推車(chē)共同完成。
（4）一根鉆桿完成后，必須等孔內的巖屑全部排出后，才能停泵接卸鉆桿。
（5）導孔鉆透前和擴孔過(guò)程中，距井中心10m之內不能有人員作業(yè)，裝載車(chē)出渣斗尖離擴孔中心不小于5m。
（6）導孔鉆透后，停止泥漿（水）循環(huán)，但鉆機不能停轉，開(kāi)始向孔內加清水，直到鉆機轉動(dòng)平穩，扭矩變化不大時(shí)才能停鉆。
（7）在整個(gè)導孔鉆進(jìn)過(guò)程中，不得中途出現停電、停水等情況，否則會(huì )導致卡鉆等惡性事故發(fā)生。

（三）擴孔鉆進(jìn)

1、拆導孔鉆頭接擴孔鉆頭
導孔鉆透后，將擴孔鉆頭和導孔鉆頭拆卸工具運到下口。通過(guò)對講機或電話(huà)上下聯(lián)系，上下配合拆下導孔鉆頭接上擴孔鉆頭。形成出渣系統，就可以向上擴孔。
2、擴孔鉆進(jìn)
擴孔開(kāi)孔，當擴孔鉆頭接好后，慢速上提鉆具。直到滾刀開(kāi)始接觸巖石，然后停止上提，用最低轉速(5~9rpm)旋轉，并慢慢給進(jìn)、保證鉆頭滾刀不受過(guò)大的沖擊而破壞，給進(jìn)一停下，等刀齒把凸出的巖石破碎掉，再繼續給進(jìn)。開(kāi)始擴孔時(shí)，下邊要有人觀(guān)察，將情況及時(shí)通知操作人員，等鉆頭全部均勻接觸巖石，才能正常擴孔鉆進(jìn)。為保證鉆機和滾刀的使用壽命，一般將系統壓力限制在18Mpa之內。此時(shí)鉆機的提升能力為720KN，扣除系統的壓力損失，提升能力680KN。鉆桿每根155kg,最大深度360m時(shí)，鉆桿重量37.82噸，水龍頭重量2.824噸，1.4m擴孔鉆頭重2.825噸，鉆機的總提吊重量85噸。鉆頭按每把刀承受5噸壓力,鉆頭承受的鉆壓為30噸。在擴孔過(guò)程中，當巖石硬度較大，可適當增加鉆壓，反之可以減少鉆壓。擴孔鉆進(jìn)時(shí)要及時(shí)清理擴孔破碎下來(lái)的巖屑，防止下口被堵塞。擴孔過(guò)程也是拆鉆桿的過(guò)程，拆下的鉆桿要進(jìn)行必要的清理，上油帶好保護帽。
3、完孔
當鉆頭鉆至距基礎2.5m時(shí)，要降低鉆壓慢速鉆進(jìn)，并且要認真觀(guān)察基礎周?chē)欠裼挟惓，F象，如果有，要及時(shí)采取措施處理。慢慢的擴孔，直至鉆頭露出地面。
4、拆機
將擴孔鉆頭卡固在鋼軌上、拆掉鉆機的前后斜拉桿和各種油管,將主機從鉆架上拆掉，將鉆架主機車(chē)和一些輔助設備拆下。將擴孔鉆頭吊牢，將軌道拆掉，將鉆頭提出孔外。然后將操作車(chē)吊上來(lái)，再將泵車(chē)、油箱冷卻器拆下，分別運到出口。全部鉆孔工作結束。

三、操作規程和安全規程

第一條  凡參加反井鉆機施工人員均應熟悉反井鉆機的構造、性能，并認真執行本規程和《煤礦安全規程》，及本工種的《操作規程》等有關(guān)規程規定，嚴禁違章作業(yè)，確保人身與設備的安全。
第二條  凡參加反井鉆井施工的司機、吊裝鉆桿工等井底施工人員，必須學(xué)習反井鉆機操作規程，熟悉設備構造、性能及操作方法，并經(jīng)培訓考試合格后，方準操作。
第三條  反井鉆機在拆裝、吊運、運轉以及改裝懸吊設施等施工過(guò)程中，應設專(zhuān)人負責該工程和各段工序施工的指揮及安全措施與任務(wù)的落實(shí)。
第四條  主機基礎等必須按圖紙設計要求施工，并經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員檢查驗收。主機安裝前必須把現場(chǎng)清理干凈。
第五條  所有的鉆機設備、配件進(jìn)行必要的檢修和拆裝時(shí)，卸下的零部件必須妥善保管，防止丟失。
第六條  在拆裝油管等液壓系統零部件時(shí)，必須保持該部件的絕對清潔，發(fā)現異物，即時(shí)用壓風(fēng)或氧氣及油沖洗干凈，即時(shí)堵裝。
第七條  鉆機架豎立前，應檢查各聯(lián)接部件、軌道夾板、每根道木的道釘、鉆機卡軌器等，是否緊固、齊全、可靠。
第八條  主機豎起，超平找正，清洗地腳螺栓的基礎孔無(wú)矸石、雜物，安裝上支撐并固定好副梁與墊板，找正后進(jìn)行基礎的二次澆注，搗固注實(shí)。養護三天后，才準鉆進(jìn)。
第九條  安裝上下支撐、機械手、轉盤(pán)吊等過(guò)程中，必須互叫互應，不應將手伸放底盤(pán)下，防止碰手傷人等，特別是上支撐與副梁等聯(lián)接件，必須即時(shí)固定牢靠，并經(jīng)常檢查有無(wú)松動(dòng)，發(fā)現異常，立即處理，防止墜落傷人。
第十條  鉆機放倒時(shí)，應將動(dòng)力頭放置在翻轉架位置并與機架底盤(pán)墊實(shí)固定。
第十一條  司機必須現場(chǎng)交接班，對鉆井方位，直徑深度，設備運轉狀況、實(shí)際地質(zhì)與地質(zhì)柱狀圖對比巖石狀況等，交清接明，雙方司機共同試運正常后，才為接交完畢，并做好運轉鉆進(jìn)及交接班記錄。
第十二條  鉆進(jìn)前施工人員對鉆機進(jìn)行全面檢查各部螺栓、滑道、活塞桿、油管及接頭、U型卡等部件是否齊全、完整、準確牢固，傳動(dòng)靈活可靠，操縱手把放置正確（起動(dòng)前閉鎖狀態(tài)），供水水源，油箱油量，以及設備的完好等是否達到設計與規程要求，如發(fā)現問(wèn)題，不得鉆進(jìn)及時(shí)處理。
第十三條  鉆進(jìn)前應進(jìn)行全面空載試運轉，包括動(dòng)力頭上下運行和旋轉、機械手和轉盤(pán)吊工作狀況、有無(wú)漏油和卡阻現象，儀表指示，通訊設施等是否正常，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。
第十四條  鉆進(jìn)時(shí)，必須先檢查操作手把，是否處理閉鎖狀態(tài)，接著(zhù)起動(dòng)水泵后開(kāi)機，發(fā)現不上水。則機器不能運轉及時(shí)處理。
第十五條  鉆機掃孔接長(cháng)鉆桿前，推進(jìn)油缸停止推進(jìn)，把鉆具提起50mm，繼續沖水2min左右，如下班無(wú)人接班，停運一班以上時(shí)，停機前必須把動(dòng)力頭提到一定高度。
第十六條  鉆進(jìn)時(shí)，司機精神要集中，要根據柱狀圖和井深；以及給定的轉速、背壓，鉆進(jìn)速度等進(jìn)行作業(yè)。并經(jīng)常注意壓力表變化情況，應即時(shí)調整。
第十七條  鉆進(jìn)前，其它工作人員要經(jīng)常清理鉆機及周?chē)碾s物，并注意機器的運轉情況，發(fā)現電機、動(dòng)力頭、馬達等及其它部件有異響，工作不正常時(shí)，應及時(shí)通知司機，停檢查處理。
第十八條  油箱油溫超過(guò)50℃應停機冷卻，或增加冷卻水流量，保持不超溫。
第十九條  正常鉆進(jìn)時(shí)，要定期檢查鉆架導向軌，扶正器、輔助卸揖油缸等部的潤滑狀況與有無(wú)異物，及時(shí)清除異物和注油等，并檢查各部聯(lián)接部件有無(wú)松動(dòng)，油管是否漏油等，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。
第二十條  接鉆桿時(shí)，動(dòng)力頭應提至最高位置，以免機械手輸送鉆桿時(shí)，發(fā)生鉆桿與協(xié)力頭碰撞，每次所接鉆桿，必須將鉆桿絲扣清洗干凈并抹絲扣油。
第二十一條  用轉盤(pán)吊、機械手運送鉆桿時(shí)，如需扶正，只能從鉆桿兩端挪動(dòng)，嚴禁用手抱住鉆桿體，以防傷人事故發(fā)生。
第二十二條  卸鉆桿時(shí)，先將卡瓦裝入卡套后，卸松鉆桿和接頭體絲扣，然后，裝上卡瓦、卸掉鉆桿下部絲扣，上提動(dòng)力頭，用機械手抱住鉆桿，取下上卡瓦，卸下鉆桿和接頭體絲扣。卸扣時(shí)，人員必須撤離至主機一側指揮，慢速卸扣，絲扣較緊時(shí)，可用輔助卸扣裝置。
第二十三條  卸下的鉆桿必須套上保護帽。
第二十四條  在擴孔開(kāi)始前，必須檢查處理距孔中心1.5m范圍內，擴孔工作面的平整和有無(wú)錨桿，對工作面凸起的巖石用風(fēng)鎬等找平，有錨桿要取掉。并以每小時(shí)0.5m的鉆進(jìn)速度慢速鉆進(jìn)，當鉆進(jìn)至5m以上，正常擴孔鉆進(jìn)。
第二十五條  在反井鉆機導孔與擴孔時(shí)，井下下口處，距鉆孔中心5m以外，打好柵欄和設專(zhuān)人警戒，不經(jīng)與鉆機司機聯(lián)系允許時(shí)，任何人不準進(jìn)入警戒區內。當需要在下口工作時(shí)，通知停鉆，人已全部撤出，可以開(kāi)鉆。
第二十六條  反井鉆機在導孔、擴孔期間，鉆機與下口處的電話(huà)，要經(jīng)常暢通，以便聯(lián)系。
第二十七條  凡反井施工人員，應正確使用、維護設備運行日常保養，確保設備完好，安全運轉，當設備發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)查明原因，進(jìn)行處理，并及時(shí)向主管領(lǐng)導匯報。
第二十八條  鉆進(jìn)時(shí)，液壓馬達油壓最大不得起過(guò)16MPa，副泵油壓不得超過(guò)17MPa。
第二十九條  在鉆機開(kāi)鉆前應檢查，動(dòng)力頭減速箱及油箱車(chē)的油質(zhì)與油量，合各適當。每班檢查一次，機架滑軌及各個(gè)油缸的潤滑情況，及時(shí)清擦與注油等。
第三十條  機械手工作時(shí)，注意油管不要擠壞。卸裝、檢修時(shí)所用的零部件，必須輕拿輕放，并妥善保管防止損壞和丟失。
第三十一條  鉆進(jìn)導向孔時(shí)，如發(fā)現鉆具旋轉困難時(shí)，可能遇到裂隙或巖層塌落，此時(shí)應把鉆具邊旋轉邊提到一定高度，再慢速向下掃孔，若經(jīng)反復掃孔，仍無(wú)效果時(shí)，提鉆等查明原因進(jìn)行處理。
第三十二條  擴孔鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現排渣不暢，鉆頭激烈晃動(dòng)，壓力不穩，鉆進(jìn)困難時(shí)，可能大塊渣石落在刀盤(pán)上磨擠刀具所致，此時(shí)將刀具下放一定距離，多次高速旋轉，將渣石甩掉，若無(wú)效果時(shí)，把鉆頭下放到底進(jìn)行處理。
第三十三條  每班在鉆進(jìn)前，應對液壓馬達、主、副泵進(jìn)行無(wú)負荷空轉5～10min，應無(wú)噪音、無(wú)劇烈振動(dòng)，空載正常油壓為：主泵0.8～1.0MPa；副泵0.1～0.2MPa。
第三十四條  液壓油采用68號耐磨液壓油，油箱油面不低于600mm，鉆機運轉500h必須更換，更換或添加的耐磨液壓油型號、廠(chǎng)家必須相同，往油箱注油時(shí)，必須用帶過(guò)濾網(wǎng)的手動(dòng)油泵，嚴禁將油直接倒入油箱和將雜物帶進(jìn)入油箱內。
第三十五條  電機接線(xiàn)時(shí)及開(kāi)動(dòng)油泵送電時(shí)，必須檢查油泵旋轉方向，嚴禁油泵反轉。
第三十六條  當發(fā)生鉆頭水眼堵塞故障時(shí)，應及時(shí)提鉆處理。
第三十七條  當在計劃停電、檢修等影響反井鉆機工作時(shí)，應提前通知，防止突然停電造成事故。
第三十八條  正常擴孔時(shí)，必須及時(shí)將巖渣清除運走，下孔口不能堵塞。擴孔時(shí)工作人員絕對不允許到下口處5m范圍內，防止落不砸傷，如果必須通過(guò)時(shí)，應用電話(huà)通知上水平，停止擴孔，通過(guò)后，再通知上水平擴孔。
第三十九條  未盡事宜，按有關(guān)規程規定執行。