矿山反井钻进技术与装备的发展现状及展望

论述了矿山反向凿井施工方法技术发展历程,汇总了目前反井钻机在地下工程建设领域的应用情况,对比了反井钻机钻井工艺和其他钻进工艺区别。反井钻井由主机、钻具和辅助系统构成,基于反井钻机工艺特点,将反井钻井方法分类为上扩法和下扩法,相应地研发了上扩式和下扩式2类反井钻机。在此基础上,提出了将反井钻机从井筒应用,拓展到大型非爆破节能开挖、地下工程破坏修复、地下工程服役期改造及安全救援等不同领域。     

大直径反井钻机及反井钻进技术

为了满足煤矿快速建设采区风井需要,大直径反井钻机研制和反井钻井施工技术需进一步发展.针对大直径反井钻机技术关键,对大直径反井钻机技术参数、主机系统和钻具系统进行分析说明.介绍了国内大直径反井钻机开发研制情况,并给出工程实例.     

我国反井钻机钻井技术与装备发展历程及现状

反井钻机钻井技术是煤矿、金属矿山、水利水电、隧道等地下工程中井孔钻凿的根本性变革技术。介绍了近40 a来我国反井钻机钻井技术与装备的发展历程、反井钻机钻井理论与技术以及反井钻进工艺与应用的发展与现状;梳理了反井钻机钻井领域获批科研项目,以及围绕反井钻机钻井发表的论文和专利、出版的论著与标准;进一步介绍了反井钻机钻井围岩预加固和支护等稳定性控制技术,反井钻井机械破岩机理与破岩技术,反井钻机钻架稳定控制技术与动力驱动控制技术,反井钻机导孔钻具、导孔钻进排渣技术、导孔钻进偏斜控制技术以及导孔钻进风险分析与防控技术;反井钻机扩孔钻进钻头滚刀布置形制、扩孔排渣技术、扩孔钻进偏斜控制技术以及扩孔钻进风险分析与防控技术;反井钻机钻井降温除尘技术;给出了反井钻机在矿下溜矸孔、深大斜井、立井井筒延伸、双风井井筒和一次钻成大直径风井等工程中的应用,以及富水冲积层、冻结地层、注浆加固地层和瓦斯地层中反井钻井的应用。经过40 a的研究与实践表明,我国在反井钻机钻井领域已经形成以机械破岩理论和钻进技术为基础的反井钻机钻井成套技术与装备体系,为地下工程中井筒的安全、高效、绿色钻进提供技术保障,为我国无人化、机械化和自动化全断面钻井技术与装备的进步做出了重大贡献。     

反井钻机钻井技术在火铺煤矿的应用

介绍了火铺煤矿使用LM-120型和LM-200型反井钻机的施工技术,并结合工程实例简述了反井钻机钻井技术在施工煤仓、竖井、斜井中的技术要求和使用效果。     

反井钻机在回风立井施工中的应用

反井钻机施工是一种安全、高效、经济的井筒施工技术。山西兰花焦煤有限公司某矿新建1个回风立井,净直径4m,深度402.2m,采用反井钻机施工。扼要介绍了反井钻机选型及反井钻机施工工艺、施工特点和施工效果。该井筒反井钻机施工的成功实践,不仅是我国反井施工技术进步的重要标志,也为中小煤矿改扩建井筒采用反井钻机施工提供了借鉴。     

反井钻机钻井在井筒施工中的应用

随着煤矿井工开采技术的进步,不仅要求快速机械化掘进,且对井筒工程提出了新要求.采用反并钻机工艺实现井筒快速施工,充分利用反井钻机施工小直径钻孔速度快、质量好、钻爆法破岩效率高等特点.这种工艺主要包括用反井钻机钻井和钻爆法刷大,并通过实例介绍了反井施工工艺技术.     

LM-120型反井钻机在煤仓施工中的应用

为了保证陶二煤矿首采工作面的顺利接替,根据该矿实际情况,必须加快煤仓的施工速度。介绍了LM-120型反井钻机的技术原理,系统总结了反井钻机的操作工序及煤仓施工技术创新点。反井钻机的使用,不仅达到了预期目的,而且还取得了良好的效益。对类似条件下煤仓的快速施工有借鉴作用。     

李家壕煤矿大直径反井钻井施工工艺研究

根据李家壕煤矿的地质水文特点,采用大直径反井钻井施工工艺对李家壕煤矿大直径立井进行了施工,钻井设备选用北京中煤矿山工程有限公司研制的BMC600型反井钻机。从李家壕煤矿井筒、巷道、硐室的具体情况出发,选择反井钻机的配套设施,针对井下施工的难点,提出大直径反井钻井施工工艺相应的解决办法,探索出一条适用于李家壕煤矿大直径反井钻井施工的工艺路线。     

反井钻机在超长斜井溜井施工中的应用

在总结国内反井钻机施工深度小于300m、直径在2.0m以下的大倾角斜孔施工经验的基础上,引进了澳大利亚特瑞特克公司生产的TR-3000型反井钻机,配备CX-6C型无线光纤陀螺测斜仪,用于某水电站3号斜井溜井反井钻井施工,安全快速地完成了施工任务。     

煤矿大直径风井反井钻井法施工技术

为了实现王台铺煤矿1#辅助回风立井的安全、快捷、经济施工,根据该立井的地质结构特点,采用反井钻井法施工技术,研究了反井钻井法的施工方法、施工工艺.实践表明,利用新型反井钻机施工煤矿大直径风井的成功经验值得借鉴.     

煤矿暗立井反井钻机一次成井和钢板-混凝土支护技术

反井钻机钻井法已成为我国立井施工中的主要工法之一,广泛应用于地下工程建设领域,具有机械化破岩、效率高、质量好的特点。内钢板-素混凝土井壁,可充分发挥2种材料的强度,达到提高结构整体支护能力的目的。内钢板-素混凝土井壁支护方法结合反井钻机施工,可实现井下无人作业,施工安全;且具有装配式施工、机械化施工等优点,使机械化施工程度更高,进一步丰富了反井钻井施工工艺。该项技术已在安徽淮南张集煤矿得到成功应用,取得了良好的效果。     

竖井掘进机钻井工艺及装备研究

随着矿山井筒向深部发展,机械化凿井是建井技术的发展趋势,为了实现井筒施工时掘进、排渣、支护平行作业,进行了竖井掘进机钻井工艺及装备研究。介绍了反井钻机钻进导井、竖井掘进机扩钻成井、破碎岩渣通过导井落入下水平巷道运输等竖井掘进机钻井施工工艺,详细阐述了竖井掘进机钻井装备和辅助装备。现场调试结果表明,竖井掘进机钻井技术及装备能够满足设计与施工要求。     

反井钻进法在施工22315回风小井中的应用

详细阐述了LM-120型反井钻机的功能特点及工作原理。在22315回风小井施工中使用LM-120型反井钻机取得了良好的经济效益,系统的总结了该种反井钻进法的管理技术和措施,对条件类似的反井钻进具有一定的指导意义。     

反井钻机在某特长隧道通风竖井施工中的应用

随着社会的快速发展,越来越多的隧道埋深逐渐增大,在特长隧道中布置通风竖井显得尤为重要,而如何安全、高效掘进通风竖井是施工过程中面临的主要难题之一.反井钻机已成为我国竖井施工的主要工法之一,将反井钻机施工技术应用于东梁底特长隧道通风竖井施工中,对东梁底特长隧道通风竖井的工程概况进行了介绍,分析了反井钻机的技术参数,并从地质钻探取芯、导孔施作、扩孔施工、伞钻施工和井筒支护等几个方面对施工方法进行了研究.结果表明,反井钻机施工技术在东梁底特长隧道通风竖井施工中应用效果较好,可为类似工程提供参考.     

大直径反井钻机金属矿山下井运输技术

金属矿山井下反井钻井施工时,大直径反井钻机下井、运输、安装通常占用大量的辅助时间,工作量大,劳动强度高,效率低。夏甸金矿井下专用回风井工程采用BMC400型大直径反井钻机施工;通过对设备进行拆分,合理吊装,通过明井罐笼、斜坡道等运输通道下井等措施,实现了反井钻机等设备的安全快速下放,并顺利完成了设备组装。     

低矮型反井钻机填补了国内空白

<正> 由兖州矿务局北宿煤矿、济宁矿山机械厂、煤科总院南京所研制的ZFYD—1200反井钻机,填补了我国低矮型反井钻机的空白,其性能和价格比达到了国外同类钻机的水平。经过在北宿煤矿井下煤仓施工的工业性试验后,中国统配总公司技术发展局已于1992年12月主持会议通过了鉴定。反井钻机工作安全、钻井工效高、成井质量好、钻井成本低,在世界工业发达国家得到了广泛应用。我国自70年代以来也相继研制了各种型号的反井钻机近百台,在矿山建设中发挥了作用,但结构和性能不适应中、小     

磷矿通风井反井施工技术研究及应用

贵州福麟矿业有限公司新桥磷矿山二号井回风竖井工程采用了反井钻机钻井法施工,反井钻机一次扩孔成井直径为3.5 m。通过对矿方提供的地质检查孔岩心资料进行分析,研究计算了在该地层条件下反井钻机扩孔拉力和扭矩等工作参数,并最终选择了TSJ-2000型水源钻机与BMC400型反井钻机结合的技术方案来进行导孔和一次扩孔成井。在施工过程中克服了缺乏类似项目经验以及缺少岩层发育资料等实际困难,确保顺利完成了井筒贯通,使得井筒偏斜率控制在0.3%以内。实践证明,在该磷矿回风竖井工程中采用反井钻机施工大直径竖井开挖是可行的,并为此类大直径竖井开挖项目提供了宝贵经验。     

反井钻井新成就

《Engineering＆MiningJourna》2011年第4期报道，自1962年罗宾斯公司成功研发出第1台反井钻机以来，反井钻井技术以其安全性高、施工速度快和运营成本低的突出特点，现已成为矿山反井施工的主流技术，施工反井的直径和深度都有了很大提高。     

大直径瓦斯抽排井钻进技术分析

井下瓦斯抽放对煤矿安全生产起着重要的作用,抽采出的瓦斯必须集中输送到地面加以综合利用。建设单独通向地面的瓦斯抽排井与传统的矿井管道布置方式相比,具有明显的优势。由于瓦斯抽排井直径远大于地质勘探与石油钻孔,又比煤矿井筒小得多,因此只能采用钻机施工。归纳总结了瓦斯抽排井的作用与结构形式,并将其分为集中瓦斯抽排井和管道式瓦斯抽排井两种类型。集中瓦斯抽排井可以采用普通凿井法、竖井钻机和反井钻机等方法施工;管道式瓦斯抽排井往往采用机械钻进方式施工,钻进技术的关键是高效排渣、管道安装和管道固定。比较了不同钻机(包括地质钻机、石油钻机、潜孔钻机、竖井钻机和反井钻机等)钻进工艺、不同排渣方式(包括正循环排渣、反循环排渣和自由落体排渣等)的适用范围及优缺点,并对钻孔泥浆中、裸孔内管道安装工艺进行了阐述。指出反井钻机施工瓦斯抽排井的优势,以及需要研究的技术工艺内容。     

金矿通风井反井施工技术研究及应用

我国金矿施工100m左右立井反井施工技术已较为成熟,在滩涧山金矿实施深井160m、大直径3m立井一次成井工程尚属首次。通过分析岩石柱状图获取岩石抗压强度,研究并计算反井钻机扩孔工况时拉力、扭矩参数,结合参数选用BMC400反井钻机。在缺少相关施工经验和岩层具体发育情况等条件下,采用地质钻机钻凿导孔与反井钻机一次成井配合,丰富了反井施工技术的内涵,合理控制转速,布置三合金翅稳定钻杆保证导孔偏斜率,进行钻具改造设计,井筒偏斜率均控制在0.2%以内,成功完成工程。实践表明,在金矿采用反井施工技术钻凿大直径深立井的成功经验值得推广和借鉴。