反井鉆機(jī)技術(shù)在許疃煤礦的應(yīng)用
摘要: 許疃煤礦在建設(shè)中利用LM - 120 反井鉆機(jī)施工副井基巖段、井底煤倉(cāng)、81 和82 采區(qū)煤倉(cāng)、工作面出煤豎井、溜矸倉(cāng), 在加快礦井建設(shè)、提高單進(jìn)、安全生產(chǎn)和節(jié)約材料方面取得較好效果, 經(jīng)濟(jì)和社
會(huì)效益顯著。
關(guān)鍵詞: 反井鉆機(jī); 煤倉(cāng); 施工技術(shù)
中圖分類號(hào): TD 42113 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 1671 - 8550 (2005) 04 - 0051 - 02
1 應(yīng)用概況
淮北礦業(yè)集團(tuán)公司正處在“大投入、大開發(fā)、大跨越”式的快速發(fā)展階段, 要求在礦井建設(shè)中要以科技進(jìn)步為主,大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝和技術(shù)創(chuàng)新。淮北礦區(qū)以前
施工豎井、井底煤倉(cāng)、溜矸倉(cāng)時(shí), 均采用吊罐、木垛和爬罐法施工, 工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差, 特別是安全性差, 有害氣體容易積聚, 對(duì)人身和施
工安全構(gòu)成極大威脅。許疃煤礦在建設(shè)中利用LM 系列反井鉆機(jī)法施工反井具有勞動(dòng)強(qiáng)度低、成井質(zhì)量好、速度快、工效高, 人身安全有可靠的保證, 在淮北礦區(qū)得到廣泛的
推廣應(yīng)用。
2 施工準(zhǔn)備
211 井巷的施工
在反井鉆機(jī)施工前, 必須將反井的上、下口的井巷工程施工完畢, 并進(jìn)行永久支護(hù)。要保證鉆機(jī)施工有一個(gè)安全的工作環(huán)境, 要求通風(fēng)正常, 支護(hù)完好, 并且軌道道面
以上至巷道頂板高度不低于315 m , 巷道寬度不低于312 m , 如不能滿足要求, 則需要施工反井鉆機(jī)專用硐室。煤倉(cāng)或反井下口巷道必須保持安全暢通, 利于排水和排矸。
212 鉆機(jī)基礎(chǔ)的施工
在給出煤倉(cāng)或反井中心坐標(biāo)后, 要按照主機(jī)基礎(chǔ)施工圖施工鉆機(jī)基礎(chǔ)。LM - 120 鉆機(jī)在許疃煤礦的應(yīng)用中, 鉆機(jī)的自重及作業(yè)時(shí)的扭矩、反鉆壓力均由基礎(chǔ)承受, 基礎(chǔ)
的施工技術(shù)要求較高, 其施工質(zhì)量直接影響成井質(zhì)量。鉆機(jī)基礎(chǔ)寬210 m , 長(zhǎng)410 m , 厚為300 mm , 若巷道底板為煤層, 則基礎(chǔ)厚度不低于500 mm。基礎(chǔ)上鋪設(shè)軌道, 軌道面
必須保持水平, 強(qiáng)度應(yīng)控制在C30 以上。在澆灌基礎(chǔ)時(shí)必須搗固, 仔細(xì)找平, 上表面浮渣要清理凈。
213 電源及供、排水管路的準(zhǔn)備
在鉆機(jī)穩(wěn)裝前, 必須將供電、供水、排水、壓風(fēng)系統(tǒng)的電纜和各種管路接到作業(yè)地點(diǎn)。供電必須有專用設(shè)備,供水必須能滿足需要量, 并有一定的水壓, 自作業(yè)地點(diǎn)向
外挖好排水溝, 如不具備自然排水條件, 必須施工一個(gè)臨時(shí)水窩, 并將排水管路接至水窩, 安裝好排水泵, 要求排水能力不低于35 m3 / h。
3 注意事項(xiàng)
311 做好穩(wěn)鉆工作
穩(wěn)鉆的好壞直接影響到成井的質(zhì)量, 并對(duì)鉆機(jī)的工作狀態(tài)產(chǎn)生很大的影響。如工作中鉆機(jī)發(fā)生偏移, 鉆機(jī)振動(dòng)會(huì)急劇加大, 鉆進(jìn)效率明顯降低, 嚴(yán)重時(shí)能夠?qū)︺@機(jī)、鉆
桿、鉆頭造成損壞, 甚至中斷鉆進(jìn), 造成廢孔。
經(jīng)過(guò)近3 年的使用, 為達(dá)到穩(wěn)鉆要求采取了以下措施:1) 必須嚴(yán)格按照鉆機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖施工基礎(chǔ), 澆灌混凝土必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào); 2) 穩(wěn)鉆時(shí), 所有緊固件必須逐一檢查緊
固; 3) 鉆進(jìn)過(guò)程中, 應(yīng)時(shí)刻注意鉆機(jī)工作狀況, 經(jīng)常檢查主要緊固件, 發(fā)現(xiàn)松動(dòng)及時(shí)處理。
312 防止堵鉆
堵鉆是鉆進(jìn)工作中常見且極易發(fā)生的鉆進(jìn)事故, 堵鉆后, 巖渣返不上來(lái), 鉆桿不能旋轉(zhuǎn), 輕微堵鉆時(shí), 加大供水量有時(shí)可順利解決; 嚴(yán)重堵鉆時(shí), 下部鉆桿水孔及鉆孔
內(nèi)的環(huán)行空間都被巖渣堵實(shí), 如時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 巖渣膠結(jié)起來(lái),與鉆桿連在一起, 則鉆桿難以回轉(zhuǎn), 有時(shí)無(wú)法升降。許疃煤礦在利用LM - 120 反井鉆機(jī)施工7114 工作面
出煤豎井時(shí), 出現(xiàn)一次堵鉆和塌孔事故, 造成鉆進(jìn)中斷。該豎井總深度41 m , 在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)24 m時(shí), 供水管路突然爆裂, 造成排渣供水中斷, 巖渣無(wú)法排除孔外, 鉆孔中尚
未完全排出的巖渣也沉積孔底, 埋住牙輪及鉆桿, 堵住輸水通道, 造成堵鉆。當(dāng)供水量較少時(shí), 巖渣不能及時(shí)排出,也可能導(dǎo)致輸水管通道阻塞。為防止堵鉆, 要做好以下幾
方面的準(zhǔn)備工作:
———供水管路的選擇。盡量選用無(wú)縫鋼管, 用法蘭盤連接時(shí)要上緊螺母, 避免漏水。如使用軟管, 應(yīng)選用鋼絲編織的高壓膠管, 接頭選用高壓快速接頭。開鉆前, 仔細(xì)
檢查供水管路, 按照要求接好管路, 并保證其連接質(zhì)量。控水閥門的質(zhì)量也要保證, 鉆進(jìn)期間, 要配備人員管理供水管路, 按操作規(guī)程接通和關(guān)閉水源, 防止管路爆裂, 避
免供水泄漏。
———嚴(yán)禁無(wú)計(jì)劃停水, 保證供水系統(tǒng)的正常工作, 需要停水時(shí), 要提前通知鉆機(jī)工作人員, 做好停鉆準(zhǔn)備。當(dāng)發(fā)生爆裂或泄漏時(shí), 要及時(shí)處理, 盡量縮短停水時(shí)間, 同
時(shí)將鉆桿提起。
———隨著鉆進(jìn)深度的增加, 排渣逐漸困難, 此時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加沖洗排渣的時(shí)間, 鉆機(jī)不停機(jī), 但不鉆進(jìn), 視水量情況增加沖洗排渣的時(shí)間, 此時(shí)鉆機(jī)仍回轉(zhuǎn), 但不給進(jìn),以加強(qiáng)攪動(dòng)而利于排渣。通常隨鉆孔深度的增加排渣就顯
得困難, 每鉆完一根鉆桿, 應(yīng)先連續(xù)沖排幾分鐘后再鉆進(jìn)。
鉆機(jī)換接鉆桿時(shí)一定要先沖洗、后停鉆、再停水, 最后卸扣; 接入鉆桿后, 先打開水閥再旋轉(zhuǎn)給進(jìn)。
———正確處理堵鉆。發(fā)生堵鉆事故后, 應(yīng)根據(jù)不同的情況, 采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理, 如果堵鉆較輕微時(shí), 可以加大沖水量進(jìn)行沖洗井底, 或在鉆機(jī)的水頭上再接入一路
壓風(fēng), 采取邊沖洗邊用壓風(fēng)吹動(dòng), 將進(jìn)入牙輪噴嘴、鉆桿輸水孔中的巖渣順導(dǎo)向孔與井壁環(huán)形空間吹出, 使孔道疏通不再堵鉆。當(dāng)堵鉆比較嚴(yán)重時(shí), 風(fēng)水?dāng)噭?dòng)已不足以排除
事故, 必須松開鉆桿, 將一根長(zhǎng)風(fēng)管順鉆桿輸水孔插至堵塞處的上部, 先注水后送風(fēng), 反復(fù)交替, 使巖渣逐步排出。
313 預(yù)防塌孔
當(dāng)反井導(dǎo)孔穿煤層時(shí), 由于煤層較軟, 容易發(fā)生塌孔事故, 此時(shí)煤將鉆桿周圍的環(huán)行空間充滿, 水及巖渣返不上來(lái), 鉆進(jìn)速度明顯降低。為避免塌孔, 首先要清楚地質(zhì)
構(gòu)造情況, 當(dāng)鉆進(jìn)到煤層時(shí), 放慢鉆進(jìn)速度, 將排渣水量適量降低。
314 有效控偏
鉆進(jìn)過(guò)程中, 反井中心線和鉆機(jī)主軸中心線應(yīng)重合,由于安裝及施工中的某些原因, 有可能造成這兩條線產(chǎn)生偏斜。反井鉆機(jī)在正常情況下和偏斜情況下的工作狀態(tài)是
不相同的。正常鉆進(jìn)時(shí)推拉力和扭矩比較平穩(wěn), 變化不會(huì)太大, 也不會(huì)產(chǎn)生劇烈變化; 而偏斜后, 要達(dá)到正常鉆進(jìn)速度, 所需的推拉力及扭矩都大大增加, 震動(dòng)加劇, 往往
造成鉆機(jī)機(jī)件損壞。由于導(dǎo)向孔發(fā)生偏斜, 透孔偏離了設(shè)計(jì)位置, 擴(kuò)孔鉆頭的換接無(wú)法進(jìn)行, 被迫在導(dǎo)向孔透孔地點(diǎn)放炮處理。
根據(jù)在許疃煤礦的應(yīng)用, 鉆機(jī)控偏應(yīng)采取以下措施:
1) 做好穩(wěn)鉆工作可有效控偏, 采用剛性大的穩(wěn)裝構(gòu)件, 杜絕因變形引起的偏移, 鉆進(jìn)中經(jīng)常檢查, 及時(shí)緊固松動(dòng)的穩(wěn)裝構(gòu)件; 2) 用短鉆桿、低軸壓、慢鉆速開孔, 直至第一
根穩(wěn)定鉆桿全部進(jìn)入導(dǎo)孔后, 可酌情加大軸壓并提高鉆速,在鉆進(jìn)深度超過(guò)后, 再按正常參數(shù)鉆進(jìn); 3) 導(dǎo)向孔開孔使用導(dǎo)向器; 開鉆前短鉆桿必須與鉆頭連接絲扣擰緊; 開鉆
前短鉆桿處可安一根穩(wěn)定器, 以后在各處安一根穩(wěn)定器;4) 在鉆進(jìn)過(guò)程中密切注意巖層的變化, 在不均質(zhì)巖層中鉆進(jìn)應(yīng)作低軸壓鉆進(jìn), 鉆進(jìn)速度要緩慢均勻。
4 結(jié)語(yǔ)
反井鉆機(jī)已成為煤礦建設(shè)的重要設(shè)備, 應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。對(duì)反井鉆機(jī)鉆井方法是一個(gè)反復(fù)的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的過(guò)程, 只有不斷地認(rèn)識(shí)、研究和總結(jié), 才能更進(jìn)一步提高技
術(shù)水平、工作效率和成井率, 并更好地服務(wù)于礦井建設(shè)。