反井鉆機工藝與傳統(tǒng)放炮施工法的比較
1、速度快
在傳統(tǒng)施工方法中,需要工作人員在每一個段高下到井筒內(nèi)進行打眼、放炮、出渣、支護等作業(yè)。相較于傳統(tǒng)施工方法,反井鉆機工藝存在如下優(yōu)點可以顯著提高施工進度:天井鉆機
a.省去了打眼放炮的過程。
b. 排矸排渣由下部巷道的運輸系統(tǒng)處理,尤其是當井筒深度更大時,反井鉆機作業(yè)高效率更為明顯。
c. 由于在施工過程中人員不進入井筒,并且豎井穿越巖層的巖性為致密砂巖和灰?guī)r,不需要像傳統(tǒng)施工方法那樣及時支護防止片幫傷人。
例如在古交馬蘭礦北二區(qū)煤倉設(shè)計直徑3m,全高112m,采用反井鉆機工藝,純導(dǎo)孔工作時間56.75h,純擴孔工作時間61.5h,兩項合計118.26h。類似的鎮(zhèn)城底礦76m主煤倉采用傳統(tǒng)鉆爆方法施工作業(yè)兩個多月。
2、功效高
傳統(tǒng)施工方法工時每班勞動組織包括打眼、放炮、支護、出渣,工人體力消耗大,作業(yè)條件艱苦。由上例,鎮(zhèn)城底礦主煤倉每班不少于12人,每班進度2m。而采用反井鉆機施工,一個班只需要4~5人即可,每小時平均推進1m。勞動強度及施工條件得到根本改善。
3、安全質(zhì)量有保證
由于施工人員不進入井筒,安全條件得到保障。鉆機施工的偏斜率不超過1%,并大大減少了圍巖的破壞,質(zhì)量得到保障。
4、成本低
鉆機打反井可節(jié)約大量的材料費用,并且人員成本也相較傳統(tǒng)施工方法低。
該案例中反井鉆機的選擇
1. 鉆孔擴孔選擇
開挖直徑大的需要二次擴孔,本工程已經(jīng)確定了鉆孔深度、傾角、直徑,根據(jù)鉆孔參數(shù)選擇參考表,對于本工程2m開挖直徑偏斜要求低的工程可以一次鉆成。
2. 鉆機參數(shù)選擇
雖然,此項目僅鉆100m,但考慮到設(shè)備應(yīng)用的擴展性等實際情況,選擇采用ZFY2.5/400(LM-400)反井鉆機開拓。
ZFY2.5/400(LM-400)主要技術(shù)參數(shù)如下表
HOT
技術(shù)驗證如下:
由于設(shè)備向下最大推力為2450KN,遠大于鉆導(dǎo)孔所需推力,滿足工程需求。下面驗證擴孔拉力。
實際工作拉力=動力頭重量+擴孔鉆頭重量+鉆桿重量+最大鉆壓
其中:動力頭及油缸重量40KN
擴孔鉆頭重25KN
鉆桿重量=155KG/m*400m*9.8N/KG=607.6KN
最大鉆壓可參考下表,若速度為1500mm/h,在巖石抗壓強度80MPa下,鉆壓=477.5kN
則實際工作拉=40+25+607.6+477.5=1150.1KN
表1 (D=2.0m)鉆速與鉆壓的關(guān)系
一般要求實際工作拉力不超過鉆機設(shè)計最大提升力的60%。本例選擇的ZFY2.5/400(LM-400) 擴孔最大拉力為3000KN,實際工作拉力/最大拉力比是38%,滿足需求。