反井钻机钻孔技术在水城矿区的成功应用

中图分类号: TD421 . 3  文献标识码:B  文章编号:1006 - 0898 (2008) 01 - 0039 - 02
1  概述
反井钻机钻孔技术是对煤矿暗立井、煤仓、溜煤眼、通风立眼等井巷工程施工工艺的一场革命。它在确保安全生产、加快矿井建设、有效缩短工时、提高单进水平和节约材料费用等方面取得了良好效果, 其经济和社会效益显著。水城矿业集团公司设备租赁中心2007 年3月从江苏常州立鼎煤矿机械有限公司购进LM- 120 型反井钻机1 台,购进后首先在那罗寨煤矿进行试用,获得初步成功,便立即推广到该集团公司所属老鹰山煤矿、汪家寨煤矿、大河边煤矿等矿井使用,均获得了成功,受到了集团公司领导及各使用矿井领导和施工人员的一致称赞。现以该反井钻机在那罗寨煤矿施工零采区+ 1600 溜煤眼为例,介绍LM - 120 型反井钻机钻孔技术在水城矿区的成功应用。
2  工程设计概况
那罗寨煤矿零采区+ 1 6 0 0 溜煤眼位于+ 1600 运输石门和00108 综采工作面运输巷之间,设计溜煤眼上口标高( 即00108 综采工作面运输巷底板标高) 为+ 1 6 6 6 . 9m ,下口标高( 即+ 1600 运输石门顶板标高) + 1603 . 9m ,溜煤眼全长63m ,直径1m ,溜煤眼中心线为铅垂线,溜煤眼穿过的地层为1 # ～ 8 # 煤层之间的煤系地层,岩性多为泥质细沙岩、粉砂岩、粘土岩及煤层等。该溜煤眼施工程序: 设计先采用LM - 120反井钻机自上而下打穿Φ244mm、倾角90＆#176;、深度63m 的小直径导孔,之后采用Φ1200mm 大直径钻头从下往上逐步扩孔, 扩孔完毕成井后, 置Φ1000mm 圆筒形模板于井内,用水泥砂浆浇灌井壁成型。
3  钻机基本参数
表1 列出LM - 120 型反井钻机基本参数。
表1  钻机基本参数
导孔直径/ mm 244 主机重量/ t 6 . 0
扩孔直径/ mm 1200 主机运搬尺寸/ mm 2290 ＆#215;1110 ＆#215;1430
钻孔^大深度/ m 120 主机工作尺寸/ mm 2977 ＆#215;1422 ＆#215;3277
钻孔倾角/ ＆#176; 60～90 电机功率/ kW 66
钻孔偏斜率/ % < 1 驱动方式全液压驱动
适应岩性岩石单项抗压强度< 1400MPa
4  钻机工作原理
LM - 120 型反井钻机由主机通过钻杆提供给钻具上的破岩刀具强大的工作扭矩和有效工作压力,使破岩刀具作用于岩石,对岩石进行冲击、挤压和剪切,从而破碎岩石。
5  施工工艺
LM - 120 反井钻机施工工艺主要分为4 个
阶段:
①准备阶段。施工地点( 设计溜煤眼上口)具备相应水、电条件后,将反井钻机安装在预先浇注好的混凝土简易基础或坚硬平整的基岩上,按设备使用说明书连接好各个部分液压系统管路和电气线路,进行空载运转调试。
②导孔阶段。驱动钻机, 自上而下钻导向孔。钻导孔时,不断破碎的岩渣被正循环的洗井液陆续排出钻孔孔口。导向孔和下部巷道钻透后,本阶段结束。
③扩孔阶段。在下部巷道( 导向孔透点) 拆掉导向孔钻头,连接好扩孔钻头,开始自下而上扩孔。扩孔破岩石时,产生的岩渣在重力作用下落入下水平巷道,被及时清理装矿车运出。导孔全部扩透后,本阶段结束。
④收尾阶段。经过钻机拆撤、工作面清理、
注凝胶技术在易自燃综放面防火上的应用
杨俊民 毕强 温永宇 郭绍坤
(铁法煤业集团有限公司大兴煤矿辽宁调兵山112704 )
摘要:分析了大兴煤矿N2 七层综放面煤层自然发火因素,对注氮气防火效果较差的开切眼、进回风顺槽巷道松动圈采用注凝胶堵漏、阻化和降温,取得了显著的防火效果。介绍了注凝胶的防火原理、方法、效果和成本。
关健词:开切眼 巷道松动圈 凝胶防火
中图分类号: TD75 + 3 . 2  文献标识码:B  文章编号:1006 - 0898 (2008) 01 - 0040 - 03
1  工作面概况
大兴矿N2 - 701 工作面煤层为易自然发火煤层, 自然发火期1 ～ 3 个月, 煤尘爆炸指数40 %。工作面上邻近煤层为4 - 2 煤层未采动,层间距52 . 08m。下邻近煤层9 煤层,未采动,煤层平均厚度为3 . 88m ,层间距29 . 85m。本工作面煤层工业牌号为气煤和长焰煤,以气煤为主,井口防护等工作后结束反井钻机施工,^后浇灌井壁成型。
6  施工工期
施工工程自2007 年3 月18 日开始安装调试钻机,同年3 月20 日早班10 : 00 开始钻进导向孔,当日23 : 00 就将导向孔钻通,导向孔净钻进时间只用2 个小班( 13 h) 。正式扩孔时间为2007 年3 月23 日早班9 : 00 至3 月26 日早班12 :00 结束,扩孔清渣净用时5 个小班(39 h) 。自2007 年3 月18 日开始安装调试钻机开始,至同年3 月26 日早班12 : 00 扩孔清渣结束,该溜煤眼钻进工程只用9d。
7  工程费用
该溜煤眼施工工程费用共计17700 元(不含井壁浇灌水泥砂浆费用) 。其中包括: ①租用反井钻机支出的设备租赁费3600 元; ②员工工资:200 元/ m ＆#215;63m = 12600 元; ③其他费用1500元。
8  技术经济及社会效益比较
水城矿区在引进反井钻机之前施工暗立井、煤仓、溜煤眼、通风立眼等井巷工程时, 均采用吊罐、木垛等方法进行施工, 这些方法施工工艺复杂、生产效率低、劳动强度大、工作环境差, 特别是安全方面危险性大, 对施工安全构成极大威胁。
利用反井钻机法施工则明显具有以下优点:
①钻机的主机工作点在上水平巷道中,施工时人员不需要进入井内,更不需要在井内进行打眼放炮支护等危险作业,从而确保了工作过程中的人员安全。
②钻井工序实现了全机械化作业,钻井工艺和设备操作简单,改善了劳动条件,大大减轻了劳动强度; 
③钻机效率高,成井速度快,质量好。
④钻机适应性强,一般巷道断面均能满足主机^大工作尺寸,搬运安装相对方便,不需施工专门工作硐室,且能够适应瓦斯矿井防爆要求的作业环境和各种不同的岩性地质条件。
⑤工程费用大大节省。
9  结语
反井钻机已成为煤矿施工暗立井、煤仓、溜煤眼、通风立眼等井巷工程的重要设备, 对反井钻机钻孔技术是一个不断认识与实践的过程, 只有不断地认识、研究和总结, 才能使反井钻机施工技术水平、工作效率和成井质量得到更进一步的提高, 也才能充分发挥新设备、新技术的效能,更好地服务于矿井生产建设。
作者简介:
高良玉(1963 - ) ,男,工程师,1989 年毕业于广东佛山地质学院,曾任水城矿业(集团) 有限责任公司大湾煤矿总工程师、汪家寨煤矿副矿长、水城矿业(集团) 有限责任公司生产管理部副部长等职,现任水城矿业(集团) 有限责任公司设备租赁中心主任。