反井钻机选择主要依据及选择步骤

1 反井钻机选择主要依据

根据竖井或斜井施工的综合条件，在确定采用反井钻井法施工后，即要开始选择反井钻机和配套设备及工艺选择。选择设备主要依 据是： 
（1） 工程条件。主要包括工程性质、用途、主要技术参数（井孔深度、终孔直径、井孔倾角度等）、相关工程状况。根据施工井筒 的深度和倾角等要求，结合现有设备及市场情况确定钻机。 （2） 地质条件。包括岩石的物理力学性质、岩体产状、主要地质构造及参数、水文地质条件等。对于深孔、斜孔，应有钻孔位置的勘探孔资料和地质柱状图。根据施工井位的地质构造及岩性，确定冲 洗液为泥浆或清水，从而选择用泥浆泵或水泵。
（3） 施工条件。运输条件，吊装条件以及供电、供水情况。根据井位供电、供水、运输及井位下水平巷道开通情况确定钻机的类型。

一般在井位处应有供电、供水，具有钻机工作空间，在下水平巷道开通的情况下，选择上扩法施工，应选择上扩类全断面反井钻机。在煤 矿多选择电驱动液压反井钻机。 

2 选择步骤
① 可行性研究和风险评价
对工程概况和地质条件进行充分研究，确定是否具有采用反井钻机施工条件：包括在上下水平隧洞内能否形成运输、出渣、供水、供电等生产条件；围岩在反井钻井施工过程中和扩挖期间能否稳定，不发生较大的涌水和塌方。因为，在反井施工和扩挖期间，导井无法安设临时支护，若围岩不能在这段时间内稳定，发生塌方，将导井堵塞，会造成严重事故。因此，采用反井钻机施工前，必须对此进行充分的研究和论证。
表7  导井断面直径或断面尺寸选择

扩挖直径 /m	打眼放炮人工施工的导井 （木垛、吊罐和爬罐法等）			反井钻机施工的导井
	坚硬岩石 （>100Mpa）		较软岩石 （<100Mpa）	坚硬岩石 （>100Mpa）	较软岩石 （<100Mpa）
<5 5-8 >8	1.5×1.5m 2×2m 2.4×2.4m	1.5×1.5m 1.5×1.5m 2×2m		φ1.2-1.4 φ1.4-1.8 φ1.8-2	φ1.0 φ1.2-1.5 φ1.5-1.4

② 导井技术参数的确定
工程本身已确定了钻孔深度和倾角，现在要确定导井直径，也就是反井钻机扩孔直径，导井的作用是溜渣、排水、通风、要有足够的断面，保证扩挖时不致堵塞。导井直径过小，除了容易堵塞外，还增加了扩挖时打眼和出渣工作量，降低了扩挖速度。导井直径过大，成本将会大大增加。因此，导井断面选择必须合理，一般按表7选择，但对于扩挖直径超过10m的工程，导井直径可选择在1.5m左右，先由下向上扩挖到4~5m，后再扩挖到设计断面，这样可加快施工速度，降低成本,减少导井堵塞。
③ 破岩刀具的选择
破岩刀具包括导孔钻头和扩孔滚刀。对于导孔钻头一般按生产厂家推荐的适用范围选择，但在反井钻机钻进导孔期间，最好不进行导孔钻头的更换，所以选导孔钻头时应选择适用于硬岩的钻头。对于扩孔钻头，选择滚刀时，主要根据岩石的硬度、磨蚀性来确定滚刀的齿形和布置。反井钻机一般采用镶齿结构，选择如下：
岩石的磨蚀性：低   →    中    →    高
硬        度：软   →   中硬   →   坚硬
齿        形：楔形 → 锥形 → 复合型 → 球形
滚  刀 结 构：多刃盘形 → 多刃盘形 → 无盘布置
④ 反井钻机的选择
    首先根据钻孔深度钻孔直径，初步选择相应的反井钻机，然后对钻机的主要技术参数进行验算：
    提升力=动力头重量+扩孔钻头重量+钻杆重量+钻压
    扭矩=破岩阻力矩+摩擦阻力
    转速根据钻头类型、直径以及滚刀结构确定。一般要求提升力不超过钻机设计最大提升力的60%，扭矩不超过设计最大扭矩的70%。
⑤ 钻机辅助设备的确定
反井钻机的主要辅助设备是泵，泵用于导孔钻进时洗井液循环。根据不同的地质条件，可采用泥浆或清水，泥浆作洗井液时除了有将岩屑带到孔外的作用，还对地层有一定的支护作用。用清水钻进时一般可用离心泵，用泥浆钻进时必须采用柱塞式泥浆泵，泵的排量和泵压必须满足要求。