LM-200型反井钻机施工介绍

关于反井钻机
 LM-200型反井钻机。主要由钻机车、操作车、泵车、钻具等四部分组成,配套辅助设备为洗井泵一台,斜井专用装置一套。
厂家提供的反井钻机主要技术性能如下:
        (1)导孔直径(mm):216
        (2)导孔直径(mm):1 400,2 000(二次扩孔)
        (3)钻井深度(m):200,小于150 (φ2 m扩孔)
        (4)总功率(kW):82.5
        (5)主机外型尺寸(长×宽×高)
    运输(mm):2 950×1 370×1 570
    工作(mm):3 230×1 770×3 448
        (6)主机重量(kg):8 277
1施工布置
1.1反井钻机的冷却循环系统
    反井钻机的冷却循环系统由:洗井泵(泥浆泵)、水池、水沟组成。距反井钻机基础15 m处设置一个5 m3水池,水池中间设一隔墙,将水池分隔成清水池和沉淀池。混凝土基础和水池之间由一水沟连接,导孔施工出现的回水、细沙沿此沟回流至沉淀池。洗井泵设置在钻机车与水池之间。具体布置见图1。
1.2反井钻机运输轨道的安装
    为方便反井钻机就位、定位,在洞内卸机部位地面安装运输轨道,轨距60 cm,轨道为24kg/m的轻轨,枕木为10 cm×10 cm方木,间距为50 cm/根。
1.3反井钻机的安装基础
    反井钻机安装在平段与斜井相交部位,主机起钻孔口与斜井中心线延长线吻合。操作车、泵车依次停放在扩挖过后的盲洞内,操作车距起钻孔口有大于1 m的安全距离。基础采用C20混凝土分二期浇筑而成,一期形成基础并预留反井钻机地脚螺栓坑,待机体到位并进行初校后,回填二期混凝土,以确保反井钻机与基础牢固衔接,不发生移位。
2反井钻机施工程序
    基础浇筑(一期含循环水池)→反井钻机进场安装(包括高压洗井泵)测量初定位φ216 mm先导孔施工→钻头在预定深度出露(若未出露扩挖找钻头)→扩孔钻头安装平台施工→扩孔钻头提升→扩孔钻头安装→安装平台撤出→φ1 200扩孔施工→扩孔钻头拆卸→反井钻机撤除。
3施工过程及方法
3.1反井钻机的安装
    反井钻机采用实际载重能力在10 t以上的平板货车,货箱的长度不宜超过5.5 m,离地高度不宜超过1.2 m。
3.2φ216 mm先导孔施工
    反井钻机施工的关键在于先导孔钻孔质量。最终导孔能否钻通,钻通后的偏离误差大小在开钻后无法进行中间检测和控制,只能依靠经验,针对不同的围岩类别,实施不同的主、副泵工作压力、转速和适时装配稳定钻杆进行控制。反井钻机的钻杆分为普通钻杆(1 m)和稳定钻杆(0.5 m),差别在于后者比前者外周多了均匀分布的四条3 cm厚的钢肋板,其作用是导向,防止钻杆随深度的增加旋转产生过大弯曲、过大摆幅,起到稳定的作用,同时保护钻杆与孔壁的接触磨损。采用的稳定钻杆的加设方法如下:钻进2 m时必须加设1根,钻进8~10 m时再加设1根,然后每钻进20 m加设1根。上述方法较为合理、稳妥。钻杆加设时一般采用副泵提供的较小动力运行,钻杆丝扣之间力度适中,过紧容易损伤丝扣,过松钻杆容易脱落。为了便于拆卸钻杆,可在钻杆套接前于丝扣处加设少量10号铅丝。先导孔开始施工时一般采用副泵提供较小的、均匀的动力,以免孔口周壁因振动过大开裂而难以成型。主、副泵在不同围岩类别、不同钻孔深度等条件下的工作压力经验数据见表1。
3.3φ1 200 mm扩孔施工
    扩孔开始施工时一般围岩破坏严重,钻头周圈难以均匀受力。因此,采用副泵提供较小的、均匀的动力,进尺较慢,控制在10 cm/h,以防钻头偏心受力过大而扭断钻杆。钻进施工中要求有较为稳定供水量,以使刀具能得到水冷却,供水量要求不小于7.8 m3/h。扩孔施工时,钻杆的拆卸要特别注意钻杆卡瓦正确摆放及自身的完好程度,以免出现卡瓦突然断裂,造成扩孔钻头、钻杆脱落。反井钻机在各种条件下,进行扩孔施工的工作压力经验数据见表1。
4人力资源配置
    斜井导孔、扩孔施工时现场人力资源配置为:操作班由6人组成,2人一组进行三班倒,6人中有机械技术员三名。另设一名机械工长期跟踪服务,适时进行现场指导。
5结语
    将反井钻机应用于长斜井,同时在未来水电工程施工应用中前景广阔,特别是在保证施工安全方面,该方法值得借鉴与推广。
        (1)反井钻机的工作原理较为先进,能适用于大倾角、长深度的斜(竖)井施工,与其他导井施工方法相比较,具有一定的进度优势和明显的安全优势;
        (2)加设、拆卸钻杆时要特别注意施工方法,钻机压力应适中、均匀,以防钻杆脱落,造成难以处理的工程事故;
        (3)施工中要注意钻进速度,不能盲目追求高进尺,否则容易造成导孔偏斜率偏高而难以控制,甚至扭断钻杆;
        (4)就现有的性能而言,LM-200型反井钻机适用于深度在150 m以下、可一次性贯通、并且在斜井施工中具有足够的安装工作面。