千米深井煤仓反井钻孔施工技术

朱友 马健 李淞奎

国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳 236153

千米深井煤仓反井钻孔施工技术

朱友 马健 李淞奎

国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳 236153

口孜东矿是在建的千米深井，该矿煤仓反井钻孔垂深较大，采取合理的施工方案，保证了顺利施工和工程质量。

千米深井；反井钻孔；扩孔

1 工程概况及地质条件

口孜东矿主井井底南煤仓上口巷道底板上共布置两个反井钻孔，两孔间距（中对中）为3.6m、垂深均为34.78m，钻进孔径（导孔）均为244mm，扩孔孔径均为1.2m。上口巷道底板标高-855.22 m，下口巷道顶板标高-890.00m。

反井钻孔地质层位位于粉砂岩、细砂岩、中细砂岩段。粉砂岩浅灰色，粉砂质结构为主，夹少量泥质；细砂岩浅灰色，细粒砂状结构，泥质胶结，性脆。中细砂岩浅灰色，硅质胶结，致密，性脆。

2 工程技术质量要求

（1）严格按设计坐标测放孔位，安装反井钻机前由测量人员按相关参数进行施工坐标放线。

（2）将反井钻机安装在待施工的南煤仓反井钻孔上口，钻机要扶正并保持铅直向下。用Ф244mm导向钻头自上而下垂直钻进，钻透后用直径为1.2m的扩孔钻头自下而上扩孔，钻孔不得歪斜。

（3）整个施工过程均采用光钻杆湿式钻进，压水排渣。

（4）钻机操作人员应认真做好钻机运行情况及各项参数的记录。

3 钻孔施工准备工作及要求

（1）上口巷道：按高不低于6.9m、宽不小于11.2m、长度不小于14m的空间施工，巷道顶板支护必须牢固可靠。

（2）反井钻机基础：按测量人员现场放线给定的孔位，分别以1#、2#孔中心为基点标出基础范围，规格为：长×宽×深=3×3×0.6m（以挖至硬岩为准），清理干净浮矸，严格按反井钻孔施工基础示意图浇筑基础，要加强振捣，务使砼面抹平，以确保基础保持水平。基础轨道道钉要钉齐全，并保证钉牢固，两根轨道间距为900mm，采用规格为长×宽×厚=1200×200×180mm的轨枕铺设于1#、2#孔基础面上，两轨枕间距为1.6m并确保与1#、2#孔井中心点等距。为缩短基础凝固期，增加基础强度，可在混凝土中加入速凝剂。基础施工完毕后，洒水养护不得少于72h。

（3）浇筑基础材料：水泥为P.C32.5水泥，黄沙为中粗砂，碎石粒径5～10mm，混凝土强度为C20，配合比（重量比）为水泥：黄沙：碎石：速凝剂=1∶2∶2：0.04。

4 施工设备

根据设计孔深和孔径，钻机选用ZFY 1.2/120(LM-120)型55 kW机械钻机一台、1 1 k W 油泵电机一台、QB Z 2-1 2 0型、QBZ2-120型真空开关各一台。

5 反井钻孔施工工艺

5.1 1 #、2#孔成井程序

导孔（超前孔）以φ244mm 孔径开孔由上而下钻进至终孔深度，再以φ 1200mm 孔径自下而上扩孔成井。

5.2 施工顺序

先施工1#孔，待1#孔扩孔成井后再施工2#孔。

5.3 钻具组配

导孔钻具组配：φ1 7 6m m钻杆→φ 176mm导向钻杆→φ244mm牙轮钻头；

扩孔钻具组配：φ1 7 6m m钻杆→φ 176mm导向钻杆→φ1200mm扩孔刀盘。

5.4 1 #、2#孔导孔开孔

（1）开孔垂直防斜，轻压慢转，按设计要求将孔开好。

（2）用扶正器扶正钻杆，扫平开孔处，孔口采用小轴压慢转将孔开出。

（3）开孔过程中，注意清理岩粉，并上下窜动钻具，反复扫孔将孔开好。

（4）加强观测，发现孔斜及时纠正。

（5）短接钻杆进入孔内可加入导向钻杆，酌情加大轴压，提高转速。钻进技术参数过渡要均匀，孔深超过3m时，方可进入正常钻进。

5.5 1 #、2#孔导孔钻进

（1）钻杆丝扣内加压铝丝（棉线）并拧紧，起保护丝扣和易卸钻杆作用。

（2）为保证导孔钻进质量，开孔钻进前检查钻孔中心岩石工作面。打垂直孔时，要求岩石工作面水平。如发现有大的凸起必须用风镐凿平，然后再按开孔要求平整工作面。开孔钻进应采用低钻压，钻进两根钻杆深度后，再按给定参数钻进。

（3）认真计算孔深，距离下口5m左右时逐渐减小轴压，防止下方坍塌，下口应安排专人观察并随时与上口保持联络，直至钻透下口巷道。

5.6 1 #、2#孔扩孔钻进

导孔钻通后，上下口要先进行联络，下口人员与钻机操作人员配合卸掉导孔钻头，接上扩孔刀盘，开始扩孔钻进，扩孔时供水量不少于7.2 m3/h。

5.7 1 #、2#孔扩孔钻进主要措施

（1）在连接扩孔钻头以前，应先在接头丝扣上抹上丝扣油再与钻杆相连接。

（2）扩孔开孔时应轻压慢转扫平底口，待刀盘进入孔内后方可逐渐恢复正常钻进技术参数。

（3）清理下口巷道矸石时，应通知上口暂停扩孔并将刀盘下放0.3～0.5m，确保安全后方可进行；钻机正在扩孔运转时，严禁清除下口的矸石。

（4）如主油泵、副油泵压力表读数陡增或机器出现噪音时，及时扭动溢流阀降低上顶力方可扩孔。

（5）扩孔期间，上下口通讯必须保证畅通。

（6）扩孔距离上水平还有3m距离时，应当采用低钻压钻进，此时施工人员应密切注意基础情况的变化。

（7）当因基础发生变化而不能贯通时，待钻机全部清除后可采用风镐凿开，在进行该项作业时，施工人员必须佩戴安全绳或保险带且生根点必须牢固、可靠。

6 钻机操作安全措施

（1）钻进时，液压马达主泵油压最大不得超过25.0MPa，副泵最大油压不得超过18.5M Pa，严禁油泵反转。

（2）钻机液压系统采用46#抗磨液压油，钻进期间要经常观察油箱车的油量，发现油面低于下限，应及时加油。

（3）油箱车要定期清洗换油，钻机首次使用一个月就要换油，并更换滤油器纸质滤芯。钻机纯钻时间每500小时换油一次，加油时要用带过滤网的手动注油泵。

（4）导孔钻进时，如突然发现钻具旋转困难，则可能是遇到裂隙岩缝而卡钻，应边旋转边将钻具提升一定高度，再慢慢往下扫孔，一次扫孔不见效，应多次扫孔。扫孔仍不能解决问题时，应上提钻头进行检查。

（5）导孔钻进时，如突然发现循环水大量漏失，并且补充水源也不解决问题，应及时将钻具提升至最高位置，然后进行汇报，听候处理。

（6）钻进导孔或扩孔期间，如突然发现水源中断，应立即停止钻进，查找原因。停止钻进时应把导孔钻头上提至最高位置，扩孔钻头则往下放一些。

（7）扩孔钻进时，严禁动力水龙头反转，如发现排渣不畅，钻头剧烈晃动，并进尺困难，可能是大块岩石落在刀盘上，夹住刀具，造成偏磨或掉刀具。此时应将钻具下放一段距离，再上提钻进，一次不行，则反复多次，如仍不能解决问题时，应把钻头下放到底，进行处理。

通过采取合理的支护形式和严格的工程质量控制措施，保证了反井钻孔的高质量快速施工。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.062

朱友（1980— ），男，安徽淮南人， 2010年毕业于山东科技大学煤矿开采技术专业，现在口孜东矿从事技术工作。