Φ3米一次成井技术在罗河铁矿的应用

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【摘 要】Φ3米一次成井技术是我矿与湖南有色重型机器有限责任公司合作，全国首例使用国产设备进行一次成井技术掘进直径3米的井筒，此试验的成功，必将使一次成井技术得到迅速的推广，创造极大的经济效益。

【关键词】一次成井；AT3000；溜井；导向孔；安全；经济；效率高

0.工程概括

罗河矿业公司正处在大投入、大建设的的快速发展阶段，也是为早日实现投产攻关克难之时。因为生产运输及通风的需要，罗河矿区需施工大量的溜井、采区进风井及回风井。 以前的天溜井施工，均采用普通反井法， 工艺复杂、生产效率低、劳动强度大、工作环境差， 特别是安全性差， 对人身和施工安全构成极大威胁。为加快工程施工进度，也考虑到部分软弱岩层处溜井的施工安全问题，同时，罗河矿业在建设中要一直以科技进步为主，大力推广应用新技术、新工艺和技术创新。经与湖南有色重型机器有限责任公司技术交流得知：其刚研发生产的AT3000天井钻机乃国内首台Φ3米一次成井钻机，施工井具有劳动强度低、成井质量好、速度快、工效高， 人身安全有可靠的保证。为生产、安全、科研的需要，我公司决定利用305溜井进行一次成井科研试验。

1.施工前准备工作

1.1硐室、蓄水池施工及基础浇筑

钻机作业之前，提前开凿主机工作硐室和钻机工作平台。硐室尺寸不小于3500mm*3100mm*4200mm，平台尺寸为3000mm*3000mm*500mm（混凝土浇筑），蓄水池尺寸为4000mm*2000mm*2000mm。硐室底板要求平整，没有松石浮渣。在孔位上浇注混凝土工作平台。浇注前一定要清理至基岩面。混凝土基础要求水平，并铺设600mm轨距的轨道。硐室顶板要求平整，无松动岩石，便于上顶油缸支撑。硐室边缘开凿具有一定斜度的尺寸为400mm*300mm（宽*深）的排水沟，连接孔位中点与储水池。

1.2设备布置

因场地较为宽敞，设备并列排放。

1.3水、电管路的铺设

硐室.蓄水池和平台准备好后，将水.电管路安装到井位附近。AT3000钻机采用水压排渣方式。由水源处铺设不小于2寸的水管至蓄水池，随着钻进深度不断加大，须有水源为蓄水池补水。导向孔施工时耗水量为每小时40m3，扩孔时耗水量为每小时5-10m3。本机功率为200KW，工作电压为380V，所需变压器及高压电缆由为钻机自带，与1#回风井南回风石门处主扇风机变压器供电电缆连接即可取电。

1.4设备下井及安装调校

a.设备尺寸重量：主机运输尺寸（长×宽×高）3020*1420*2000 工作尺寸3500*3100*4200重量12T。

b.设备到矿后，根据提升系统的能力对设备实行解体，以便设备安全下井。天井钻机不可拆卸部分的最大尺寸为：2600mm×1300mm×1600mm，最大重量为：3500Kg。最大尺寸及重量均能符合提升系统要求。5-7天的时间将设备运输安装到基础上，确保钻机安装稳固角度精准。

2.施工

2.1导向孔的钻凿

为了控制钻进偏斜率在1%以内，合理安排稳定杆的排放，确保排渣水的水量和水压。本机配套水泵流量为40m3/h，扬程为200米。在导孔钻进过程中，根据岩石的变化，钻进速度控制在0.2-1m/h，班进尺控制在3-8m。

2.2扩孔

将导向孔打通后，从下中断卸掉牙轮钻头，接上扩孔刀盘，慢向上扩孔。在扩孔过程中，根据岩层的变化，控制好提升压力，保证钻机的正常工作。

2.3出矸

因目前我矿还为基建期，无法进行出矿作业。因此，由我们协调，钻机施工单位与负责平巷施工的中煤三建三十处罗河铁矿项目部签订合同，出矸、运输、提升均由该项目部负责。为协调施工方便，加快施工进度，我矿专门安排人员负责-455m水平进行施工协调，-560m水平进行出矸协调，并严格跟踪施工进展。

2.4安全管理

AT3000钻机施工人员服从内部班组安全管理的同时，还须服从中煤三建三十处项目部及罗河矿业公司安全管理人员的管理，严格做到安全施工。

3.一次成井技术的优点

（1）施工效率高。日均进尺达到8米，能极大地提高我矿天溜井的施工进度，为投产赢得时间。

（2）安全性好。完全靠钻机刀片的运转来完成整个井筒的扩刷，人员不需进入井筒内作业，人身安全得到保障，特别适合于软弱岩层处溜井的施工。

（3）一次成井技术施工井筒，完全靠钻机刀片的运转来完成整个井筒的扩刷，不需要采取爆破作业，且人员不进入井筒内，不需要采取临时支护措施来保障施工人员的安全，降低了施工成本。

（4）工艺简单。不像普通的反井法，需进行两次扩刷且需装备吊盘及稳车提升系统，工艺复杂。

（5）劳动强度低。施工人员只要在操作硐室内操作钻机及完成出矸运输工作。

（6）成井质量好，保障了溜井的服务年限。

4.总结

在双方工程技术人员的努力下，AT3000钻机于2011年3月顺利开钻掘进，运行情况较好，日均进尺达8m，加上前期准备和后期设备拆卸，共历时1个月。一次成井技术在罗河铁矿的成功应用，势必会使其迅速成为施工天溜井的一种重要方法， 尤其将广泛应用于软弱岩层中的天溜井施工。 [科]

【参考文献】

[1]采矿设计手册（井巷工程卷）.中国建筑工业出版社.

[2]采矿设计手册（机械卷）.中国建筑工业出版社.

[3]解世俊.金属矿床地下开采.北京：治金工业出版社，1979.

[4]采矿手册编辑委员会.采矿手册.北京：冶金工业出版社，1990.

[5]井巷工程.教材江西理工大学出版社.