林 勇

（新疆阿勒泰地區(qū)哈巴河縣阿舍勒銅礦 阿勒泰 836700）

0 前言

湖南創(chuàng)遠(yuǎn)高新機(jī)械有限公司生產(chǎn)的AT3000L天井鉆機(jī)主要用于井下高深度、大直徑通風(fēng)井及溜井施工。該型天井鉆機(jī)首先施工正向￠260mm的導(dǎo)向孔，與下中段頂板貫通后根據(jù)所需要井徑大小選擇不同直徑刀盤并安裝進(jìn)行反掘刷擴(kuò)。目前阿舍勒已成功施工直徑3m，井深150m的礦石溜井1條，井深100m的廢石溜井2條，井深50m的切割天井、通風(fēng)井等數(shù)十條。其鉆進(jìn)深度可達(dá)500m，鉆進(jìn)傾角45°～90°，垂直孔偏斜率可控制在0.5%以內(nèi)，采用新型機(jī)械手輔助上、卸鉆桿，大大降低了人工搬運(yùn)鉆桿時存在的安全風(fēng)險，同時減輕了工人的勞動強(qiáng)度。

2015年8月份阿舍勒銅業(yè)公司采購的AT3000L天井鉆機(jī)正式投入井下深部作業(yè)，該天井鉆機(jī)具有生產(chǎn)效率高，成井質(zhì)量好，操作安全，勞動強(qiáng)度低，鉆孔偏斜率小的特點(diǎn)。阿舍勒銅業(yè)公司通過使用天井鉆機(jī)進(jìn)行深孔天、溜井的施工極大地改善了深部的通風(fēng)條件，為深部二期工程的建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和安全保障。

1 AT3000L天井鉆機(jī)的簡介

天井鉆機(jī)AT3000L天井鉆機(jī)為自行履帶式鉆機(jī)，可在20°以下斜坡道自由行使，施工及行走控制均采用無線遙控進(jìn)行控制。其主要組成由底盤總成、減速箱總成、底座總成、推進(jìn)支撐機(jī)構(gòu)總成、機(jī)械手總成、動力單元總成、鉆具系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)組成。

2 AT3000L天井鉆機(jī)作業(yè)前硐室及風(fēng)水電的相關(guān)措施準(zhǔn)備

（1）施工硐室尺寸要求

頂部需施工長8m、寬4.5m、高4.3m的操作硐室。為更大限度節(jié)約施工硐室的掘進(jìn)工程量，同時避免因頂板暴露面積過大造成的應(yīng)力集中，一般將開孔位置定位在硐室偏左端，右端預(yù)留1.5m寬度用于擺放鉆桿，左端預(yù)留0.8m行人。頂板施工吊裝錨桿2根，用于井筒刷擴(kuò)完畢后提取刀盤。若施工直徑1.5m以上天、溜井需在鉆機(jī)施工位置澆筑作業(yè)平臺，以確保鉆機(jī)開孔前的調(diào)平作業(yè)不受影響，預(yù)埋長度4m的24KG軌道兩根，鋪設(shè)在鉆機(jī)支腿下放，用于井筒刷擴(kuò)完畢后支撐鉆機(jī)，防止發(fā)生鉆機(jī)滑入井筒。若施工直徑1.5m以下天、溜井則不需要預(yù)埋軌道。

底部硐室大小視運(yùn)送刀盤的鏟運(yùn)機(jī)或其它運(yùn)輸設(shè)備的尺寸及及轉(zhuǎn)彎半徑而定。若施工直徑1.5m以上天、溜井需在鉆機(jī)施工位置澆筑作業(yè)平臺，以確保鉆機(jī)開孔前的調(diào)平作業(yè)不受影響，預(yù)埋長度4m的24KG軌道兩根，鋪設(shè)在鉆機(jī)支腿下放，用于井筒刷擴(kuò)完畢后支撐鉆機(jī)，防止發(fā)生鉆機(jī)滑入井筒。若施工直徑1.5m以下天、溜井則不需要預(yù)埋軌道。

表1 AT3000L天井鉆機(jī)的基本性能參數(shù)

（2）水、電管路的鋪設(shè)

電路：AT3000L天井鉆機(jī)主泵電機(jī)為132KW，水泵電機(jī)≤55KW，工作電壓380V。

水路：AT3000L天井鉆機(jī)作業(yè)時采用水壓排渣方式，若作業(yè)點(diǎn)附近有高壓泵站則可從高壓泵站接一套2″管到孔口用于排渣，否則需自帶作業(yè)用高壓水泵站并開挖集水用的簡易小水倉（長*寬*深為1.5*1.5*1）。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，采用高壓風(fēng)聯(lián)合使用高壓水排渣則效果更好。

3 AT3000L天井鉆機(jī)的作業(yè)和安全注意事項(xiàng)

（1）天井鉆機(jī)立起主機(jī)時注意控制速度，不得過快；主機(jī)的垂直度或傾斜度復(fù)檢一定要準(zhǔn)確（孔傾斜大時必須停止作業(yè)重新開孔），每班作業(yè)前后需仔細(xì)檢查水準(zhǔn)儀，確定鉆機(jī)是否處于調(diào)平狀態(tài)。

（2）天井鉆機(jī)開孔時注意保證開孔質(zhì)量

首先將牙輪鉆頭與短鉆桿接好，機(jī)械手抓住短鉆桿送入機(jī)架內(nèi)與機(jī)頭連接好，機(jī)械手收回，機(jī)頭下降至牙輪鉆頭與巖石接觸位置。并在機(jī)架底座的孔內(nèi)裝入插板，扶住鉆桿。

先開水，用小鉆壓（約15～20kg/mm2）低轉(zhuǎn)速開孔，上下提鉆頭掃孔并及時清理孔內(nèi)的巖渣。同時加強(qiáng)測量，發(fā)現(xiàn)孔偏斜時及時糾正，孔偏斜大時要另行開孔，絕不允許按已偏斜的鉆孔繼續(xù)鉆進(jìn)。

低轉(zhuǎn)速開孔完第一根鉆桿后，先停機(jī)后停水。取出該鉆桿并檢查混泥土基礎(chǔ)情況，若發(fā)現(xiàn)打?qū)Э讜r孔壁不光滑有巖渣外泄現(xiàn)象必須立即停機(jī)，及時拆出鉆桿后重新打好混泥土?；炷嗤粱A(chǔ)正常則及時換上帶有穩(wěn)定器的鉆桿，鉆孔深超過3m后才能按正常參數(shù)鉆進(jìn)。鉆孔操作時鉆進(jìn)3m后加一根穩(wěn)定器，鉆進(jìn)10m再加一根穩(wěn)定器，以后每隔10～20m米加一根穩(wěn)定器。

更換鉆桿時注意加鉆桿螺紋脂，防止鉆桿咬合后難以拆卸。當(dāng)鉆孔深部超過20m后每鉆完一根鉆桿需沖水排渣1～2分鐘。

（3）擴(kuò)孔刀盤的安裝

導(dǎo)孔鉆通下部巷道后先將鉆桿提升至可安裝擴(kuò)孔刀盤的合適位置，然后將待擴(kuò)天井下部的刀盤用鏟運(yùn)機(jī)配合安裝。擴(kuò)孔時先慢速擴(kuò)孔，待擴(kuò)孔完全進(jìn)入天井內(nèi)（1～2m）之后才能按正常速度擴(kuò)孔。

擴(kuò)孔時的安全操作注意事項(xiàng)：

1）擴(kuò)孔時推進(jìn)油缸的拉力保持在70～80kg/cm2，如果卡鉆，機(jī)頭不能旋轉(zhuǎn)，此時先將機(jī)頭下降使刀盤脫開巖層，然后讓機(jī)頭空轉(zhuǎn)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再逐步加大拉力進(jìn)行擴(kuò)孔。如果機(jī)頭不能上下運(yùn)行又不能旋轉(zhuǎn)，而油馬達(dá)和推進(jìn)油缸油壓正常，則可能為巖層塌方，較大的巖石卡住刀盤，此時可采用迅速地正反轉(zhuǎn)方法將巖石震掉。切記不能反轉(zhuǎn)360°以上。

2）擴(kuò)孔過程中嚴(yán)禁機(jī)頭反轉(zhuǎn)，以防鉆桿脫扣。

3）卸鉆桿時，上緊機(jī)頭與鉆桿的螺紋后才能取走叉板，以防鉆桿脫落。

（4）刀盤的鎖定和吊出天井

1）天井刷擴(kuò)完畢后使用插板卡住鉆桿，用兩個5噸的葫蘆吊葫蘆拉住刀盤，撤出鉆機(jī)后使用機(jī)器人或者破碎臺車剔除底板混凝土，用吊葫蘆將刀盤拉升出井筒進(jìn)行回收。

2）將錨網(wǎng)鋪設(shè)在天井口，封閉天井，拉好警戒線并懸掛警示燈、警示牌。

4 使用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)介紹

（1）利用天井鉆機(jī)鉆進(jìn)切割成型天井是一種人員不進(jìn)入掘進(jìn)掌子面操作的全機(jī)械化連續(xù)作業(yè)的天井施工法。天井鉆進(jìn)法與鑿巖爆破法相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

1）機(jī)械化連續(xù)作業(yè)，極大降低了安全風(fēng)險，工作人員不受炮煙、冒落等危害，無高空作業(yè)，人身安全得以保障。

2）效率高，鉆進(jìn)速度快（比普通鑿巖爆破法快3～4倍）。導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時約40分鐘/米，刀盤切割作業(yè)時約80分鐘/米。正常情況下，若每天按2班作業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)組織，一個50m高的中段天井切割成型的時間約為15～20天。

3）可大量節(jié)省鑿巖、爆破、支護(hù)材料和人工工資，鉆進(jìn)成本低。

4）無炮煙、淋水，噪音和粉塵濃度小，作業(yè)環(huán)境好。

5）通過無線遙控操作，工人勞動強(qiáng)度低。每臺班僅需2人（1人操作，1人輔助），勞動生產(chǎn)率高。

（2）天井鉆機(jī)的作業(yè)硐室和通道建設(shè)的準(zhǔn)備周期較長，對此需形成標(biāo)準(zhǔn)化施工，設(shè)計人員應(yīng)對需進(jìn)行天井鉆機(jī)的作業(yè)中段提前做好規(guī)劃和建設(shè)，方能充分發(fā)揮天井鉆機(jī)的循環(huán)作業(yè)效率。

（3）要十分重視鉆機(jī)主機(jī)立機(jī)時的傾斜度檢查復(fù)核，必要時請測量人員進(jìn)行核實(shí),核實(shí)完后才能開鉆，開鉆時注意控制開孔質(zhì)量，鉆進(jìn)中注意檢查鉆機(jī)的平穩(wěn)度和傾斜度是否變化。

（4）鉆進(jìn)導(dǎo)孔時必須保證高壓供水正常，保證能及時排渣。若巖渣過細(xì)（鉆頭磨損并且轉(zhuǎn)速較低時研磨孔內(nèi)巖渣而形成）或水壓不足，不能排渣時應(yīng)外接高壓風(fēng)管并接在高壓水管上，進(jìn)行輔助洗孔。