1 暗豎井反井鉆機(jī)施工機(jī)械化配套具有下部聯(lián)絡(luò)道的暗豎井井筒施工采用反井鉆機(jī)導(dǎo)硐擴(kuò)孔與人工正向短段掘砌混合作業(yè)法施工，合理

的機(jī)械設(shè)備配套是實(shí)現(xiàn)快速優(yōu)質(zhì)施工的重要保證。普朗銅礦進(jìn)風(fēng)暗豎井井筒施工機(jī)械設(shè)備選型借鑒了立

井施工設(shè)備配套先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并充分考慮反井鉆機(jī)施工的特點(diǎn)，所采用的井筒施工機(jī)械設(shè)備見表 1。

2 暗豎井小導(dǎo)硐反井鉆機(jī)施工方案暗豎井小導(dǎo)硐反井鉆機(jī)施工可分為小導(dǎo)硐反井鉆機(jī)施工和正向擴(kuò)刷短掘短砌混合作業(yè)施工兩個步驟，工藝流程見圖 1 所示。

2.1 小導(dǎo)硐反井鉆機(jī)施工

(1) 反井鉆機(jī)安裝準(zhǔn)備。在進(jìn)行反井鉆機(jī)施工前,暗豎井的上部和下部聯(lián)絡(luò)道應(yīng)已形成，并能方便提供固定電源供電及施工用水和壓風(fēng)，在暗豎井井口布置反井鉆機(jī)主機(jī)位置澆筑混凝土基礎(chǔ)，用 43 kg/m 鋼軌直接鋪設(shè)至井口上方的混凝土基礎(chǔ)上，并在旁邊搭設(shè)泵站和鉆具存放場地，軌道下部布置循環(huán)池和循環(huán)泵等；反井鉆機(jī)基本就位后，接通工作電源，啟動鉆機(jī)車；安裝一臺 15 kW 通風(fēng)機(jī)并用 Φ600 mm 的膠質(zhì)風(fēng)筒接至井口鉆機(jī)位置進(jìn)行通風(fēng)，保證施工人員在良好的通風(fēng)條件下工作。(2) 小鉆頭正導(dǎo)孔作業(yè)。在進(jìn)行小鉆頭正導(dǎo)孔施工前，先開孔鉆進(jìn)，深度約為 5 m；待開孔結(jié)束后拆去扶正器和開孔鉆桿，采用帶導(dǎo)向的綜合式異徑鉆具，換上正常鉆進(jìn)的直徑 244 mm 小鉆頭；用鉆機(jī)輔助設(shè)備連接鉆桿，接好鉆桿后，開啟泥漿泵供洗井液和冷卻用水，開始從上往下開孔鉆進(jìn)；直徑 244 mm 小鉆頭正導(dǎo)孔開始鉆進(jìn)時采用高轉(zhuǎn)速低鉆壓，動力水龍頭的轉(zhuǎn)速使用快速擋，鉆壓為 2～5 MPa。

(3) 盤形滾刀鉆頭反向擴(kuò)孔。小鉆頭正導(dǎo)孔鉆穿巖層后，暗豎井下出口位置用卸扣器將直徑 244 mm正導(dǎo)孔小鉆頭及其配套鉆桿換下，用吊車或裝載機(jī)將直徑 1200 mm 盤形滾刀鉆頭運(yùn)至貫通的正導(dǎo)孔下方，將上下提吊塊分別和盤形滾刀鉆頭、導(dǎo)孔鉆桿固定；采用低鉆壓和低轉(zhuǎn)速鉆，待盤形滾刀鉆頭全部鉆進(jìn)時再加壓，當(dāng)盤形滾刀鉆頭鉆至距基礎(chǔ) 1.4 m 時，要降低鉆壓慢速鉆進(jìn)，慢慢的擴(kuò)刷小導(dǎo)硐，直至盤形滾刀鉆頭露出地面。

(4) 反井鉆機(jī)拆除。反井鉆機(jī)撤場時，除盤形滾刀鉆頭由暗豎井上部工作面撤場外，其余部件撤場方法與進(jìn)場方案相同，但拆除步驟與安裝步驟基本相反；盤形滾刀鉆頭不能直接提出井口，應(yīng)將盤形滾刀鉆頭卡固在鋼軌上、拆掉反井鉆機(jī)的前后斜拉桿和各種油管，將主機(jī)車從鉆架上拆掉，將鉆架主機(jī)車和一些輔助設(shè)備拆下；將擴(kuò)孔鉆頭吊裝牢，并拆掉軌道，將盤形滾刀鉆頭提出孔外，運(yùn)到井上，全部鉆孔工作結(jié)束，并做好小導(dǎo)硐保護(hù)。

2.2 正向擴(kuò)刷短掘短砌

(1) 擴(kuò)刷準(zhǔn)備段施工。小導(dǎo)硐掘進(jìn)完成以后，先從上往下掘進(jìn)長度 5 m 的暗豎井井筒為擴(kuò)挖準(zhǔn)備段，打眼過程中采用架管扣件將反井掘砌的小導(dǎo)硐封閉，確保施工安全；待該準(zhǔn)備段井筒掘進(jìn)完成后進(jìn)行暗豎井井口段的支護(hù)，支護(hù)完成后，在暗豎井井口安裝封口盤；進(jìn)行簡易井架和穩(wěn)車等生產(chǎn)輔助系統(tǒng)的安裝，井架采用 I25 工字鋼制作，打地錨桿固定井架，人員及材料的提升采用直徑 1.2 m 吊罐；對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行安全調(diào)試，形成正常作業(yè)條件。

(2) 擴(kuò)刷鉆眼爆破出碴。在小導(dǎo)硐與暗豎井設(shè)計(jì)斷面周邊間根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況、擴(kuò)挖厚度進(jìn)行鉆孔爆破，使用 4 臺 YTP-26 手持式鉆機(jī)打眼；安裝一臺JTB-1.2 型絞車作為主提升，風(fēng)水管通過穩(wěn)車從暗豎井井口下放至工作面；打眼、裝藥、聯(lián)線完成后，人員、設(shè)備撤出工作面，拆除吊籃并用鋼絲繩上提至暗豎井井口；井筒內(nèi)鋼絲繩懸吊電纜放炮，采用 LR-Z 型發(fā)爆器井口遠(yuǎn)距離起爆磁電雷管爆破；爆破擴(kuò)刷產(chǎn)生的矸石，自由掉落至暗豎井井底聯(lián)絡(luò)道，用鏟車將矸石鏟起倒入汽車車廂，再由汽車運(yùn)至排矸場。

(3) 擴(kuò)刷段支護(hù)襯砌。支護(hù)前，對擴(kuò)挖段圍巖進(jìn)行安全檢查，敲幫問頂確保頂、邊幫無松石浮石后，進(jìn)行作業(yè)面風(fēng)水管連接等工作；采用整體下滑金屬模板，模板砌筑，模板高度 3 m，砌筑段高 2.8 m；穩(wěn)模后，搭接部分套牢老模砼，在該搭接鐵板高度內(nèi)沿井筒周邊均勻預(yù)留幾個澆注漏斗，采用活動鐵板封口，澆注滿后將鐵板合攏封口，確保接茬密實(shí)。

3 反井鉆機(jī)快速施工關(guān)鍵技術(shù) 

3.1 改進(jìn)反井鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)小導(dǎo)硐施工在云普朗銅礦進(jìn)風(fēng)暗豎井施工中，對 LM200 型反井鉆機(jī)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，將內(nèi)圈擴(kuò)孔盤刀適當(dāng)外移并將盤形滾刀鉆頭由 Φ1400 mm 更換為 Φ1200 mm 以保證盤刀受力均勻及提高鉆機(jī)扭矩，縮小導(dǎo)硐直徑，大大加快了導(dǎo)硐貫通時間；同時采用合金穩(wěn)定條加固擴(kuò)孔中心管以防止鉆頭斷裂，如圖 2 所示，經(jīng)過加固后的104 采 礦 技 術(shù) 2019, 19(3)擴(kuò)孔鉆頭在后期施工中基本不斷裂，從而保證了施工進(jìn)度，降低施工成本；另外，將原操作臺配置 Φ6 mm供油管和 Φ10 mm 回油管，改為 Φ10m 供油管和 Φ6回油管后，供油量足，動作靈敏。為控制反井鉆機(jī)鉆孔偏斜，要保證安裝質(zhì)量，基礎(chǔ)平整堅(jiān)實(shí)，并把好換徑關(guān)，換徑時，采用帶導(dǎo)向的綜合式異徑鉆具；采用鐘擺鉆具、偏重鉆鋌等組合式鉆具，增強(qiáng)鉆具的穩(wěn)定性和導(dǎo)正作用，從而提高了防斜能力。

3.2 寬孔距小抵抗線毫秒光面爆破暗豎井?dāng)U刷時，小導(dǎo)硐起溜井作用，導(dǎo)硐直徑和爆碴塊度匹配才能保證擴(kuò)挖時順利出碴，因?qū)ы现睆较拗疲刂票茐K度成為工藝的關(guān)鍵。有小導(dǎo)硐的暗豎井鉆爆法由于不需要掏槽，開挖斷面又比較大，有兩個臨空面，類似臺階爆破，爆破設(shè)計(jì)時借鑒臺階爆破法，采用寬孔距小抵抗線毫秒光面爆破，在保持炮孔負(fù)擔(dān)面積不變的前提下，加大孔距、增大孔深、減小抵抗線，即增大密集系數(shù)的爆破技術(shù)，結(jié)合豎井?dāng)U挖鉆孔爆破，保證了暗豎井?dāng)U挖爆破時小導(dǎo)硐不堵塞，井筒成形質(zhì)量好，有效地提高了井筒掘進(jìn)爆破效果。云南迪慶普朗銅礦溜破系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)暗豎井爆破擴(kuò)刷時，正常情況下炮眼深度為 3 m，炮眼利用率為 0.83，布置炮眼 3 圈(見圖 3)，爆破效果詳見表 2。

3.3 改進(jìn)整體下滑金屬模板為實(shí)現(xiàn)暗豎井井筒砌壁的快速優(yōu)質(zhì)施工，將金屬模板進(jìn)行整體改進(jìn)，采用的 MJY 型整體金屬刃角下行模板的上口布置 8 根導(dǎo)向工字鋼，施工中能方便脫立模，大大縮短立模時間；金屬模板采用 10 mm 厚鋼板卷焊而成，以抵抗爆破沖擊，整個鋼模預(yù)留一條搭接縫，采用液壓伸縮油缸調(diào)節(jié)模板的伸縮；為防液壓伸縮油缸爆破時被砸壞，對支拆鋼模的液壓系統(tǒng)增設(shè)防爆裝置，確保整體鋼模的爆破沖擊安全，降低維修成本，提高工作效率[5]，圖 4 為 鋼模液壓系統(tǒng)保護(hù)裝置；砌壁時，采用澆筑口無縫搭接技術(shù)，搭接高度 200 mm，使新、老之間接口不留縫隙。