不良地质地层施工方法
循环钻灌成孔法
引水竖井在钻孔过程中遇到断层、裂隙、溶沟、溶槽或软弱夹层等地质不良段,在钻进过程中不同程度的出现孔口不返水排碴现象。均采用循环钻灌成孔法进行处理。具体方法为在现场制备0.4~0.55水灰比的水泥砂浆或泥浆,通过灌浆设备或人工自流输送浆液的方法进行灌注,利用浆液填充断层、裂隙、溶沟、溶槽,灌注浆液24小时后即可进行钻孔施工。这个方法实施较为安全且可靠,但由于要反复取钻、灌浆,对施工进度影响较大。
反井钻机选型依据
运输条件,吊装条件以及供电、供水情况。根据井位供电、供水、运输及井位下水平巷道开通情况确定钻机的类型。一般在井位处应有供电、供水,具有钻机工作空间,在下水平巷道开通的情况下,选择上扩法施工,应选择上扩类全断面反井钻机。在煤矿多选择电驱动液压反井钻机。
可行性分析和风险评估
对工程施工条件进行分析,包括上下水平隧道是否形具有运输、出渣、供水、供电、通风等生产系统;
对地质条件进行分析,分析围岩在反井钻井施工过程中和扩孔期间能否稳定,不发生较大的涌水和塌方,造成钻孔堵塞和下部设施淹没。因为在反井施工期间,无法进行支护,若围岩不能自稳,发生塌方,将会堵塞钻孔,造成事故;
对施工位置安全状况进行分析,包括交通运输、通风、隧道支护情况及稳定情况、洪水、有害气体等是否对施工人员和设备伤害程度。
综合以上分析,以确定是否具有采用反井钻机施工可能。
反井钻机的选择
首先根据钻孔深度、钻孔直径,初步选择相应的反井钻机,然后对钻机的主要技术参数进行验算:
实际工作拉力=动力头重量+扩孔钻头重量+钻杆重量+zui大钻压
实际工作扭矩=破岩阻力矩+摩擦阻力
如在抗压强度100MPa的岩石中,钻进深度200m、直径1.4m的钻孔,可以初步选择LM-200型反井钻机(其参数前面以作说明),进行钻机拉力和扭矩验算:
实际工作拉力=40kN(动力头及油缸重量)+25kN(扩空钻头重量)+200m×155kg×9.8(重力加速度)/1000+180kN(钻压)=548.8kN