大孔徑天井鉆機(jī)施工方案一、施工準(zhǔn)備（一）技術(shù)準(zhǔn)備地質(zhì)勘察與資料分析施工前需完成詳細(xì)地質(zhì)勘察，獲取天井穿越巖層的巖性分布、巖石抗壓強(qiáng)度（需≥80MPa）、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、地下水位及涌水量等數(shù)據(jù)。通過鉆探取芯確定巖層完整性系數(shù)（Kv值），當(dāng)Kv＜0.5時(shí)需采取預(yù)加固措施。同時(shí)復(fù)核設(shè)計(jì)圖紙，明確天井直徑（設(shè)計(jì)值3.2m）、傾角（75°）、深度（120m）及上下水平巷道坐標(biāo)關(guān)系，確保鉆孔軌跡與設(shè)計(jì)偏差≤0.5°/100m。施工方案深化設(shè)計(jì)編制鉆孔軌跡三維模擬圖，采用逐段偏斜控制法，每50m設(shè)置一個靶點(diǎn)，允許偏差±300mm。針對穿越3處破碎帶（埋深45m、78m、102m），制定“超前注漿+管棚支護(hù)”專項(xiàng)措施，注漿壓力控制在2.5-3.0MPa，擴(kuò)散半徑≥1.5m。（二）現(xiàn)場準(zhǔn)備場地布置上部作業(yè)平臺需平整至10m×8m，承載力≥250kPa，采用C20混凝土硬化（厚度200mm），設(shè)置排水溝（寬300mm×深400mm）及集水坑（2m×2m×1.5m）。下部巷道清理障礙物，確保凈空≥4m×4m，安裝風(fēng)水管路（主管路直徑100mm，工作壓力1.2MPa）及防爆照明系統(tǒng)（照度≥50lux）。測量放線使用全站儀按設(shè)計(jì)坐標(biāo)放樣孔位，誤差≤50mm。設(shè)置十字控制樁及高程基準(zhǔn)點(diǎn)，采用三測回觀測法復(fù)核，建立施工控制網(wǎng)，每作業(yè)班進(jìn)行一次點(diǎn)位復(fù)測。（三）設(shè)備與材料準(zhǔn)備設(shè)備進(jìn)場驗(yàn)收主要設(shè)備包括：ZJ32J型天井鉆機(jī)（額定扭矩480kN·m，提升力3200kN）Φ320mm牙輪鉆頭（硬質(zhì)合金齒，齒高18mm）鉆桿（Φ159mm×8mm無縫鋼管，每節(jié)長度3m，彎曲度≤1.5mm/m）泥漿循環(huán)系統(tǒng)（3PNL型泥漿泵，流量180m3/h，揚(yáng)程80m）設(shè)備進(jìn)場后進(jìn)行空載試運(yùn)行，檢查各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，液壓系統(tǒng)壓力波動≤0.5MPa，制動系統(tǒng)制動時(shí)間≤3s。材料儲備儲備Φ325mm×12mm導(dǎo)向管（長度5m，屈服強(qiáng)度≥345MPa）、水泥（P.O42.5R）、水玻璃（模數(shù)2.8）、速凝劑（摻量3%-5%）等材料，滿足3天連續(xù)施工用量，建立材料臺賬并進(jìn)行抽樣送檢。二、設(shè)備選型與配置（一）核心設(shè)備選型天井鉆機(jī)選用ZJ32J型全液壓天井鉆機(jī)，該機(jī)型采用模塊化設(shè)計(jì)，適應(yīng)井下狹窄空間安裝。主電機(jī)功率160kW，轉(zhuǎn)速范圍5-30r/min，可滿足硬巖鉆進(jìn)需求。配備自動送鉆系統(tǒng)，進(jìn)給速度0-0.8m/min，實(shí)現(xiàn)恒壓鉆進(jìn)控制。鉆具組合采用“Φ320mm牙輪鉆頭+Φ203mm穩(wěn)定器+Φ159mm鉆桿”組合，穩(wěn)定器每15m設(shè)置一組，確保鉆孔垂直度。鉆頭選用雙掌背設(shè)計(jì)，刀盤布齒密度12齒/100cm2，適用巖石硬度f=8-12。（二）輔助系統(tǒng)配置泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池（5m×3m×2m）、沉淀池（三級，總?cè)莘e20m3）、除砂器（處理量50m3/h）組成。泥漿配比采用“水:膨潤土:純堿=100:8:0.5”，控制黏度28-32s（漏斗黏度計(jì)測定），失水量≤15mL/30min。通風(fēng)除塵系統(tǒng)安裝2×55kW軸流風(fēng)機(jī)（風(fēng)量2800m3/min），采用壓抽混合式通風(fēng)，風(fēng)筒出口風(fēng)速≥0.5m/s。配備布袋除塵器（過濾效率≥99%），粉塵濃度控制在≤2mg/m3。三、施工工藝流程（一）先導(dǎo)孔施工（Φ216mm）開孔與導(dǎo)向采用Φ216mm三牙輪鉆頭開孔，低速鉆進(jìn)（轉(zhuǎn)速8r/min，進(jìn)給壓力80-100kN），前10m采用導(dǎo)向管跟進(jìn)，確保開孔偏斜率≤0.3°。每鉆進(jìn)3m測量頂角、方位角，使用測斜儀（精度±0.1°）進(jìn)行孔內(nèi)測量。正常鉆進(jìn)參數(shù)硬巖段（f=10-12）：轉(zhuǎn)速12-15r/min，鉆壓120-150kN，沖洗液量120-150m3/h軟巖段（f=6-8）：轉(zhuǎn)速8-10r/min，鉆壓80-100kN，沖洗液量80-100m3/h每鉆進(jìn)50m更換鉆頭，鉆桿絲扣涂抹專用絲扣油（抗壓強(qiáng)度≥150MPa），扭矩控制在180-220kN·m。（二）擴(kuò)孔作業(yè)（Φ3200mm）導(dǎo)孔貫通與反向擴(kuò)孔導(dǎo)孔鉆至下部巷道后，拆除先導(dǎo)鉆頭，安裝Φ320mm擴(kuò)孔鉆頭（刀盤直徑3.2m），采用反向擴(kuò)孔工藝。初始擴(kuò)孔速度≤0.2m/h，待刀盤全部進(jìn)入巖層后提升至0.5-0.8m/h。排渣與循環(huán)系統(tǒng)控制采用風(fēng)水聯(lián)動排渣，壓縮空氣壓力0.7-0.8MPa，流量15-20m3/min。擴(kuò)孔時(shí)每2小時(shí)清理一次下部巷道巖渣，堆渣高度≤1.5m，及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)至臨時(shí)渣場（距離作業(yè)面≥50m）。（三）支護(hù)作業(yè)管棚支護(hù)穿越破碎帶時(shí)，采用Φ159mm×8mm無縫鋼管作為管棚，長度6m/節(jié)，絲扣連接。使用液壓頂進(jìn)裝置逐節(jié)頂入，管棚間距300mm，外插角1-2°，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，初凝時(shí)間30-60s）。噴射混凝土支護(hù)擴(kuò)孔完成后立即進(jìn)行初期支護(hù)，采用C25噴射混凝土（厚度150mm），摻加聚丙烯纖維（摻量0.9kg/m3）。使用濕噴機(jī)作業(yè)，工作風(fēng)壓0.4-0.6MPa，噴頭距巖面1.0-1.5m，分兩層噴射，初凝后灑水養(yǎng)護(hù)7天。四、安全保障措施（一）頂板管理實(shí)時(shí)監(jiān)測安裝KJ216型頂板動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，在天井周邊5m范圍內(nèi)布置6個監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測頻率1次/2h，當(dāng)位移速率≥5mm/d時(shí)立即停止作業(yè)。采用“敲幫問頂”制度，作業(yè)前使用2m長撬棍處理松動巖塊。臨時(shí)支護(hù)下部巷道暴露面采用Φ20mm×2000mm錨桿（間排距800mm×800mm）+鋼筋網(wǎng)（Φ6mm@100mm×100mm）支護(hù)，錨桿錨固力≥150kN，預(yù)緊扭矩≥300N·m。（二）機(jī)電安全設(shè)備防護(hù)鉆機(jī)傳動部位安裝防護(hù)罩（厚度≥5mm），設(shè)置急停按鈕（響應(yīng)時(shí)間≤0.5s）。電氣設(shè)備采用礦用隔爆型（ExdⅠ），接地電阻≤2Ω，每旬進(jìn)行一次絕緣電阻測試（≥1MΩ）。防觸電措施作業(yè)面設(shè)置漏電保護(hù)器（動作電流30mA，動作時(shí)間≤0.1s），電纜懸掛高度≥1.8m，接頭采用防爆接線盒，嚴(yán)禁有明接頭、雞爪子、羊尾巴現(xiàn)象。（三）爆破與防火爆破作業(yè)管理如需處理卡鉆采用靜態(tài)爆破，使用HSCA型膨脹劑（膨脹壓力≥30MPa），鉆孔布置Φ42mm×600mm，間距300mm，裝藥后等待4-6h。爆破警戒半徑≥100m，設(shè)專人看守各通道。消防管理上下作業(yè)面各配置4具8kg干粉滅火器及2m3消防沙，設(shè)置防火警示標(biāo)志。易燃材料（潤滑油、棉紗等）單獨(dú)存放于防爆箱內(nèi)，動火作業(yè)辦理許可證并配備看火人。（四）應(yīng)急處置卡鉆處理預(yù)案當(dāng)鉆具扭矩突增≥600kN·m時(shí)，立即啟動卡鉆處置流程：第一步：降低轉(zhuǎn)速至5r/min，嘗試反向旋轉(zhuǎn)（扭矩≤200kN·m）第二步：注入解卡劑（柴油:機(jī)油=3:1混合液），浸泡2h后緩慢提升第三步：無效時(shí)采用定向爆破（裝藥量≤0.5kg），爆破前撤離至安全區(qū)域涌水應(yīng)急措施配備2臺備用水泵（揚(yáng)程100m，流量50m3/h），當(dāng)涌水量≥20m3/h時(shí)啟動雙泵排水，同時(shí)啟動防水閘門（關(guān)閉時(shí)間≤5min），切斷下部巷道電源。五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（一）鉆孔質(zhì)量控制孔徑與垂直度采用井徑儀（測量精度±5mm）每20m檢測孔徑，實(shí)際直徑允許偏差+200mm/-50mm。使用陀螺測斜儀全孔段測斜，頂角偏差≤0.5°/100m，方位角偏差≤1.0°/100m，終孔位置偏差≤500mm。巖渣取樣分析每鉆進(jìn)5m采集巖渣樣品，測定巖石研磨性指數(shù)（CAI值），當(dāng)CAI＞4.0時(shí)更換高耐磨性鉆頭。建立巖渣臺賬，繪制巖性柱狀圖與設(shè)計(jì)對比，偏差超過10%時(shí)及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。（二）支護(hù)質(zhì)量控制噴射混凝土檢測采用鉆芯法取樣（每50m一組，每組3個試樣），抗壓強(qiáng)度≥25MPa，厚度允許偏差+50mm/-30mm。表面平整度≤50mm/2m，無空鼓、裂縫（寬度＜0.2mm）。管棚支護(hù)驗(yàn)收管棚安裝后進(jìn)行注漿飽滿度檢測（聲波透射法），缺陷段長度≤5%，單孔注漿量與理論值偏差≤10%?？拱卧囼?yàn)抽檢10%管棚，承載力≥200kN。（三）過程質(zhì)量記錄建立“三檢制”記錄體系：班組自檢：每小班提交鉆進(jìn)參數(shù)、孔斜測量、設(shè)備檢查記錄質(zhì)檢員專檢：每日復(fù)核孔位偏差、泥漿性能、支護(hù)尺寸監(jiān)理驗(yàn)收：分導(dǎo)孔完成、擴(kuò)孔完成、支護(hù)完成三個節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收，簽署驗(yàn)收證書六、施工進(jìn)度計(jì)劃（一）進(jìn)度安排（總工期45天）工序名稱工期（天）關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)資源配置施工準(zhǔn)備7設(shè)備安裝調(diào)試完成30人·日，2臺挖掘機(jī)先導(dǎo)孔施工12導(dǎo)孔貫通（偏差≤300mm）2班制，4臺泥漿泵擴(kuò)孔作業(yè)15日進(jìn)尺≥8m3班制，2套鉆具輪換支護(hù)施工8噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)20人·日，1臺濕噴機(jī)驗(yàn)收清理3竣工驗(yàn)收合格15人·日，1臺裝載機(jī)（二）進(jìn)度保證措施資源保障備用1套Φ320mm擴(kuò)孔鉆頭及50m鉆桿，建立設(shè)備故障應(yīng)急預(yù)案，維修響應(yīng)時(shí)間≤2h。材料庫存保持7天用量，與供應(yīng)商簽訂24h供貨協(xié)議。進(jìn)度監(jiān)控采用Project軟件進(jìn)行進(jìn)度跟蹤，設(shè)置3個預(yù)警點(diǎn)（導(dǎo)孔施工第8天、擴(kuò)孔第10天、支護(hù)第5天），當(dāng)進(jìn)度滯后≥3天時(shí)，增加1個作業(yè)班組（投入15人）實(shí)行三班連續(xù)作業(yè)。七、環(huán)境保護(hù)措施（一）粉塵控制濕法作業(yè)鉆孔采用高壓噴霧降塵（霧滴直徑5-10μm），水壓≥8MPa，霧量≥200L/min。出渣時(shí)灑水濕潤（含水率控制在15%-20%），運(yùn)輸車輛覆蓋篷布（覆蓋率100%）。噪聲治理鉆機(jī)安裝隔音罩（降噪量≥25dB），作業(yè)面設(shè)置隔聲屏障（高度3m，吸聲系數(shù)0.8），噪聲控制在晝間≤70dB，夜間≤55dB（距聲源50m處測量）。（二）廢水處理循環(huán)利用系統(tǒng)施工廢水經(jīng)三級沉淀+混凝處理（投加PAC，投加量50mg/L），SS去除率≥85%，處理后水質(zhì)達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006），回用率≥90%。固廢處置巖渣分類堆放，可利用部分破碎后作為巷道回填材料，棄渣運(yùn)至指定排渣場（距離井口≥500m），覆蓋黃土（厚度500mm）并恢復(fù)植被。八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程（一）驗(yàn)收內(nèi)容主控項(xiàng)目終孔直徑：3.2m±200mm孔斜偏差：≤0.5°/100m支護(hù)強(qiáng)度：噴射混凝土≥25MPa涌水量：≤5m3/h一般項(xiàng)目鉆桿彎曲度：≤1.5mm/m管棚間距偏差：±50mm表面平整度：≤50mm/2m（二）驗(yàn)收流程施工單位提交竣工資料