雪峰山隧道通风竖井天井施工及施工机械简介

雪峰山隧道3#竖井天井施工及钻机简介3#通风竖井采纳“中心扩孔”施工方式，用钻机进行天雪峰山隧道通风方案[1]雪峰山隧道为上下行分离的双洞隧道，其中左线隧道长 6946m，右线隧长6956m，是邵怀高速公路的操纵性工程。雪峰山隧道左右线隧道通风方案采纳纵向分段送排式通风：左线隧道分三段通图1 雪峰山隧道通风方案示用意雪峰山隧道3#通风竖井设计[2]雪峰山隧道3号竖井为垂直竖井，送风面积，周长，竖井深360米，井口高程850米。排风面积，周长，竖井深370米，井口高程860米。衬砌后竖井净径为φ，从上井口至下部约5m状松散结构的全、强风化硅化砂质板岩，再往下约15m为节理裂隙发育，呈块结构的轻风化硅化砂质板岩。图2 雪峰山隧道3#通风竖井断面图通风竖井施工方式由于该竖井深度较大，且上部岩石松散，用一般凿岩爆破法，不但工效低、掘进速度慢，而且极易发生人身平安事故，采纳“中心扩孔”法是一种平安、快捷、能确保施工质量的先进方式。Ф250mm炮孔，通过爆破法形成大竖井，再通过衬砌，达到最终设计竖井（3。此施工方式的重点在于如何形成天井。图3通风竖井施工方式简图“中心扩孔”法具有本钱低、速度快、作业环境较好和平安等特点。高精岩作业时，先导井口盖上井盖，人员和设备平安取得了保障。雪峰山隧道3号竖井的岩层属于中硬以下岩石，超级适合天井钻机的钻进作业，且此施工方式采矿方面已有成功的先例，如兖洲矿务局济宁3号井（付井8m600m300m1/4。天井钻机介绍[3]国内外现状及进展趋势621000201967年,长沙矿山研究院率先开始国内的天井钻机研究，70年代正式开始样机研制工作，通过80年代以前的刀具和液压马达攻关、80年代以后的增加品种时期，此刻已经有14种型号、近11070000m目前世界上天井钻机正朝着大、小、深、盲、斜、智能化和两级迈步式扩孔3m,而国外已达φ，能够预见的是，依机的设计钻进深度最深已达1200m；三是盲天井钻机稳固持续进展：这种钻机取消了传统的钻杆，采纳迈步移动式，即钻机进入井内钻进，并运用了运算机操450～900TamrockRhino1000E型钻机和日本KokenBM雪峰山隧道3#竖井天井选用钻机介绍雪峰山隧道 3#竖井天井选用了长沙矿山研究院新改良的成熟产品：“AT2000G型”深天井钻机，该设备有如下特点：整套设备采纳全液压驱动操纵系统,各钻进参数（轴压、转数和扭矩等）可依照岩石情形和钻进深度无级调整抗冲击性好，工作平稳；采纳双油缸推动系统,推动力大，平稳性好；回转系统采纳双低速大扭矩液压马达结构简单性能靠得住的三轴式一般直齿轮减速器和具有轴向浮动万向摆角机构的机（用以弥补连接钻杆时旋扣起落速度与推动速度差及排除钻进中钻杆偏摆产生的附加弯矩；主机、泵站、操作台和钻杆车均采纳轨轮移动方式运搬方便采纳单梁悬臂式电动葫芦吊车和旁侧式液压机械手递送钻杆系统能从钻机前方的任意方位迅速地将钻杆或稳固器准确地递送到钻进轴线上方便灵活采纳压力水排渣冷却系统钻进现场无粉尘污染；钻机采纳向下钻导向孔、向上扩孔、全断面切割、直接成井的钻进方式，天井能直接钻通，扩孔刀头从上水平掏出。要紧技术性能指标如下：导孔直径扩孔直径Φ241mmΦ～钻进深度400(Φ～120m(Φ钻进角度60°～90°导孔转数0～30r/min扩孔转数0～13r/min导孔推力0～900kN扩孔拉力0～1800kN扩孔扭矩0～快速上升速度0～min快速下降速度0～min钻进偏斜率≯1%总功率180kw主机搬运尺寸3000x1400x1900（长x宽x高）mm主机工作尺寸4500x1800x4100（长x宽x高）mm综合成井速度（中硬以下岩石： ～h供水系统等组成（见图4。主机是设备的工作执行机构，要紧由回转部份（1108、推动部份（2、车身部份（345等、钻杆装卸部份（713和机械手6等、主机固定部份（1和压板）等组成（见图5。图4 型深天井钻机润滑系统2.基础3.主机4.钻具5.操纵台6.电控柜7.钻杆车8.泵站9.供水系统10.专用工具图5主机结构1.车架千斤顶2.插板3.车架4.斜撑缸5.斜撑杆6.机械手7.辅助卸钎器8.机头9.机架10.减速箱11液压马达12推动缸13吊车钻前预备地脚螺丝，固牢主机。钻导向孔。稳固器完全进入导孔时，才能慢慢将轴压和转速增加到正常值，并改用持续推动。距第一个稳固器7～8m时接入第二根稳固器（仍起导向作用。以后，每隔15～20m装一根稳固器(要紧起50m改换刀头扩孔（即每进行一次瞬时推动，都必需等刀头的冲击明显平稳后再实施下一次瞬时推动。如此反复，直至岩面全数刮平（所有滚刀均接触岩面）注意的几点是：要先开水（作用是冷却刀具和灭除粉尘，后开钻。先停钻，后停水。卸钻杆前要超扩必然深度，确保换钻杆时扩孔刀具离开岩面。（或孔洞区，冲击趋于平稳，再恢复按常压扩孔。若是扩孔进程中发生进尺异样（进尺很慢或不进尺有可能是刀具损坏，可将扩孔刀头放到下水平检查、改换已损坏的刀具。大的冲击，造成卡钻、主机移位或损坏机件。钻机应用的有关重大问题[4]用AT2000G型深天井钻深380m、直径天井的计算和可行性分析、扩孔拉力的校核钻380m井深、直径刀头、硬度f10的岩石中所需的扩孔拉力T：T=nPD+W=8x90+809=1529（kN）式中：n—滚刀数，刀头的n=8PD—每把滚刀所需的拉力，一PD＝70～120kN，镶齿盘形滚刀、硬度f8的岩石，取 PD＝90kNW—随机向上运动的最大重量W=W1+W2+W3+W4+W5+W6=+8++14+760+=809（kN）式中：W1—减速箱重量，W1＝W２—推动缸随动重量，W２＝8kNW３—辅助卸钎重视量，W３＝W4—油马达、机头及其它重量，W4＝14kNW5—最大钻杆重量（按m计＝W６—扩孔刀头重量，W６＝由于所需的扩孔拉力T(=1529kN)小于钻机推动缸产生的扩孔拉力（ 0～N，因此知足要求。、扩孔转数的计算直径刀头所需的扩孔转数n扩：n扩=60V刀/πD=/(π=（r/min）式中：V刀—扩孔刀头边刀的线速度，取V刀=（m/s）D—扩孔刀头外径，D=（m）由于刀头所需的扩孔转数n扩 (=14r/min)大于钻机产生的扩孔转速0-17r/min,因此知足扩孔转数要求。、扩孔扭矩的校核直径Ф刀头、硬度f10的岩石中所需的扩孔扭矩M1：M1=（）式中：K—表征岩石特性常数，Ｋ=6x10-5D—刀头直径，D=150（cm）W—刀头直径单位长度上的重量，Ｗ=72000/150=480（kg/cm）380m深井扩孔中由于孔中20根稳固器所消耗的扭矩M２：M2=nM稳＝=16式中：n—稳固器的利用数量，n=20M稳—每一个稳固器与岩壁摩擦所消耗的扭矩，取M稳=实际扩孔所需扭矩M:M=M1+M2=+16=钻机的额定扩孔扭矩为0～6（，大于所需计算扭矩（，因此知足要求。、结论通过理论计算，该钻机的要紧参数 —扩孔拉力、转数和扭矩均能知足在380m井深、直径Ф、岩石硬度f10的条件下的扩孔要求，因此该方式是可行的穿孔速度与刀具负载实验得出扩孔时穿孔速度与刀具负载之间的关系曲线，见图6。图6滚刀穿孔速度曲线力小于最小刀具负载（在图示不正常范围内，那么穿孔速度过慢，刀具磨损加正确选择扩孔拉力（刀具负载）是十分重要的。扩孔刀具的负载（滚刀计算：T＝(F-W)/n kN式中：T──每把滚刀上的负载，kN；F──主机的扩孔拉力，kN；W，；n──刀头上的滚刀数量。（负载成正比。当增加的负载使扭矩超过额定值时，主机拖带不动而产生卡钻。故它又要知足下式：T＝M/ kN式中：M──主机的回转扭r──扩孔半径 mf──摩擦系数其余符号同上式。用上式计算时，若是是液压钻机，M值取主机额定扭矩的85％，若是是电动钻机，那么取75％；f值一样在～之间，在极硬岩层中和利用球齿滚刀时，f值取,•软岩和利用契齿滚刀时取，中硬岩和利用镶齿盘形滚刀时取。钻进偏斜率天井钻机的钻进偏斜率一样可操纵在1％之内。可是，必需采取以下方法：10～20m有效作业率天井钻机的效率较高，一样月成井在100m左右，作业率约为90％。由于硐室预备、设备搬迁、排渣、上卸钻杆、改换钻头和扩孔刀头等辅助作业要花大量时刻，实际花在纯钻导孔和纯扩孔的时刻仅占总时刻的40％左右。认真安排钻进打算和钻进工艺能够减少这些辅助作业时刻，提高钻机的有效利用率。钻进本钱天井钻进本钱要紧由钻机折旧、硐室预备、水、电、油的消耗、钻头和滚刀损耗、维修和人工工资等费用组成。它随岩石硬度转变有较大不同，在极硬岩石（抗压强度在350MPa以上）中的钻进本钱比在中硬以下岩石（抗压强度在以下）3～5～7倍；第老是稍低于或相当于吊罐法。结语在公路隧道通风井的选择上，竖井能够大大减小通风阻力，从而降低通风期有保障（3；钻进本钱低；无炮烟、水淋，噪音和粉尘浓度小，作业环境好。笔者以为，随着社会的进步，科技的进展，天井钻机直径、深度、倾角可无爆破成井,不破