攀枝花（煤业）集团有限公司太平矿 四川攀枝花 617014
摘要：太平煤矿采区通风系统原设计时，一般采取顺为层或逆煤层打设回风上山的方式通风，这种通风方式巷道掘进量大，作业时间长；在采区竖直煤仓施工时，一般采取先使用小直径反井钻机钻孔、扩孔，最后人工放炮扩孔的方式作业，作业困难且危险系数大；采用大直径反井钻机竖直反井钻机一次成巷技术，在竖直通风、采区煤仓施工过程中减少了施工难度，提高施工安全系数，保证了矿井安全生产，提高了竖井的可靠性。
关键词：竖直反井；通风；煤仓
1.项目背景
太平煤矿现行竖井扩孔方法，先使用钻机钻一个直径150mm的孔，再使用反井钻机扩孔至1m，最后采用人工扩孔的方式采用自上而下的模式将孔扩至所需的孔径。矿井扩孔的机械化程度低，单产水平低、安全条件差，工效偏低，为了达到矿井核定生产能力，采用多工作面、人员密集型的落后扩孔方式。随着市场竞争的日趋激烈、高效集约化生产结构调整步伐的不断加快，需要对矿井现行扩孔方法进行改革。结合国内其他地方扩孔技术水平，在矿井采用大直径反井钻机竖直反井一次成巷技术是完全可行的。
2、传统竖井施工工序
交接班→提升前安全检查→提升吊笼敲帮问顶（从上往下找净井壁浮石伞檐）→吊笼到位、停稳固定→敲帮问顶（找净工作面井壁浮石伞檐）→钻眼→装药、连线→提升吊笼（人员出吊笼）→起爆竖井下口装货→机车牵引外运。
3、大直径反井钻机竖直反井一次成巷施工工艺
1、钻扩井采用ZFY2.5-200型钻机钻、扩井。
2、钻机施工前，必须由矿测量人员给定回风竖井中心并进行核对，确保施工精度。
3、在竖井上口确定位置安装ZFY2.5-200型钻机。
4、先用竖井上方小钻（Φ0.27m）打钻至竖井下口，在竖井下口安设扩孔器（Φ2.5m）进行扩孔。
5、施工工序：交接班→钻井前安全检查→钻井Φ0.27m小孔→采用Φ2.5m钻头扩井从下往上扩井→竖井下口石门内的浮货采用耙斗机装岩。
6、岩石运输路线：竖井下出口耙斗机出货至1吨矿车内，再由机车运输至阶段石门，经采区材料上山，提升至水平运输大巷，经付一斜井提升至+1100m水平，转运至地面排矸场进行卸载。
4、大直径反井钻机竖直反井一次成巷技术在实际工程中的应用
+700m水平南一采区回风竖井钻场位于3101石门21-2号煤层顶板处，距离煤层距离为14m，本次设计为两个竖井，长度均为96m。井子施工将以此揭露21-2、21-3、22、23-2、24号五个煤层。
计划扩井为南一采区2#溜煤井，从3102石门钻场起钻，跨越3103石门，计划钻井深度96m，孔径2.5m：上口标高：+904.6m，下口标高：＋806.8m。
地面相对位置：该工作面相对应的地面位置位于A41勘探线以北150m处，工作距地面垂深为435m。
井下位置与四邻关系及四邻采动情况：钻场西边为+700m水平南一采区回风平巷，东边为+900m水平南二总排上山，南边为+700m水平南一采区21-2号煤层回风上山。（图1）
5、大直径反井钻机竖直反井施工与传统施工方案对比
（1）方案一
在+700m水平南一采区下组（上段）布置二条回风竖井（3101石门底板标高至3103石门顶板标高段），下组（下段）布置一条回风竖井（3103石门底板标高至3104石门顶板标高段），并在3101石门回风井横川至+900m南二总排上山下口建设风桥将+700m南一采区石门及3102石门变电所回风引入+900m南二总排。从3101石门沿21-2号煤层顶板施工一条巷道（3121-21回风平巷），与+900m水平南三采区石门贯通，与+900m水平南二总排上山一齐做为+700m水平南一采区回风巷道，巷道断面规格：竖井采用大直径反井钻机施工竖直反井，ZFY2.5/200型钻机施工，φ2.5m，净断面积4.9m²。3221-21回风平巷掘送规格：下底宽4.3m，中高2.8m，巷道断面积10.52m2。
（2）方案二
在3101石门回风井横川施工一条+700m南一采区上部回风上山（25°）贯通+900m水平南二采区总排上山，并在+700m水平南一采区下组布置一条回风竖井（3101石门底板标高至3104石门顶板标高段）。从3101石门沿21-2号煤层顶板施工一条巷道（3121-21回风平巷），与+900m水平南三采区石门贯通，与+900m水平南二总排上山一齐做为+700m水平南一采区回风巷道。
巷道断面规格：+700m南一采区上部回风上山下宽×中高=3.0m×2.8m，净断面积7.8m²；竖井采用ZFY2.5/200型钻机施工，φ2.5m，净断面积4.9m²。3221-21回风平巷掘送规格：下底宽4.3m，中高2.8m，巷道断面积10.52m2。
.png)
图1设备布置示意图
（3）方案三
在3101石门回风井横川施工一条+700m南一采区上部回风上山（25°）贯通+900m水平南二采区总排上山，并将21-2煤层回风上山（3104～3103、3102～3101段）进行扩大断面和支护。从3101石门沿21-2号煤层顶板施工一条巷道（3121-21回风平巷），与+900m水平南三采区石门贯通，与+900m水平南二总排上山一齐做为+700m水平南一采区回风巷道。
巷道断面规格：+700m南一采区上部回风上山下宽×中高=3.0m×2.8m，净断面积7.8m²；21-2煤层回风上山断面扩大至下宽×中高=3.0m×1.6m，4.8m2（目前3104～3103、3102～3101段最小断面为下宽×中高=1.9m×1.5m，2.85m2）。3221-21回风平巷掘送规格：下底宽4.3m，中高2.8m，巷道断面积10.52m2。
（4）方案比较
.png)
（5）方案选择
通过上述比较，方案一大部分工程使用反井钻机施工，安全管理难度小，占用掘进队伍时间短，且工程量成本投入相对较小。方案一比方案二和方案三优越，故选择方案作1作为+700m水平南一采区通风系统优化方案。
（6）确定钻井参数：
采用ZFY2.5/200型大直径反井钻机竖直反井钻机施工，井深96m。巷道断面规格：采用竖井施工，φ2.5m，净断面积4.9m2。
6、结论
大直径反井钻机竖直反井一次成巷工艺的成功实施，改变了矿井传统的竖井扩井方法，同时该工艺的成功实施，劳动强度低，单产水平高；工序简单，管理方便，生产潜力大；煤尘少，工作环境好、巷道成型好，取得了大直径反井钻机竖直反井一次成巷工艺的技术突破，为矿井乃至集团公司同类煤层综采提供了技术支撑，具有显著的社会经济效益。