概況：在(zai)LM系(xi)列反(fan)井(jing)鉆機(ji)設備和工藝技(ji)術上取(qu)得較大進步，為(wei)(wei)了(le)適應煤炭、水(shui)電等深井(jing)工程建設的(de)需(xu)要，由研制成LM-400型、LM-300型反(fan)井(jing)鉆機(ji)，和用于(yu)抗壓(ya)強度達到300MPa的(de)極硬巖(yan)滾刀，為(wei)(wei)拓展反(fan)井(jing)鉆井(jing)技(ji)術應用打(da)下基礎。

　　1．反井鉆機應用

　　反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)在(zai)(zai)20世(shi)紀五十到六十年(nian)代出現在(zai)(zai)美國和德國采(cai)礦(kuang)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)領域，它(ta)是將(jiang)隧(sui)道掘進機(ji)(ji)和鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)(jing)法鑿(zao)井(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)結合形成的井(jing)(jing)(jing)(jing)筒施(shi)工(gong)(gong)設備，用(yong)(yong)于施(shi)工(gong)(gong)礦(kuang)山地下暗井(jing)(jing)(jing)(jing)、溜井(jing)(jing)(jing)(jing)、礦(kuang)倉等導井(jing)(jing)(jing)(jing)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)。我國在(zai)(zai)八十年(nian)代將(jiang)反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)用(yong)(yong)于煤礦(kuang)地下工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)中，煤炭(tan)科學研究總院研制出LM系列(lie)反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)，其中LM-120型反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)1986年(nian)第(di)一次(ci)應(ying)用(yong)(yong)在(zai)(zai)開灤(luan)趙(zhao)各莊礦(kuang)，LM-200型反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)在(zai)(zai)1992年(nian)4月首次(ci)將(jiang)LM-200型反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)應(ying)用(yong)(yong)于十三陵(ling)抽水蓄(xu)能電站(zhan)(zhan)，完成直(zhi)徑1.4m深度(du)158m出現豎井(jing)(jing)(jing)(jing)導井(jing)(jing)(jing)(jing)施(shi)工(gong)(gong)，到目前(qian)反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)機(ji)(ji)先(xian)后(hou)在(zai)(zai)國內(nei)各大(da)礦(kuang)務局（礦(kuang)業集(ji)團公司），十幾個水電站(zhan)(zhan)和抽水蓄(xu)能電站(zhan)(zhan)等工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)應(ying)用(yong)(yong)，最大(da)豎井(jing)(jing)(jing)(jing)深度(du)316m，最大(da)斜井(jing)(jing)(jing)(jing)長度(du)236m（傾角(jiao)50度(du)），由(you)于反(fan)(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)(jing)施(shi)工(gong)(gong)技術具有安全、快速、高質量等優勢，得到地下工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)建設者(zhe)的歡(huan)迎。

　　2．LM系列反井(jing)鉆機

　　LM系(xi)列反井(jing)鉆機包(bao)括LM-90型、LM-200型和LM-200型，原設(she)(she)計(ji)主(zhu)要是為煤(mei)炭系(xi)統中(zhong)硬巖石（小(xiao)于(yu)100MPa）、深(shen)(shen)度小(xiao)于(yu)200m，直徑(jing)0.9－-1.2－1.4m的反井(jing)工(gong)(gong)程(cheng)，雖然在實際工(gong)(gong)程(cheng)應用中(zhong)也(ye)(ye)完成(cheng)深(shen)(shen)度、巖石硬度都超過設(she)(she)計(ji)的豎井(jing)和斜井(jing)，但施工(gong)(gong)工(gong)(gong)效(xiao)大大降(jiang)低，事(shi)故率也(ye)(ye)大大增(zeng)加，難以滿足(zu)快速建設(she)(she)煤(mei)炭、水(shui)電深(shen)(shen)井(jing)工(gong)(gong)程(cheng)的目的。LM系(xi)列反井(jing)鉆機設(she)(she)計(ji)主(zhu)要意圖(tu)有(you)：

 　　盡量減輕(qing)設備重量和(he)體(ti)積，便于井筒(tong)內提升下放和(he)井下運輸；

 　　要(yao)滿足(zu)煤(mei)礦井下(xia)有(you)瓦斯、煤(mei)塵條件下(xia)防爆要(yao)求；

 　　煤炭沉積地層巖石(shi)一般(ban)礦壓強度較低(di)，單(dan)軸抗壓強度小(xiao)于(yu)100MPa；

 　　鉆孔(kong)直徑小于(yu)1.4m到2.0m，鉆孔(kong)深度(du)小于(yu)200m：

 　 3．LM系列反井鉆機完成的部分工程(cheng)

 　　反井鉆機可以應用在地下工(gong)程中。

　  4．新型反(fan)井鉆機研制

 　　2.1 ZFY2.0/400型(xing)（LM-400型(xing)）強力反(fan)井鉆機

 　　為(wei)改變LM系列反(fan)(fan)井(jing)(jing)鉆井(jing)(jing)在煤(mei)(mei)炭(tan)、水電(dian)深井(jing)(jing)工(gong)程(cheng)中(zhong)應用的一(yi)些不足之處，北(bei)京中(zhong)煤(mei)(mei)礦山工(gong)程(cheng)有限公司(si)（原煤(mei)(mei)炭(tan)科學研究總院北(bei)京建井(jing)(jing)研究所）又(you)研制成(cheng)功ZFY2.0/400型（LM-400型）強力反(fan)(fan)井(jing)(jing)鉆機，該機是科技部專項資(zi)金項目。

 　　2.1.1 ZFY2.0/400型反井鉆機主(zhu)要技術參數為：

　　(1) 導孔直徑： 270mm

 　　(2) 擴(kuo)孔最大直徑： 2.0m

 　　(3) 鉆孔深度： 400m

 　　(4) 鉆孔傾(qing)角(jiao)： 45～90°

 　　(5) 適用(yong)巖(yan)石： 單軸(zhou)抗壓強度<250MPa

 　　(6) 額定推(tui)力(li)： 1650kN（25 MPa）

 　　(7) 額(e)定拉力： 2400kN（25 MPa）

 　　(8) 額定(ding)扭矩(ju)： 101.5kNm( 20 MPa）

 　　2.1.2 ZFY2.0/400 型反井鉆(zhan)機特點：

 　　(1)該機專門為煤(mei)炭、水(shui)電深井(jing)工程特(te)點(dian)設(she)計，可(ke)以(yi)在堅硬的巖石中施工深度(du)400m，直(zhi)徑φ1.4、φ1.7、φ2.0m多種(zhong)直(zhi)徑的豎(shu)井(jing)和斜井(jing)導井(jing)工程；

 　　(2)采(cai)用L型主機框架結構，減輕了(le)主機重量，易(yi)于(yu)調節(jie)鉆(zhan)進角度和方位，便于(yu)斜井施(shi)工。主機前后分別(bie)用兩根拉桿固(gu)定(ding)，鉆(zhan)架間用較(jiao)大(da)截面型鋼(gang)固(gu)定(ding)，具有可靠的穩(wen)定(ding)性(xing)；

 　　(3)擴孔(kong)時(shi)，采用(yong)大扭(niu)矩雙液(ye)壓馬達(da)驅動(dong)，使鉆(zhan)頭產生較(jiao)大的扭(niu)矩；

 　　(4)配備高(gao)性(xing)能液壓油(you)過濾、冷卻系統，保證鉆機(ji)液壓系統能夠長時(shi)間(jian)連續(xu)、穩定(ding)的工(gong)作；

 　　(5)加長了鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿，減少(shao)裝卸扣(kou)長度，從(cong)而減少(shao)輔助操作時間，提高鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿特別是鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿絲扣(kou)的壽命，雖然鉆(zhan)(zhan)(zhan)機高度增加，但是對(dui)于主(zhu)要應(ying)用于深(shen)井鉆(zhan)(zhan)(zhan)進，體積限制較(jiao)小；

 　　(6)采用全套自備的(de)鉆桿搬運(yun)與裝(zhuang)卸(xie)輔助(zhu)設備，包括液控(kong)小型轉盤吊、液控(kong)機械手、翻(fan)轉架、輔助(zhu)卸(xie)扣裝(zhuang)置等，使鉆桿的(de)裝(zhuang)卸(xie)靈(ling)活、準確、操(cao)縱(zong)機械化。

　　2.1.3 ZFY2.0/400型反(fan)井鉆機(ji)實際應用

　　(1)ZFY2.0/400型(LM-400型)反井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機(ji)(ji)設計完(wan)成后投入加工生產，2002年(nian)9月(yue)18日(ri)出廠驗收，2003年(nian)初運到瑯琊山抽水蓄(xu)能電站，對鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)進(jin)行(xing)(xing)循環系統進(jin)行(xing)(xing)配套；施工鉆(zhan)(zhan)(zhan)機(ji)(ji)基礎；進(jin)行(xing)(xing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機(ji)(ji)安裝、調(diao)平找正、澆(jiao)注地(di)(di)(di)腳螺(luo)栓(shuan)；鉆(zhan)(zhan)(zhan)機(ji)(ji)是運轉(zhuan)；整(zheng)個系統試運轉(zhuan)；導孔(kong)(kong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)；處(chu)理(li)不良地(di)(di)(di)層；拆到孔(kong)(kong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)頭；接擴孔(kong)(kong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)頭；擴孔(kong)(kong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)；拆機(ji)(ji)。完(wan)成了直徑1.4m、深(shen)度148.3m的地(di)(di)(di)下廠房排煙豎(shu)井(jing)，其中導孔(kong)(kong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)進(jin)時(shi)間12天，包括處(chu)理(li)不良地(di)(di)(di)層4天，擴孔(kong)(kong)時(shi)間10天。

 　　(2)宜興抽水蓄(xu)能(neng)電(dian)站(zhan)位于(yu)江蘇省宜興市境內的西南郊10km處的銅官山區(qu)，電(dian)站(zhan)安(an)(an)裝4臺(tai)單機容量(liang)為(wei)250MW的可逆式發電(dian)機組，總裝機容量(liang)為(wei)100MW。電(dian)站(zhan)樞紐主(zhu)要由上水庫、輸水系統(tong)、地下廠(chang)房(fang)系統(tong)、地面開(kai)(kai)關站(zhan)、下水庫及補水工程等(deng)建筑物組成(cheng)(cheng)(cheng)。電(dian)站(zhan)建設開(kai)(kai)工后(hou)，廠(chang)頂(ding)交通(tong)洞施工到位后(hou)，可以開(kai)(kai)始廠(chang)房(fang)排煙(yan)豎(shu)井(jing)施工，以便廠(chang)房(fang)開(kai)(kai)挖(wa)階段通(tong)風(feng)。首先完成(cheng)(cheng)(cheng)排煙(yan)豎(shu)井(jing)上口明挖(wa)施工，開(kai)(kai)挖(wa)到較完整、風(feng)化程度低(di)的巖石，施工鉆(zhan)機基礎和循環(huan)池，然(ran)后(hou)安(an)(an)裝鉆(zhan)機，最后(hou)鉆(zhan)成(cheng)(cheng)(cheng)直(zhi)徑1.4m、深(shen)度218m的地下廠(chang)房(fang)排煙(yan)豎(shu)井(jing)。

　　2．2 LM-300型(xing)反井(jing)鉆機

　　LM-300型(xing)反井鉆機(ji)和LM-400型(xing)設(she)計側(ce)重點不同，后(hou)者(zhe)主要(yao)針對地面條件(jian)下施(shi)工(gong)深井，前者(zhe)是在水(shui)電建設(she)工(gong)程(cheng)應(ying)用普遍的(de)LM－200型(xing)反井鉆機(ji)替代產(chan)品，解決LM－200型(xing)反井鉆機(ji)能力偏低的(de)缺(que)點，仍(reng)保留(liu)體積小、重量輕、搬(ban)遷移動方便的(de)特點，具有更強(qiang)的(de)適應(ying)性。主要(yao)技術參數為(wei)： 

　　 (1) 導孔直(zhi)徑： 216mm

 　　(2) 擴孔最大(da)直徑： 1.4m

 　　(3) 鉆孔深度： 300m

 　　(4) 鉆(zhan)孔傾角： 50～90°

        (5) 適用巖石(shi)： 單軸抗壓強度<200MPa

 　　(6) 額定(ding)推力： 320kN（25 MPa）

 　　(7) 額(e)定拉力(li)： 1256kN（25 MPa）

 　　(8) 額(e)定扭矩(ju)： 50kN.m（20 MPa）

　　2．3 破巖滾刀

　　破巖(yan)(yan)(yan)(yan)滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)是反(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)機(ji)及反(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)井(jing)(jing)(jing)技術關鍵，特別是硬巖(yan)(yan)(yan)(yan)反(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)破巖(yan)(yan)(yan)(yan)滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)研(yan)(yan)制，技術難(nan)度(du)(du)更大(da)。2003年水電(dian)電(dian)站建設(she)的大(da)力發展，其(qi)中(zhong)大(da)部(bu)分(fen)選址在堅硬巖(yan)(yan)(yan)(yan)石中(zhong)，如(ru)山(shan)東泰(tai)(tai)安(an)抽(chou)水蓄(xu)(xu)能電(dian)站、四川自一里電(dian)站、吉林白山(shan)電(dian)站、福建穆陽溪電(dian)站等(deng)多為花崗巖(yan)(yan)(yan)(yan)地層，巖(yan)(yan)(yan)(yan)石堅硬，單軸(zhou)抗壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)達到250MPa，泰(tai)(tai)安(an)抽(chou)水蓄(xu)(xu)能電(dian)站花崗巖(yan)(yan)(yan)(yan)抗壓強(qiang)(qiang)度(du)(du)達到310MPa，這(zhe)類巖(yan)(yan)(yan)(yan)石石英(ying)、長石等(deng)磨粒性強(qiang)(qiang)的礦物含量(liang)在70％以上(shang)(shang)。專為煤炭軟巖(yan)(yan)(yan)(yan)以及中(zhong)硬巖(yan)(yan)(yan)(yan)滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)已(yi)不能滿足施工(gong)需要，在泰(tai)(tai)安(an)抽(chou)水蓄(xu)(xu)能電(dian)站是用(yong)普通滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)，其(qi)壽(shou)命只有5－10m，工(gong)效非常(chang)低，破巖(yan)(yan)(yan)(yan)刀(dao)(dao)具費用(yong)達到每(mei)米一萬元以上(shang)(shang)，這(zhe)樣反(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)鉆(zhan)機(ji)將無法作(zuo)為工(gong)程(cheng)設(she)備應(ying)(ying)用(yong)。為此，進行(xing)了滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)技術科技攻關，研(yan)(yan)制出特殊(shu)的硬巖(yan)(yan)(yan)(yan)滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)，在泰(tai)(tai)安(an)工(gong)程(cheng)應(ying)(ying)用(yong)其(qi)壽(shou)命達到125m以上(shang)(shang)，并經(jing)多個電(dian)站不同巖(yan)(yan)(yan)(yan)石條件應(ying)(ying)用(yong)實踐，硬巖(yan)(yan)(yan)(yan)滾(gun)(gun)(gun)刀(dao)(dao)可(ke)以滿足不同工(gong)程(cheng)需要，解決了硬巖(yan)(yan)(yan)(yan)地層中(zhong)鉆(zhan)進反(fan)(fan)井(jing)(jing)(jing)的難(nan)題。

　　5．結語

　　隨著我國(guo)能(neng)源開發需要，煤炭、水電、冶金(jin)等有(you)大量地下工程，反(fan)井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機的應用(yong)范圍將日益(yi)擴展。LM-300和LM-400型反(fan)井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機的研制，極(ji)硬巖滾(gun)刀的在泰安抽水蓄能(neng)電鉆(zhan)(zhan)(zhan)的成(cheng)功應用(yong)，使(shi)反(fan)井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機能(neng)夠較高效的破(po)碎巖石，提(ti)高了(le)反(fan)井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機功效，降低了(le)工程成(cheng)本(ben)。今(jin)后應加強對深井(jing)反(fan)井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)井(jing)工藝(yi)的研究(jiu)，使(shi)反(fan)井(jing)鉆(zhan)(zhan)(zhan)機在地下工程建設中發揮(hui)更大作用(yong)。