1 暗豎井反井鉆機施工機械化配套具有下部聯絡道的暗豎井井筒施工采用反井鉆機導硐擴孔與人工正向短段掘砌混合作業法施工，合理

的機械設備配套是實現快速優質施工的重要保證。普朗銅礦進風暗豎井井筒施工機械設備選型借鑒了立

井施工設備配套先進經驗，并充分考慮反井鉆機施工的特點，所采用的井筒施工機械設備見表 1。

2 暗豎井小導硐反井鉆機施工方案暗豎井小導硐反井鉆機施工可分為小導硐反井鉆機施工和正向擴刷短掘短砌混合作業施工兩個步驟，工藝流程見圖 1 所示。

2.1 小導硐反井鉆機施工

(1) 反井鉆機安裝準備。在進行反井鉆機施工前,暗豎井的上部和下部聯絡道應已形成，并能方便提供固定電源供電及施工用水和壓風，在暗豎井井口布置反井鉆機主機位置澆筑混凝土基礎，用 43 kg/m 鋼軌直接鋪設至井口上方的混凝土基礎上，并在旁邊搭設泵站和鉆具存放場地，軌道下部布置循環池和循環泵等；反井鉆機基本就位后，接通工作電源，啟動鉆機車；安裝一臺 15 kW 通風機并用 Φ600 mm 的膠質風筒接至井口鉆機位置進行通風，保證施工人員在良好的通風條件下工作。(2) 小鉆頭正導孔作業。在進行小鉆頭正導孔施工前，先開孔鉆進，深度約為 5 m；待開孔結束后拆去扶正器和開孔鉆桿，采用帶導向的綜合式異徑鉆具，換上正常鉆進的直徑 244 mm 小鉆頭；用鉆機輔助設備連接鉆桿，接好鉆桿后，開啟泥漿泵供洗井液和冷卻用水，開始從上往下開孔鉆進；直徑 244 mm 小鉆頭正導孔開始鉆進時采用高轉速低鉆壓，動力水龍頭的轉速使用快速擋，鉆壓為 2～5 MPa。

(3) 盤形滾刀鉆頭反向擴孔。小鉆頭正導孔鉆穿巖層后，暗豎井下出口位置用卸扣器將直徑 244 mm正導孔小鉆頭及其配套鉆桿換下，用吊車或裝載機將直徑 1200 mm 盤形滾刀鉆頭運至貫通的正導孔下方，將上下提吊塊分別和盤形滾刀鉆頭、導孔鉆桿固定；采用低鉆壓和低轉速鉆，待盤形滾刀鉆頭全部鉆進時再加壓，當盤形滾刀鉆頭鉆至距基礎 1.4 m 時，要降低鉆壓慢速鉆進，慢慢的擴刷小導硐，直至盤形滾刀鉆頭露出地面。

(4) 反井鉆機拆除。反井鉆機撤場時，除盤形滾刀鉆頭由暗豎井上部工作面撤場外，其余部件撤場方法與進場方案相同，但拆除步驟與安裝步驟基本相反；盤形滾刀鉆頭不能直接提出井口，應將盤形滾刀鉆頭卡固在鋼軌上、拆掉反井鉆機的前后斜拉桿和各種油管，將主機車從鉆架上拆掉，將鉆架主機車和一些輔助設備拆下；將擴孔鉆頭吊裝牢，并拆掉軌道，將盤形滾刀鉆頭提出孔外，運到井上，全部鉆孔工作結束，并做好小導硐保護。

2.2 正向擴刷短掘短砌

(1) 擴刷準備段施工。小導硐掘進完成以后，先從上往下掘進長度 5 m 的暗豎井井筒為擴挖準備段，打眼過程中采用架管扣件將反井掘砌的小導硐封閉，確保施工安全；待該準備段井筒掘進完成后進行暗豎井井口段的支護，支護完成后，在暗豎井井口安裝封口盤；進行簡易井架和穩車等生產輔助系統的安裝，井架采用 I25 工字鋼制作，打地錨桿固定井架，人員及材料的提升采用直徑 1.2 m 吊罐；對生產系統進行安全調試，形成正常作業條件。

(2) 擴刷鉆眼爆破出碴。在小導硐與暗豎井設計斷面周邊間根據實際地質情況、擴挖厚度進行鉆孔爆破，使用 4 臺 YTP-26 手持式鉆機打眼；安裝一臺JTB-1.2 型絞車作為主提升，風水管通過穩車從暗豎井井口下放至工作面；打眼、裝藥、聯線完成后，人員、設備撤出工作面，拆除吊籃并用鋼絲繩上提至暗豎井井口；井筒內鋼絲繩懸吊電纜放炮，采用 LR-Z 型發爆器井口遠距離起爆磁電雷管爆破；爆破擴刷產生的矸石，自由掉落至暗豎井井底聯絡道，用鏟車將矸石鏟起倒入汽車車廂，再由汽車運至排矸場。

(3) 擴刷段支護襯砌。支護前，對擴挖段圍巖進行安全檢查，敲幫問頂確保頂、邊幫無松石浮石后，進行作業面風水管連接等工作；采用整體下滑金屬模板，模板砌筑，模板高度 3 m，砌筑段高 2.8 m；穩模后，搭接部分套牢老模砼，在該搭接鐵板高度內沿井筒周邊均勻預留幾個澆注漏斗，采用活動鐵板封口，澆注滿后將鐵板合攏封口，確保接茬密實。

3 反井鉆機快速施工關鍵技術 

3.1 改進反井鉆機實現小導硐施工在云普朗銅礦進風暗豎井施工中，對 LM200 型反井鉆機進行改進優化，將內圈擴孔盤刀適當外移并將盤形滾刀鉆頭由 Φ1400 mm 更換為 Φ1200 mm 以保證盤刀受力均勻及提高鉆機扭矩，縮小導硐直徑，大大加快了導硐貫通時間；同時采用合金穩定條加固擴孔中心管以防止鉆頭斷裂，如圖 2 所示，經過加固后的104 采 礦 技 術 2019, 19(3)擴孔鉆頭在后期施工中基本不斷裂，從而保證了施工進度，降低施工成本；另外，將原操作臺配置 Φ6 mm供油管和 Φ10 mm 回油管，改為 Φ10m 供油管和 Φ6回油管后，供油量足，動作靈敏。為控制反井鉆機鉆孔偏斜，要保證安裝質量，基礎平整堅實，并把好換徑關，換徑時，采用帶導向的綜合式異徑鉆具；采用鐘擺鉆具、偏重鉆鋌等組合式鉆具，增強鉆具的穩定性和導正作用，從而提高了防斜能力。

3.2 寬孔距小抵抗線毫秒光面爆破暗豎井擴刷時，小導硐起溜井作用，導硐直徑和爆碴塊度匹配才能保證擴挖時順利出碴，因導硐直徑限制，控制爆破塊度成為工藝的關鍵。有小導硐的暗豎井鉆爆法由于不需要掏槽，開挖斷面又比較大，有兩個臨空面，類似臺階爆破，爆破設計時借鑒臺階爆破法，采用寬孔距小抵抗線毫秒光面爆破，在保持炮孔負擔面積不變的前提下，加大孔距、增大孔深、減小抵抗線，即增大密集系數的爆破技術，結合豎井擴挖鉆孔爆破，保證了暗豎井擴挖爆破時小導硐不堵塞，井筒成形質量好，有效地提高了井筒掘進爆破效果。云南迪慶普朗銅礦溜破系統進風暗豎井爆破擴刷時，正常情況下炮眼深度為 3 m，炮眼利用率為 0.83，布置炮眼 3 圈(見圖 3)，爆破效果詳見表 2。

3.3 改進整體下滑金屬模板為實現暗豎井井筒砌壁的快速優質施工，將金屬模板進行整體改進，采用的 MJY 型整體金屬刃角下行模板的上口布置 8 根導向工字鋼，施工中能方便脫立模，大大縮短立模時間；金屬模板采用 10 mm 厚鋼板卷焊而成，以抵抗爆破沖擊，整個鋼模預留一條搭接縫，采用液壓伸縮油缸調節模板的伸縮；為防液壓伸縮油缸爆破時被砸壞，對支拆鋼模的液壓系統增設防爆裝置，確保整體鋼模的爆破沖擊安全，降低維修成本，提高工作效率[5]，圖 4 為 鋼模液壓系統保護裝置；砌壁時，采用澆筑口無縫搭接技術，搭接高度 200 mm，使新、老之間接口不留縫隙。