1引言
地下矿山中为连接上下两个工作面而开凿的垂直或倾斜的通道称为天井，作为矿山溜矿、行人、运料、通风、充填、探矿的重要通道。传统的天井施工方法主要由人工凿岩爆破法，吊罐法，爬罐法，深孔爆破法。进入到80年代以后，使用反井钻机进行机械化钻进开始得到推广和应用。我国金属矿山普遍使用吊罐法掘进天井，爬罐法在少数矿山也有使用，对于深度小于50m的短天井，大多仍然采用普通法和木支架法进行掘进。传统的自下而上的普通法、吊罐法和爬罐法不仅工效低，劳动强度大，安全性差，而且在技术上愈不能满足采矿工业发展的要求。随着矿山的深部开采和现代矿山的发展，各种井道的需求迅速增加，人工天井施工的安全和效率成为当前矿山发展的重要制约因素。
2反井钻机施工原理及介绍
反井钻机施工方法常用方法为先使用反井钻机从上巷道平面钻一个导向孔一直到下层巷道，该阶段称之为导孔作业;然后在下层巷道装上扩孔刀盘进行反向扩孔作业，此过程称之为扩孔作业。反井钻机设备在施工前基本都需要事先在作业点浇筑混凝土平面，保证钻机可以牢固的固定在作业平面上。作业过程如下示意图所示。
另外还有两种反井钻机施工方法：上向正掘扩孔、下向正掘扩孔。这两种施工方法，由于国内设备的技术水平，现国内只有湖南创远高新机械有限责任公司生产的CY-RC40机型可以实现此两种施工工艺。
上向正掘扩孔工艺主要是通过牙轮钻头超前钻进扩孔刀盘跟随破岩的一次成井工艺。该种施工工艺因为将导孔作业和扩孔作业同时进行，可以节省约一半的施工时间，在小孔径的切割天井施工、盲天井施工中具有很大的优势。
下向正掘扩孔作业图
下向正掘扩孔施工主要是利用先用牙轮钻头钻通导向孔，卸下钻头和钻杆后安装扩孔刀盘进行从上至下的正向扩孔作业，利用已钻通的导孔进行导向和排渣，此方法主要是在底部通道车辆通行条件不具备的情况下进行。
3机械化天井施工与人工施工对比
3.1作业条件对比
天井施工中的普通法、吊罐法和爬罐法都是在工作面之下作业，断面狭窄，工作条件恶劣，工人经常受到炮烟、落石、粉尘、噪音和淋水的威胁，作业极不安全，特别是采矿向深部发展，地压和地温逐渐增大的情况下，安全问题更加突出。
机械化天井施工作基本都是在工作面之上作业，排渣采用水排渣，无粉尘，设备噪音非常小，无环境污染，操作环境十分舒适安全。
3.2施工准备及配置对比
传统方法进行天井施工，以爬罐法为例，至少要投入的设备包括空压机、手风钻、卷扬机、爬罐，作业过程中作业面不稳的地方要随时准备支护，爆破需要配备专门的装药爆破专业人员，爆破后需要散烟，需要大量的人员配置及设备。
使用反井钻机进行施工，只需要一次性投入，作业前准备好一台排渣水泵，人员配置每班3名即可，可以进行24小时三班连续作业，作业中无需再增加任何人员及设备。
3.3施工效率及质量对比
传统方法与机械化天井施工的施工对比如下表所示。
从上表中可以看出，相比于传统方法进行施工，使用反井钻机进行机械化天井施工，在作业能力及作业效率上明显优于传统方法，对岩石的地质要求低，并且成孔质量好。
3.4施工成本对比
反井钻机的成本与传统施工方法的成本核算如下表所示。
从上表的成本统计中，可以看出虽然2m以下传统施工的成本略低，但是在2.5m以上的天井施工中，传统施工的成本已不再占有明显优势。另外随着深度的增加，普通法和吊罐法的施工成本将继续上涨，而反井钻机的施工成本将不升反降。
4市场主要的反井钻机设备现状及分析
国外著名的反井钻机厂商有SANDVIK、ATLAS、TAMROCK、WIRTH、INDAU等。国内曾经引进部分型号的反井钻机，但是，由于国外设备造价比国产设备高4～10倍，设备维护、配件、管理等成本居高不下等原因，渐渐被国产反井钻机取代。
目前国内的该类反井钻机主要施工设备有中煤集团的BMC型反井钻机、常州立鼎的ZFY型反井钻机、湖南有色重机的AT型反井钻机等。但基本所有的国内反井钻机目前都为轨轮式，并且在岩石硬度系数F10~F14附近的作业能力都在2.5m以下，已渐渐不能满足无轨化矿山及金属矿山深部开采的要求。在此背景下，2015年湖南创远高新机械有限责任公司推出了其公司最新研发机型CY-R型反井钻机，该反井钻机采用模块化设计，为客户提供了模块化搭载方案，客户可以自由选择履带式自行走或是传统经济型的轨轮式底盘。并且，该公司打破了国内盲天井施工设备的空白，其CY-R40C系列反井钻机还可以进行上向正掘扩孔和下向正扩的施工工艺。
5结语
如今，国内大多数矿山仍采用传统的人工天井施工方法进行天井施工，加快反井钻机在矿山建设中的应用，不仅有助于提高矿山建设的安全、高效建设，也有利于矿山建设中的环保、节能，符合现代矿山的发展要求!
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