反井施工 |
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LM系列反井鉆機(jī)及反井鉆井施工技術(shù)
反井鉆機(jī)發(fā)展回顧
普通豎井鉆井法早在1896年開始應(yīng)用，而反井鉆井法出現(xiàn)較晚。采礦工作者將潛孔式鉆機(jī)和平巷掘進(jìn)機(jī)的原理，應(yīng)用在反井掘進(jìn)中，創(chuàng)造出反井鉆機(jī)雛形。 1960年德國將如圖1所示的裝備用于施工反井。這種設(shè)備主要包括絞車、鋼絲繩、鉆頭和電纜等，它的施工工藝和吊罐法有些相似，先用小直徑鉆機(jī)鉆1到2個 孔，沿鉆孔下放鋼絲繩和電纜，在下部和鉆頭連接，鉆頭的結(jié)構(gòu)類似于平巷掘進(jìn)機(jī)，具備支撐、推進(jìn)和旋轉(zhuǎn)功能。在鉆頭入孔之前，先施工一段導(dǎo)向孔，或安設(shè)一段和鉆孔直徑相同 的鋼管，鉆頭入內(nèi)后，徑向油缸支撐在井幫或鋼管上，鉆頭的推進(jìn)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同時作用于破巖刀具，將巖石破碎下來，當(dāng)一個推進(jìn)行程完成后，先把推進(jìn)油缸縮回， 上部絞車提住鉆頭，縮回徑向支撐，上提鉆頭，再將徑向油缸支撐好，進(jìn)行下一循環(huán)鉆進(jìn)。這種施工設(shè)備由于在上下兩水平，操作控制困難，地質(zhì)條件對鉆進(jìn)影響很 大，使用起來問題較多，這種無鉆桿鉆機(jī)雖已不在使用，但它開辟了機(jī)械施工反井新途徑。
到1962年，美國羅賓斯公司研制成第一臺有鉆桿反井鉆機(jī)，這臺鉆機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)都在上部，由上向下鉆進(jìn)導(dǎo)孔，鉆導(dǎo)孔同時將鉆桿放到下部，在下部和擴(kuò)孔鉆 頭相連，再由下向上擴(kuò)孔，最后形成反井。目前大多數(shù)反井鉆機(jī)是這種類型，只是具體結(jié)構(gòu)有所不同。德國、芬蘭、日本、前蘇聯(lián)等國，相繼研制出多種類型反井鉆 機(jī)，目前反井鉆進(jìn)施工深度以達(dá)千米，最大直徑6m。
1 概況
表1
|
型號 |
導(dǎo)孔直徑/mm |
擴(kuò)孔直徑/m |
深度/m |
轉(zhuǎn)速/r/min |
扭矩/kNm |
推/拉力 /kN |
總功率/kW |
外形尺寸 /m |
|
LM-90 |
190 |
0.9 |
100 |
0-45 |
15 |
160/380 |
45.5 |
2.5×1.6×2.8 |
|
LM-120 |
244 |
1.2 |
120 |
0-43 |
31 |
250/500 |
62.5 |
2.9×1.4×3.2 |
|
LM-200 |
216 |
1.4-2.0 |
200 |
0-20 |
40 |
350/850 |
82.5 |
3.2×1.7×3.4 |
|
LM-300 |
216 |
1.5 |
300 |
0-38 |
50 |
420/1256 |
97.5 |
2.9×1.9×3.4 |
|
ZFY2.0/400 （LM-400） |
270 |
2.0 |
400 |
0-32 |
100 |
2000/3000 |
110 |
3.1×1.6×4.6 |
2 反井鉆機(jī)主要用途
反井鉆機(jī)適用于鉆鑿上、下部都有工作面的各種豎井和斜井，對于煤炭、冶金、黃金等系統(tǒng)地下采礦工程；人防、鐵路交通等隧道工程；水電系統(tǒng)地下廠房式電站、抽水蓄能電站等工程均可應(yīng)用（表2）。
表2
|
應(yīng)用領(lǐng)域 |
階段性臨時工程 |
臨時工程 |
永久工程 |
|
煤炭系統(tǒng) |
各種溜矸孔（煤倉、暗井、主井、副井、風(fēng)井） |
采區(qū)風(fēng)眼、溜煤眼、溜矸眼、瓦斯抽放孔 、安全救護(hù)鉆孔 |
通風(fēng)井、下料井 |
|
水電系統(tǒng) |
各種導(dǎo)井（壓力管道、出線井、調(diào)壓井、電梯井） |
施工期間通風(fēng)豎井（長大隧洞、地下調(diào)壓室）、加固鉆孔 |
地下永久建筑（廠房、變壓室等）通風(fēng)豎井、觀測孔、 |
|
其它開采礦井 |
各種溜井（井筒、礦倉） |
采區(qū)風(fēng)眼、溜礦眼、溜渣眼、材料人員井 |
通風(fēng)孔等 |
|
地下建筑 |
各種導(dǎo)井 |
施工期間通風(fēng)孔 |
通風(fēng)井、進(jìn)出口 |
3 反井鉆機(jī)的分類
第一類，反井鉆機(jī)安裝在上水平，由上水平向下鉆進(jìn)導(dǎo)孔，在下水平拆導(dǎo)孔鉆頭，接擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔。
第二類，鉆機(jī)安裝在下水平，由下水平向上鉆進(jìn)導(dǎo)孔，在上水平拆導(dǎo)孔鉆頭，接擴(kuò)孔鉆頭，由上向下擴(kuò)孔。
第三類，鉆機(jī)安裝在下水平，由下水平全斷面向上水平鉆進(jìn)，一次成孔，沒有導(dǎo)孔。
表1為這三種類型反井鉆機(jī)的比較，可以進(jìn)一步看出它們的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。目前，我國這三類反井鉆機(jī)都有使用，如北京建井研究所研制的LM系列、南京煤研所研 制的AF系列、長砂礦山研究院研制的ATY系列，以及從美國引進(jìn)的83RM-HE型和從芬蘭引進(jìn)的RHINO1000型為第一類；從西德引進(jìn)的 P/EH1200型為第二類；重慶煤科院分院研制的ZDQ100/100型和蘇聯(lián)飛箭-77為第三類，這幾類鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表3，由于這些反井鉆機(jī) 各有特點(diǎn)，所以必須充分利用各自優(yōu)點(diǎn)，為礦山建設(shè)服務(wù)。
表3
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比較項目 |
第I類 |
第II類 |
第III類 |
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鉆機(jī)安裝位置 |
上水平 |
下水平 |
下水平 |
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導(dǎo)孔方向 |
由上向下 |
由下向上 |
無導(dǎo)孔 |
|
拆導(dǎo)孔鉆頭接擴(kuò)孔鉆頭位置 |
下水平 |
上水平 |
—— |
|
擴(kuò)孔方向 |
由下向上 |
由上向下 |
由下向上 |
|
擴(kuò)孔出渣 |
下水平 |
下水平 |
下水平 |
|
適用條件 |
上下水平都有巷道 |
上下水平都有巷道 |
下水平有巷道 |
|
優(yōu)點(diǎn) |
鉆機(jī)和出渣在兩水平互不干擾，工作條件好；受地質(zhì)條件影響?。汇@孔垂直度容易掌握。 |
鉆機(jī)功率小，相對體積和重量小。 |
可以在上水平?jīng)]巷道或生產(chǎn)系統(tǒng)時采用 |
|
缺點(diǎn) |
導(dǎo)孔鉆進(jìn)難度大，需要的輔助設(shè)備較多。 |
出渣和鉆進(jìn)相互影響；一次擴(kuò)孔直徑較小，需要分次擴(kuò)孔相對速度較低；鉆孔精度難以保證。 |
鉆機(jī)功率大；出渣和鉆進(jìn)相互影響。 |
4．LM系列反井鉆機(jī)鉆進(jìn)工藝及構(gòu)造
反井鉆機(jī)可用于施工豎井和斜井甚至可以施工水平鉆孔，其主要施工工藝包括導(dǎo)孔鉆進(jìn)和擴(kuò)孔鉆進(jìn)，在上部施工出反井鉆機(jī)平臺，澆筑鉆機(jī)基礎(chǔ)和其它輔助臨時設(shè) 施，安裝鉆機(jī)，由上向下鉆進(jìn)一小直徑導(dǎo)孔，導(dǎo)孔鉆頭后，將擴(kuò)孔鉆頭運(yùn)到下部，拆下導(dǎo)孔鉆頭，連接擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔。導(dǎo)孔鉆進(jìn)過程中破碎的巖石靠水泵 或泥漿泵產(chǎn)生的壓力水或泥漿排到地面，擴(kuò)孔時巖屑靠自重落到下水平，由裝載設(shè)備運(yùn)出。
反井鉆機(jī)主要包括主機(jī)部分、鉆具部分和輔助設(shè)施。主機(jī)一般包括鉆機(jī)架、液壓泵站、操作控制部分。鉆具部分包括開孔鉆桿、穩(wěn)定鉆桿、普通鉆桿、導(dǎo)孔鉆頭、擴(kuò) 孔鉆頭等。輔助部分包括電控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及泥漿循環(huán)系統(tǒng)。圖2為LM-200型反井鉆機(jī)主機(jī)部分，圖3為鉆具部分，圖4為擴(kuò)孔鉆頭，圖5為導(dǎo)孔鉆頭， 圖6為破巖滾刀。
4.1 LM-200型反井鉆機(jī)
LM-200型反井鉆機(jī)是為煤礦井下鉆進(jìn)較深反井設(shè)計，為了便于井下運(yùn)輸，第一要控制鉆及外形尺寸；第采用軌輪式行走方式；第三，采用防爆電氣。該機(jī)包括主機(jī)、操作車、泵站、鉆具部分和泥漿循環(huán)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。泵站有兩臺電機(jī)驅(qū)動，主油泵75kW、
圖1 LM－200型反井鉆機(jī)
輔油泵7.5kW，導(dǎo)孔鉆進(jìn)循環(huán)用泥漿泵90kW，冷卻系統(tǒng)循環(huán)量10－15m3/h。該機(jī)設(shè)計最大鉆井深度200m，鉆井直徑1.4－2.0m。但目前已用該鉆機(jī)鉆進(jìn)深度316m工程，對該機(jī)進(jìn)行部分改造后，在十三陵抽水蓄能電站，鉆進(jìn)傾角50度深236m的大傾角斜孔，已在煤炭、水電和有色礦山系統(tǒng)廣泛采用。
4．2 ZFY2.0/400型反井鉆機(jī)
ZFY2.0/400型反井鉆機(jī)是為煤炭深井以及水電系統(tǒng)堅硬巖石工程開發(fā)的強(qiáng)力反井鉆機(jī)，該機(jī)鉆機(jī)主要由主機(jī)、泵站、液壓操縱臺、鉆具（包括鉆桿、穩(wěn)定 鉆桿、鉆頭等）、起吊裝置、電器開關(guān)等組成。（見圖3）圖示為鉆機(jī)工作狀態(tài)。鉆機(jī)主機(jī)主油泵功率110kW，該機(jī)主要特點(diǎn)是：
（1）
（2）
（3）
5．反井鉆機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)
（1）施工安全。和其它反井施工方法相比，反井鉆機(jī)施工時，工作人員不需進(jìn)入工作面，進(jìn)行打眼、裝藥和臨時支護(hù)等作業(yè)，工作人員都在環(huán)境和安全狀況較好的上部，施工人員不再受落石、淋水、有害氣體的傷害，避免了全事故的發(fā)生。
（2）工作效率高。反井鉆機(jī)施工為機(jī)械化連續(xù)作業(yè)，速度快，比其它施工方法提高工效5－10倍。為后期施工創(chuàng)造了良好的條件，其綜合效益顯著。
（3）工程質(zhì)量好。反井鉆機(jī)采用滾刀機(jī)械破巖，對圍巖破壞小，井壁光滑，有利于擴(kuò)挖溜渣、通風(fēng)、排水。
（4）反井鉆機(jī)采用液壓傳動控制，操作簡單，工人勞動強(qiáng)度低。
6． LM系列反井鉆機(jī)技術(shù)及施工的發(fā)展
表5
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工程實(shí)例 |
工藝項目 |
完成時間 |
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開灤礦務(wù)局趙各莊礦11水平暗井 |
塌孔等不良地質(zhì)條件鉆井工藝 |
1986年 |
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澄河礦務(wù)局王村煤礦主煤倉 |
漏漿地層鉆井工藝 |
1987年 |
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山東省新泰市汶南煤礦新立井 |
深井反井鉆井工藝 |
1989年 |
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軒崗礦務(wù)局焦家寨礦副井 |
井筒內(nèi)施工反井工藝 |
1991年 |
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十三陵抽水蓄能電站壓力管道 |
大傾角斜孔反井鉆井工藝 |
1992年 |
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土耳其某煤礦 |
復(fù)雜條件鉆進(jìn)反井工藝 |
1994年 |
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兗州礦務(wù)局濟(jì)寧3號井副井 |
凍結(jié)地層反井鉆井工藝 |
1995年 |
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云南大朝山電站通風(fēng)豎井 |
堅硬巖石鉆進(jìn)反井工藝 |
1998年 |
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許疃煤礦副井 |
鉆井法鑿井和反井鉆機(jī)綜合鑿井工藝 |
2002年 |
為了充分發(fā)揮反井鉆機(jī)優(yōu)越性，必須根據(jù)工程條件，地質(zhì)條件等合理選擇反井鉆機(jī)；正確的確定鉆進(jìn)工藝；選擇掌握一定機(jī)械、地質(zhì)、鉆井等方面知識有實(shí)踐經(jīng)驗的操作人員。如果選擇不當(dāng)，可能會出現(xiàn)問題或發(fā)生事故。設(shè)備選擇主要依據(jù)和步驟如下：
7．1反井鉆機(jī)選擇主要依據(jù)
①
②
7．2 選擇步驟
① 可行性研究和風(fēng)險評價
對工程概況和地質(zhì)條件進(jìn)行充分研究，確定是否具有采用反井鉆機(jī)施工條件：包括在上下水平隧洞內(nèi)能否形成運(yùn)輸、出渣、供水、供電等生產(chǎn)條件；圍巖在反井鉆井 施工過程中和擴(kuò)挖期間能否穩(wěn)定，不發(fā)生較大的涌水和塌方。因為，在反井施工和擴(kuò)挖期間，導(dǎo)井無法安設(shè)臨時支護(hù)，若圍巖不能在這段時間內(nèi)穩(wěn)定，發(fā)生塌方，將 導(dǎo)井堵塞，會造成嚴(yán)重事故。因此，采用反井鉆機(jī)施工前，必須對此進(jìn)行充分的研究和論證。
表7
|
擴(kuò)挖直徑 /m |
打眼放炮人工施工的導(dǎo)井 （木垛、吊罐和爬罐法等） |
反井鉆機(jī)施工的導(dǎo)井 |
|||
|
堅硬巖石 （>100Mpa） |
較軟巖石 （<100Mpa） |
堅硬巖石 （>100Mpa） |
較軟巖石 （<100Mpa） |
||
|
<5 5-8 >8 |
1.5×1.5m 2×2m 2.4×2.4m |
1.5×1.5m 1.5×1.5m 2×2m |
φ1.2-1.4 φ1.4-1.8 φ1.8-2 |
φ1.0 φ1.2-1.5 φ1.5-1.4 |
|
② 導(dǎo)井技術(shù)參數(shù)的確定
工程本身已確定了鉆孔深度和傾角，現(xiàn)在要確定導(dǎo)井直徑，也就是反井鉆機(jī)擴(kuò)孔直徑，導(dǎo)井的作用是溜渣、排水、通風(fēng)、要有足夠的斷面，保證擴(kuò)挖時不致堵塞。導(dǎo) 井直徑過小，除了容易堵塞外，還增加了擴(kuò)挖時打眼和出渣工作量，降低了擴(kuò)挖速度。導(dǎo)井直徑過大，成本將會大大增加。因此，導(dǎo)井?dāng)嗝孢x擇必須合理，一般按表 7選擇，但對于擴(kuò)挖直徑超過10m的工程，導(dǎo)井直徑可選擇在1.5m左右，先由下向上擴(kuò)挖到4~5m，后再擴(kuò)挖到設(shè)計斷面，這樣可加快施工速度，降低成 本,減少導(dǎo)井堵塞。
③ 破巖刀具的選擇
破巖刀具包括導(dǎo)孔鉆頭和擴(kuò)孔滾刀。對于導(dǎo)孔鉆頭一般按生產(chǎn)廠家推薦的適用范圍選擇，但在反井鉆機(jī)鉆進(jìn)導(dǎo)孔期間，最好不進(jìn)行導(dǎo)孔鉆頭的更換，所以選導(dǎo)孔鉆頭 時應(yīng)選擇適用于硬巖的鉆頭。對于擴(kuò)孔鉆頭，選擇滾刀時，主要根據(jù)巖石的硬度、磨蝕性來確定滾刀的齒形和布置。反井鉆機(jī)一般采用鑲齒結(jié)構(gòu)，選擇如下：
巖石的磨蝕性：低
硬
齒
滾
④ 反井鉆機(jī)的選擇
⑤ 鉆機(jī)輔助設(shè)備的確定
反井鉆機(jī)的主要輔助設(shè)備是泵，泵用于導(dǎo)孔鉆進(jìn)時洗井液循環(huán)。根據(jù)不同的地質(zhì)條件，可采用泥漿或清水，泥漿作洗井液時除了有將巖屑帶到孔外的作用，還對地層有一定的支護(hù)作用。用清水鉆進(jìn)時一般可用離心泵，用泥漿鉆進(jìn)時必須采用柱塞式泥漿泵，泵的排量和泵壓必須滿足要求。
8．反井鉆機(jī)施工導(dǎo)井所需現(xiàn)場條件
1）供電，提供不小于鉆機(jī)功率+泥漿泵功率+冷卻水泵+照明的電源，電壓一般為380V，將四線電源接到井口，并設(shè)總控開關(guān)。
2）供水，要求清水每小時不小于15-20m3，接到井口，設(shè)控制閥門。其作用是導(dǎo)孔鉆進(jìn)時循環(huán)排渣、冷卻液壓系統(tǒng)和擴(kuò)孔時冷卻破巖滾刀和降塵。
3）道路，可以是臨時公路，吊車可通行、能夠?qū)⒆畲蠹ㄖ鳈C(jī)）設(shè)備運(yùn)到井口。
4） 場地，施工現(xiàn)場可同時擺放汽車和吊車，能夠進(jìn)行設(shè)備裝卸。在井口8-10m范圍內(nèi)平整即可滿足反井鉆機(jī)施工要求。
5） 臨時工程，根據(jù)不同類型鉆機(jī)，以井筒為中心澆筑混凝土基礎(chǔ)，予留地腳螺栓孔，標(biāo)號不小于C25，上部和地表平。開挖長3m、寬2m、深1.5m的循環(huán)池，并作簡單的防滲處理。
9．采用LM系列反井鉆機(jī)完成的部分工程情況
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
（14）
（15）
（16）
（17）
（18）
（19）
10.工程實(shí)例介紹
10.1.1概況
4.2 反井鉆機(jī)選擇及改造
根據(jù)2號壓力管道的工程條件，選擇LM-200型反井鉆機(jī)。通過對有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算，該機(jī)基本能滿足工程要求。但由于該機(jī)是針對地下礦山井下條件設(shè)計，鉆 孔傾角60-90°。本次試驗用其鉆鑿傾角50°的斜孔，需對鉆機(jī)進(jìn)行改造，改造的主要部分為：主機(jī)、穩(wěn)定鉆桿、和鉆桿輸送裝置等。
4.3 防斜措施
反井鉆井施工中導(dǎo)孔是關(guān)鍵，其成敗關(guān)系到整個鉆孔工作的成敗。本次是我國第一次用反井鉆機(jī)施工大傾角深孔工程，沒有成熟的經(jīng)驗可借鑒，2號壓力管道下斜段 巖石為復(fù)成份礫巖，巖石的均質(zhì)性差，裂隙和構(gòu)造十分發(fā)育。并且對于斜孔，不但鉆孔頂角變化會導(dǎo)致偏斜，方位變化對偏斜影響更大，所以必須從技術(shù)上作好準(zhǔn) 備，采取可靠的鉆進(jìn)措施來控制鉆孔的偏斜。
⑴ 選擇適宜的鉆進(jìn)參數(shù)
⑵ 增設(shè)穩(wěn)定鉆桿
⑶ 泥漿參數(shù)控制
表4
|
泥漿參數(shù) |
控制范圍 |
泥漿參數(shù) |
控制范圍 |
|
粘度/s |
20-30 |
比重 |
1.04-1.10 |
|
失水量/ml(30min)-1 |
10-15 |
泥皮厚度/mm |
0.7-1.4 |
|
切力/mg cm-2 |
0-40 |
PH值 |
8-9 |
|
含砂量/% |
1 |
膠體率/% |
>97 |
為保證鉆孔方位 ,導(dǎo)孔鉆進(jìn)時先后進(jìn)行了3次測斜工作。所用的測量儀器為JJX-3型井斜儀,采用電磁原理，以螺盤定位和360°電路完成的方位機(jī)構(gòu)。它不存在漂移問題。該儀器的誤差指標(biāo):方位誤差:±2°,頂角誤差:±10'。
4.4 鉆進(jìn)工作
完成對LM-200型反井鉆機(jī)的改造后，鉆機(jī)運(yùn)到現(xiàn)場，1992-06-04進(jìn)行安裝，6月26日開鉆導(dǎo)孔鉆進(jìn)，8月4日安裝擴(kuò)孔鉆頭，8月17日完成了 深203m直徑1.4m，傾角50°的2號壓力管道下斜導(dǎo)井。鉆孔的技術(shù)統(tǒng)計見表5。此后，又施工了1號壓力管道下斜段和大朝山電站2號壓力管道。
表5
|
工作內(nèi)容 |
工作量 |
工作時間/h |
達(dá)到指標(biāo) |
|
導(dǎo)孔鉆進(jìn) |
直徑216mm，深203m |
370.75 |
0.55m/h |
|
接擴(kuò)孔鉆頭 |
|
6 |
|
|
擴(kuò)孔鉆進(jìn) |
直徑1.4m，深191m |
240.75 |
0.79m/h |
|
擴(kuò)孔破巖 |
293.87m3 |
240.75 |
1.22m3/h |
|
成孔速度 |
|
|
130m/月 |
|
純成孔速度 |
|
|
222.7m/月 |
|
鉆孔偏斜率 |
|
|
1.1% |
4.4大朝山電站通風(fēng)豎井施工
4.1.1
大朝山水電站是瀾滄江中下游河上的又一座大型梯級電站,位于滇西云縣和景東交界處, 在漫灣水電站下游。電站樞紐工程主要包括攔河壩和地下廠房系統(tǒng)。攔河為碾壓砼重力壩,壩頂高程△906.0m,最大壩高△118.0m,壩頂長 481.0m。水庫總庫容9.4億m3,調(diào)節(jié)庫容3.67億m3,為季調(diào)節(jié)水庫。水電站裝6臺22.5萬kW水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為1.35MW。小 灣電站建成前保證出力為36.31萬kW,年平均發(fā)電量為59.31億kW.h。小灣電站建成后, 保證出力72.35萬kW,多年平均發(fā)電量為70.21億kWh。
大朝山水電站尾水隧洞是電站的重要建筑物,包括出口土石方明挖和支護(hù)、閘門啟閉機(jī)安裝、兩條尾水隧洞石方洞挖和混凝土襯砌、通風(fēng)豎井等工程。兩條尾水隧洞 分別為1362.3×φ17m和1258.9×φ17m。`施工長大尾水隧洞，建設(shè)時期的通風(fēng)成為制約進(jìn)度的關(guān)鍵之一，為此，在施工支洞附近設(shè)計四條通風(fēng) 豎井，深度從95到140m。
豎井施工特別是小斷面豎井，施工難度大。前期曾采用人工正井法開挖，工程進(jìn)展緩慢，制約了尾水隧洞主體工程進(jìn)度，為此，將原通風(fēng)豎井人工正井法，改為反井鉆機(jī)法機(jī)械施工，以加快豎井施工速度，搶回工期，為主體工程施工創(chuàng)造良好條件。
1997年10月反井鉆機(jī)進(jìn)場，到1998年9月，先后完成尾水隧洞、廠房、尾調(diào)室通風(fēng)豎井6條和壓力管道1條，總鉆孔深度825.07m。
4.2.2工程條件
尾水隧洞通風(fēng)豎井布置在施工支洞和主洞相交位置附近，上部在廠區(qū)公路邊，那戈河兩側(cè)。巖石主要為玄武巖，夾部分凝灰?guī)r，為Ⅲ到Ⅴ圍巖，地質(zhì)條件相對簡單，但由于那戈河的影響，水文條件可能復(fù)雜。
尾調(diào)室通風(fēng)井布置既要考慮位置，又要考慮上部鉆機(jī)運(yùn)輸和安裝方便，經(jīng)過多次修改，最后確定尾調(diào)室通風(fēng)井上口在10號公路。巖石主要為玄武巖，夾部分凝灰?guī)r，為Ⅲ到Ⅴ圍巖，巖石堅硬。
4.2.3施工設(shè)備簡介
根據(jù)通風(fēng)豎井條件，選用LM-200型反井鉆機(jī)，該機(jī)是LM系列反井鉆機(jī)之一，是由煤炭科學(xué)研究總院北京建井研究所研制，主要用于煤炭深井和水電系統(tǒng)長大壓力管道施工，該機(jī)曾獲得原能源部煤炭科技進(jìn)步一等獎、獲電力部科技進(jìn)步三等獎、獲華北電力集團(tuán)公司科技進(jìn)步一等獎。
4.2.4施工情況及技術(shù)統(tǒng)計
大朝山電站尾水隧洞開挖，首先開挖施工支洞，當(dāng)其達(dá)到主洞位置后，向地下廠房和出口兩個方向開挖主洞，此時，通風(fēng)效果很差，影響正常施工。設(shè)計的T4通風(fēng) 豎井，采用人工正井法施工，月進(jìn)只有幾米，完成138m通風(fēng)豎井需要一年多，難以解決通風(fēng)問題。反井鉆機(jī)進(jìn)場后，調(diào)整井位，并利用原人工開挖的6m的小 井，作為泥漿池，用8天時間完成導(dǎo)孔，此時，施工導(dǎo)洞還沒到位，等4天后導(dǎo)洞開挖到位，接1.4m直徑擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔，用15天完成 138.08m擴(kuò)孔。在主洞開始開挖時，自然通風(fēng)效果已能滿足施工要求，距離較長時，在鉆孔上部安裝通風(fēng)機(jī)，抽出式通風(fēng)，效果非常好，放炮后即可進(jìn)洞出 渣。
次后又根據(jù)工程進(jìn)展的需要，先后完成T2通風(fēng)豎井、壓力管道導(dǎo)井、尾調(diào)室通風(fēng)豎井、T1和T3通風(fēng)豎井、廠房通風(fēng)豎井等工程，為大朝山電站整體地下工程建設(shè)和后期安裝創(chuàng)造良好的施工條件，技術(shù)統(tǒng)計見表2。
表5-4-6
|
工程名稱 |
T4通風(fēng)豎井 |
T2通風(fēng)豎井 |
T3通風(fēng)豎井 |
T1通風(fēng)豎井 |
尾調(diào)室通風(fēng)豎井 |
廠房通風(fēng)豎井 |
|
導(dǎo)孔深度 （m） |
138.08 |
130.75 |
109.5 |
101 |
162.18 |
133.56 |
|
擴(kuò)孔深度 （m） |
138.08 |
130.75 |
109.5 |
101 |
162.18 |
133.56 |
|
鉆孔傾角（度） |
90 |
90 |
84 |
73 |
90 |
87.167 |
|
導(dǎo)孔直徑（mm） |
216 |
216 |
216 |
216 |
216 |
216 |
|
擴(kuò)孔直徑（mm） |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
|
開鉆日期 |
97.10.22 |
97.11.26 |
98.3.4 |
98.6.25 |
98.5.2 |
98.8.9 |
|
完工日期 |
97.11.18 |
97.12.25 |
98.3.26 |
98.7.26 |
98.6.20 |
98.8.26 |
|
導(dǎo)孔時間(天) |
8 |
6 |
4 |
7 |
9 |
5 |
|
擴(kuò)孔時間(天) |
15 |
24 |
15 |
23 |
30 |
13 |
|
導(dǎo)孔平均鉆速(m/天) |
17.26 |
21.8 |
27.38 |
14.43 |
18 |
26.6 |
|
擴(kuò)孔平均鉆速(m/天) |
9.2 |
5.4 |
7.3 |
4.39 |
5.4 |
10.23 |
|
月成孔速度 |
180.1 |
130.75 |
172.9 |
101 |
124.6 |
221.67 |
