1 概 述

我 國(guó)從上世紀(jì)70年代開始研制反井鉆機(jī) ，迄今已形成中小型系列反井鉆機(jī) ，主要用于施工溜矸孔 、壓力管道 、通風(fēng)井等 ，在煤 礦 、水 電 、冶金等行業(yè)地下工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用 。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 ，各項(xiàng)地 下工 程建 設(shè)規(guī)模 日益擴(kuò) 大 ，特別 是西 部 能源 基 地 開 發(fā)力 度 增 大 ，在 建 與 擬 建的煤 礦風(fēng) 井 、地下 廠 房 式 電站 和 蓄能 電站 數(shù) 量 較多 ，需 要施 工 深度 400～600m，鉆 孔 直徑 2．5m 以上 的壓力 管 道 、調(diào) 壓井 、通 風(fēng) 井 、導(dǎo) 向 井 等 。在 進(jìn)行 大 型反 井鉆 機(jī) 研 制 的 同 時(shí) ，還需 要 設(shè) 計(jì) 研 究 與其 配 套使 用 的大 直徑 擴(kuò) 孔 鉆 頭 ，以適 用 于 煤 礦 大直 徑 通風(fēng) 立井 、深 瓦斯抽 放井 筒 等工程 的施 工 ，也適 用 于水 電 、隧道等 通 風(fēng)立井 的鉆 鑿 ，滿足 一次 擴(kuò)挖 、安全 、快速 建井 的需求 。

2 大直徑擴(kuò)孔鉆頭結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)大直徑擴(kuò)孔鉆頭 要求整 體 結(jié)構(gòu) 合 理 ，滿足井下狹窄巷道運(yùn)輸便利的要求 。目前 ，國(guó)外大直徑擴(kuò)孔鉆頭的結(jié) 構(gòu) 多 為 以 中心 刀 盤 為 主 體框 架 、四周 采用 螺 栓 連 接 的 多 體 結(jié) 構(gòu) 。這 種 結(jié) 構(gòu) 重 量 較大 ，在 我 國(guó)井 下 運(yùn)輸 有 困難 。由 于擴(kuò) 孑L鉆 頭 布 刀不 合理 ，造 成漏 渣孔 較小 ，若進(jìn) 行 反井?dāng)U 孔鉆 進(jìn)作業(yè) ，鉆進(jìn)遇不穩(wěn)定地層 時(shí)，容易被較大 的巖塊堵塞 ，使 得大量 的巖屑卡在鉆 頭體 的表面 ，降低鉆速 ，清 理巖渣 增加 了輔 助作業(yè) 時(shí) 間 ，影 響施工 作業(yè)周 期 。根據(jù)我 國(guó)煤 礦 井 下運(yùn) 輸 巷 道 的基 本 條 件 ，設(shè)計(jì) 的 大 直 徑 擴(kuò) 孔 鉆 頭 ，最 小 外 徑 一 般 不 能 超 過(guò)2．0m，單體 重量 要 小 于 6t。鑒 于 上述 原 因 ，將 大直 徑擴(kuò) 孔鉆 頭設(shè) 計(jì) 為 中間 分體 組 裝 式 結(jié)構(gòu) ，優(yōu) 越性 有 以下幾 點(diǎn) ：

(1)在運(yùn) 輸過(guò) 程 中 ，擴(kuò)孔 鉆頭 的 中心管及 承扭與 承拉 的花鍵 套 和 鎖 緊螺 母 成 為 單 獨(dú) 一件 ，不 僅使 得鉆 頭體 的單 件 運(yùn) 輸 尺 寸及 重 量 降低 ，而且 井下 拼裝 簡(jiǎn)單 ；

(2)漏渣 孔分 布均 勻 ，不 易發(fā) 生堵孔 ；

(3)該結(jié) 構(gòu)便 于更 換 與 檢修 鉆 頭 中 心管 等 重要零 部 件 ；

(4)組裝 式擴(kuò) 孔鉆 頭時(shí) ，下部 法蘭可 連接組 裝更 大直徑 的鉆 頭體 ，形 成 階梯 式擴(kuò) 孔鉆頭 ，為今 后研 發(fā)更 大直徑 擴(kuò)孔 鉆頭 提供 了平 臺(tái) 。大直徑 階梯組裝 式 鉆頭結(jié) 構(gòu)