1 暗竖井反井钻机施工机械化配套具有下部联络道的暗竖井井筒施工采用反井钻机导硐扩孔与人工正向短段掘砌混合作业法施工，合理
的机械设备配套是实现快速优质施工的重要保证。普朗铜矿进风暗竖井井筒施工机械设备选型借鉴了立
井施工设备配套先进经验，并充分考虑反井钻机施工的特点，所采用的井筒施工机械设备见表 1。
2 暗竖井小导硐反井钻机施工方案暗竖井小导硐反井钻机施工可分为小导硐反井钻机施工和正向扩刷短掘短砌混合作业施工两个步骤，工艺流程见图 1 所示。
2.1 小导硐反井钻机施工
(1) 反井钻机安装准备。在进行反井钻机施工前,暗竖井的上部和下部联络道应已形成，并能方便提供固定电源供电及施工用水和压风，在暗竖井井口布置反井钻机主机位置浇筑混凝土基础，用 43 kg/m 钢轨直接铺设至井口上方的混凝土基础上，并在旁边搭设泵站和钻具存放场地，轨道下部布置循环池和循环泵等；反井钻机基本就位后，接通工作电源，启动钻机车；安装一台 15 kW 通风机并用 Φ600 mm 的胶质风筒接至井口钻机位置进行通风，保证施工人员在良好的通风条件下工作。(2) 小钻头正导孔作业。在进行小钻头正导孔施工前，先开孔钻进，深度约为 5 m；待开孔结束后拆去扶正器和开孔钻杆，采用带导向的综合式异径钻具，换上正常钻进的直径 244 mm 小钻头；用钻机辅助设备连接钻杆，接好钻杆后，开启泥浆泵供洗井液和冷却用水，开始从上往下开孔钻进；直径 244 mm 小钻头正导孔开始钻进时采用高转速低钻压，动力水龙头的转速使用快速挡，钻压为 2～5 MPa。
(3) 盘形滚刀钻头反向扩孔。小钻头正导孔钻穿岩层后，暗竖井下出口位置用卸扣器将直径 244 mm正导孔小钻头及其配套钻杆换下，用吊车或装载机将直径 1200 mm 盘形滚刀钻头运至贯通的正导孔下方，将上下提吊块分别和盘形滚刀钻头、导孔钻杆固定；采用低钻压和低转速钻，待盘形滚刀钻头全部钻进时再加压，当盘形滚刀钻头钻至距基础 1.4 m 时，要降低钻压慢速钻进，慢慢的扩刷小导硐，直至盘形滚刀钻头露出地面。
(4) 反井钻机拆除。反井钻机撤场时，除盘形滚刀钻头由暗竖井上部工作面撤场外，其余部件撤场方法与进场方案相同，但拆除步骤与安装步骤基本相反；盘形滚刀钻头不能直接提出井口，应将盘形滚刀钻头卡固在钢轨上、拆掉反井钻机的前后斜拉杆和各种油管，将主机车从钻架上拆掉，将钻架主机车和一些辅助设备拆下；将扩孔钻头吊装牢，并拆掉轨道，将盘形滚刀钻头提出孔外，运到井上，全部钻孔工作结束，并做好小导硐保护。
2.2 正向扩刷短掘短砌
(1) 扩刷准备段施工。小导硐掘进完成以后，先从上往下掘进长度 5 m 的暗竖井井筒为扩挖准备段，打眼过程中采用架管扣件将反井掘砌的小导硐封闭，确保施工安全；待该准备段井筒掘进完成后进行暗竖井井口段的支护，支护完成后，在暗竖井井口安装封口盘；进行简易井架和稳车等生产辅助系统的安装，井架采用 I25 工字钢制作，打地锚杆固定井架，人员及材料的提升采用直径 1.2 m 吊罐；对生产系统进行安全调试，形成正常作业条件。
(2) 扩刷钻眼爆破出碴。在小导硐与暗竖井设计断面周边间根据实际地质情况、扩挖厚度进行钻孔爆破，使用 4 台 YTP-26 手持式钻机打眼；安装一台JTB-1.2 型绞车作为主提升，风水管通过稳车从暗竖井井口下放至工作面；打眼、装药、联线完成后，人员、设备撤出工作面，拆除吊篮并用钢丝绳上提至暗竖井井口；井筒内钢丝绳悬吊电缆放炮，采用 LR-Z 型发爆器井口远距离起爆磁电雷管爆破；爆破扩刷产生的矸石，自由掉落至暗竖井井底联络道，用铲车将矸石铲起倒入汽车车厢，再由汽车运至排矸场。
(3) 扩刷段支护衬砌。支护前，对扩挖段围岩进行安全检查，敲帮问顶确保顶、边帮无松石浮石后，进行作业面风水管连接等工作；采用整体下滑金属模板，模板砌筑，模板高度 3 m，砌筑段高 2.8 m；稳模后，搭接部分套牢老模砼，在该搭接铁板高度内沿井筒周边均匀预留几个浇注漏斗，采用活动铁板封口，浇注满后将铁板合拢封口，确保接茬密实。
3 反井钻机快速施工关键技术
3.1 改进反井钻机实现小导硐施工在云普朗铜矿进风暗竖井施工中，对 LM200 型反井钻机进行改进优化，将内圈扩孔盘刀适当外移并将盘形滚刀钻头由 Φ1400 mm 更换为 Φ1200 mm 以保证盘刀受力均匀及提高钻机扭矩，缩小导硐直径，大大加快了导硐贯通时间；同时采用合金稳定条加固扩孔中心管以防止钻头断裂，如图 2 所示，经过加固后的104 采 矿 技 术 2019, 19(3)扩孔钻头在后期施工中基本不断裂，从而保证了施工进度，降低施工成本；另外，将原操作台配置 Φ6 mm供油管和 Φ10 mm 回油管，改为 Φ10m 供油管和 Φ6回油管后，供油量足，动作灵敏。为控制反井钻机钻孔偏斜，要保证安装质量，基础平整坚实，并把好换径关，换径时，采用带导向的综合式异径钻具；采用钟摆钻具、偏重钻铤等组合式钻具，增强钻具的稳定性和导正作用，从而提高了防斜能力。
3.2 宽孔距小抵抗线毫秒光面爆破暗竖井扩刷时，小导硐起溜井作用，导硐直径和爆碴块度匹配才能保证扩挖时顺利出碴，因导硐直径限制，控制爆破块度成为工艺的关键。有小导硐的暗竖井钻爆法由于不需要掏槽，开挖断面又比较大，有两个临空面，类似台阶爆破，爆破设计时借鉴台阶爆破法，采用宽孔距小抵抗线毫秒光面爆破，在保持炮孔负担面积不变的前提下，加大孔距、增大孔深、减小抵抗线，即增大密集系数的爆破技术，结合竖井扩挖钻孔爆破，保证了暗竖井扩挖爆破时小导硐不堵塞，井筒成形质量好，有效地提高了井筒掘进爆破效果。云南迪庆普朗铜矿溜破系统进风暗竖井爆破扩刷时，正常情况下炮眼深度为 3 m，炮眼利用率为 0.83，布置炮眼 3 圈(见图 3)，爆破效果详见表 2。
3.3 改进整体下滑金属模板为实现暗竖井井筒砌壁的快速优质施工，将金属模板进行整体改进，采用的 MJY 型整体金属刃角下行模板的上口布置 8 根导向工字钢，施工中能方便脱立模，大大缩短立模时间；金属模板采用 10 mm 厚钢板卷焊而成，以抵抗爆破冲击，整个钢模预留一条搭接缝，采用液压伸缩油缸调节模板的伸缩；为防液压伸缩油缸爆破时被砸坏，对支拆钢模的液压系统增设防爆装置，确保整体钢模的爆破冲击安全，降低维修成本，提高工作效率[5]，图 4 为 钢模液压系统保护装置；砌壁时，采用浇筑口无缝搭接技术，搭接高度 200 mm，使新、老之间接口不留缝隙。
