1 概 述

我 國從上世紀70年代開始研制反井鉆機 ，迄今已形成中小型系列反井鉆機 ，主要用于施工溜矸孔 、壓力管道 、通風井等 ，在煤 礦 、水 電 、冶金等行業地下工程領域得到廣泛的應用 。隨著我國經濟的快速發展 ，各項地 下工 程建 設規模 日益擴 大 ，特別 是西 部 能源 基 地 開 發力 度 增 大 ，在 建 與 擬 建的煤 礦風 井 、地下 廠 房 式 電站 和 蓄能 電站 數 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 壓井 、通 風 井 、導 向 井 等 。在 進行 大 型反 井鉆 機 研 制 的 同 時 ，還需 要 設 計 研 究 與其 配 套使 用 的大 直徑 擴 孔 鉆 頭 ，以適 用 于 煤 礦 大直 徑 通風 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 風立井 的鉆 鑿 ，滿足 一次 擴挖 、安全 、快速 建井 的需求 。

2 大直徑擴孔鉆頭結 構設計大直徑擴孔鉆頭 要求整 體 結構 合 理 ，滿足井下狹窄巷道運輸便利的要求 。目前 ，國外大直徑擴孔鉆頭的結 構 多 為 以 中心 刀 盤 為 主 體框 架 、四周 采用 螺 栓 連 接 的 多 體 結 構 。這 種 結 構 重 量 較大 ，在 我 國井 下 運輸 有 困難 。由 于擴 孑L鉆 頭 布 刀不 合理 ，造 成漏 渣孔 較小 ，若進 行 反井擴 孔鉆 進作業 ，鉆進遇不穩定地層 時，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 時 間 ，影 響施工 作業周 期 。根據我 國煤 礦 井 下運 輸 巷 道 的基 本 條 件 ，設計 的 大 直 徑 擴 孔 鉆 頭 ，最 小 外 徑 一 般 不 能 超 過2．0m，單體 重量 要 小 于 6t。鑒 于 上述 原 因 ，將 大直 徑擴 孔鉆 頭設 計 為 中間 分體 組 裝 式 結構 ，優 越性 有 以下幾 點 ：

(1)在運 輸過 程 中 ，擴孔 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 一件 ，不 僅使 得鉆 頭體 的單 件 運 輸 尺 寸及 重 量 降低 ，而且 井下 拼裝 簡單 ；

(2)漏渣 孔分 布均 勻 ，不 易發 生堵孔 ；

(3)該結 構便 于更 換 與 檢修 鉆 頭 中 心管 等 重要零 部 件 ；

(4)組裝 式擴 孔鉆 頭時 ，下部 法蘭可 連接組 裝更 大直徑 的鉆 頭體 ，形 成 階梯 式擴 孔鉆頭 ，為今 后研 發更 大直徑 擴孔 鉆頭 提供 了平 臺 。大直徑 階梯組裝 式 鉆頭結 構