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大孔径卸压折叠式螺旋钻机基础技术参数确定跟在压灌桩施工中应用(一)、大孔径卸压螺旋打桩钻机基础技术参数确定
钻机用途和钻进实际工况决定了基础参数的设计。结合煤矿井下本一1000米煤层强冲击倾向型煤层30米卸压钻孔施工需要，钻机需要具备大扭矩或高转速和大推进与拔起输出能力，高冲击地压工作超载的条件；同时，还应能够适用回转钻进与空钻机械排渣兼顾卸压与回煤双重工艺方法，并兼有匹配该两种工艺方法的操作和控制功能。大孔径卸压螺旋打桩钻机的基础技术参数主要体现在钻机机身和移动泵站两方面，综合反映了钻机性能与适用工作工艺方式的能力。
(1)钻头转速与截割扭矩
卸压钻机用途和所用的卸压孔工艺要求是确定钻头转速和截割扭矩的决定性因素，折叠式螺旋钻机动力头不仅用于驱动钻头旋转截割煤岩同时还兼作机械排渣或钻头空转仅做机械排渣回煤。动力头钻头转速与截割扭矩直接决定了卸压孔成孔率、卸压孔与排渣效率，以及直接影响制成孔卸压效率密切相关。在功率一定的前提下，大直径、深孔钻进时，会出现煤爆为频繁，孔内塌方为严重，为了便于钻杆脱困采用低转速大扭矩孔，同时为了增加排渣效率又需要高转速和低扭矩的悖论，但高转速时钻杆叶片对内壁的扰动变大，会产生孔内增加地质事故的风险，因此，综合考虑各类型钻机钻头转速，钻头的转速不易过快；同时卸压孔钻制时需要通过动力头驱动钻杆叶片机械排渣，若转速过来转速过快，叶片选择的离心力将时渣料外抛之产生搅拌作业无法完成排渣，因此先按钻式采煤机255mm较大截割直径扭矩需求。
因此对于大孔径卸压螺旋打桩钻机的全新领域采用类比设计，通过动力头减速器的换，充分考虑以上较小截割扭矩需求以及处理孔内地质事故的扭矩需求。通过工业化实验寻求大孔径卸压螺旋打桩钻机钻头转速与截割扭矩合理参数。
(2)推进行程
对于卸压钻机来说，给推进程取决于钻机床体长度和推进速度与制孔效率的需求，同时还与推进执行机构的类型以及推进、回托能力的大小有关。此外还要考虑钻杆解锁预留行程的需要。通过增加推进行程，可以减少钻制过程中的换钻次数缩减辅助时间，对提升钻孔效率具有正向激励作用；但行程增加，增大钻机转弯直径，严重影响钻机移机转场效率，同时床体尺寸与重量增加，将对井下运输系统产生负担，降低卸压钻机适应性，综合所述，卸压钻机推进行程拟定为1800mm钻杆长度1600mm较为合适，提高钻机效率的同时充分顾及井下运输实际，实现钻机紧凑设计。
(3)推进与回托能力
卸压钻机推进能力满足正常卸压钻孔钻进需求，而回托能力除满足正常机械排渣需求之外，还具备在发生煤爆时快速钻杆脱困，与排渣的强力回托处理钻方孔塌、钻杆抱死等突发事故的能力。卸压钻机比钻式采煤机机对回托能力提出了高要求。根据以上功能需求，并结合30米超长写呀钻孔制时，根据初步选型计算确定的推进与回托力均为320kN，推进与回托速度。一1m/min(可调)。
(4)液压系统压力与流量
结合3Om超长距离强冲击倾向型煤层卸压钻孔制需求，通过对钻机液压系统主要参数的泵压和流量分析，液压系统泵站采用D1P系列轴向柱塞泵，较大输出排量260m1/r。根据马达特性曲线分析，并结合卸压钻机工艺技术分析以及钻制施工经验，截割马达性能参数较大输出流量400L/min和较大输出压力25MPa时，可满足距离强冲击倾向型煤层30米的制孔要求和经济性要求。
(5)钻机电机功率配套确定钻机电机功率是钻机动力选型的基础，理论上考虑每个执行部件功率的综合要求。但由于现实条件的干扰因素很多，很难做到计算。因此采用大马拉小车的选型原则，充分考虑系数，同时根据钻机动力头输出转矩截割扭矩和钻头转速要求，经过初步选型计算，确定本卸压钻机截割功率为170kW；
才可使液压主泵输出流量与压力匹配，经过选型计算，推进与回托能力与辅助动作动力需求，初步确定辅助部分所需功率为30kW。结合电机设计标准和电器元件防爆设计标准，考虑设备紧凑型和一体化设计，采用单电机带双串联泵的形式布局，因此选用YBK3-355L1-4B35型隔爆电机作为钻机动力源。
(二)、大口径长螺旋桩机在压灌桩施工中的应用
1定位放线
以结构施工图等资料为依据，通过经纬仪和钢尺的配合确定桩位；以施工规划为准，将桩基轴线的水准基点和控制点布设在不会受到施工影响的区域。经过桩位的测定后做好标记，加强防护。
2钻进成孔
钻机就位，底座维持稳定，以免在钻机运行期间发生失稳现象。桅杆垂直度的检测可采取铅锤测定的方式，要求实际垂直度偏差控制在0.2%以内，钻头需要与孔位保持垂直的状态。以土层特性为主要参考依据，灵活调整钻进速度，大口径长螺旋桩机在的环境中钻进。钻孔施工采取的是间歇钻进的方法，即形成“钻进→空钻→钻进”的循环模式，此举可确保切削产生的渣土能够被及时排出地面。随钻进的逐步增加，当达到设计要求后空转30～60s，以便后续快速泵送混凝土。钻进过程中的扰动性较强，应加强检查钻机的平稳性和垂直度，若存在钻机摇晃等特殊情况需随即暂停钻进作业，分析成因后采取针对性的处理措施。
3泵送混凝土
在安排泵送位置时应尽可能减少弯管的数量，以保证混凝土输送的顺畅性，提高泵送施工效率。混凝土坍落度应稳定在180～220mm，和易性、流动性等相关质量指标均要满足要求。以现场施工需求为准，由拌和站生产足量质量达标的混凝土，遵循连续泵送的原则，地泵料斗内的混凝土高度需达到40cm或高，否则易由于管道内吸入空气而阻止混凝土的流动。灌注提升速度以2.5m/min较为合适，全程钻头均要稳定在混凝土下方约1m的位置，混凝土应超出桩顶500mm，以免分布在桩顶上方的填土混入桩身中。
钢筋笼的下放
经混凝土灌注施工后，将前期预制成型的钢筋笼下放到位。为提高施工效率，需提前将振动锤的振杆插入钢筋笼，将两者稳定连接。钢筋笼较为柔弱，安装期间易由于磕碰等原因而变形，因此，需加强双向垂直度观察，判断偏差的发展趋势，若即将超出许可范围则停机纠正。振动锤的振动力较强，易影响钢筋笼的稳定性，因此需遵循缓慢、匀速的原则，速度以1.2～1.5m/min为宜，初期可借助振动锤和钢筋笼的自重下放，随着下放阻力的增加适时启动振动锤，在外力作用下使钢筋笼到达指定位置，此后方可关闭振动锤电源。
在钢筋笼下放过程中加强检查，当其达到设计标高后用大口径长螺旋桩机将钢管和振动锤提起。需注意的是，在拔出过程中振动锤不可停机，否则会影响混凝土的密实性。
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