煤矿深钻孔敷设电缆施工工艺优化

　　1 整体施工方案

　　本次设计电缆敷设路径较长，地面无任何辅助下放电缆设施，钻孔内下放电缆所用临时提升系统（提升稳车、钢丝绳及电缆的导向轮）均需另行布置。根据现场实际条件制定如下施工工艺：施工前准备→钻孔永久吊架安装→稳车布置、专用电缆下放装置布置、电缆导向盘布置→钻孔电缆敷设→电缆下放到位，钢丝绳固定到永久吊架上→地面剩余电缆下盘，拆除临时设施→重新布置临时设施，下放下一根电缆→电缆全部下放完毕后集中敷设地面段电缆。

　　2 施工工艺优化设计

　　2.1 可移动型电缆下放架

　　摒弃以往“一次性”的概念，设计、制作专用钻孔电缆下放架，电缆下放架各构件严格按照设计图纸施工，制作精度高且全部螺栓连接，拆装方便，便于移动和再次利用。

　　（1）该装置由两部分组成：①电缆下放部分，用于电缆下放专用钢丝绳的通过，并承担全部的下放重量，该下放架优点在于制作精度高且所有组件螺连，便于拆卸、移动；②电缆导向部分，用于电缆下放时的导向，保证弯曲弧度不小于规定的电缆弯曲半径，导向轮两边设防护槽，对电缆起到限位保护作用。

　　（2）电缆下放装置的制作在加工车间完成，严格按照设计图纸标注的尺寸进行下料、组对，保证制作精度。制作完成后运至施工现场进行组对。

　　2.2 无基础施工法

　　项目经过仔细对比及研究，省略了临时设施的基础施工，利用已有钻孔地面基础强度大的优点，通过打孔、埋设地锚的方法固定电缆下放装置。①在电缆钻孔四周按照电缆下放装置尺寸在筏板基础上打地脚螺栓孔，每个钻孔周围浇筑4个混凝土强度等级为C30的电缆下放装置基础，同时将地脚螺栓预埋好。②待地脚螺栓孔混凝土达到强度后将电缆下放装置吊运至原有基础上，找平找正后紧固地脚螺栓。③保在基础西侧开挖2个1m×1m×2m（长×宽×深）的地锚坑，埋设φ219mm钢管并在钢管上缠绕φ20mm钢丝绳，填埋、压实地锚坑后将钢丝绳头拉到电缆下放装置顶端锁固，以免下放电缆时电缆下放装置受力发生偏斜。

　　2.3 凿井稳车布置

　　（1）根据现场实际条件，在电缆孔中心延长线向东偏南距电缆孔约40m处布置1台25t稳车。稳车基础使用永久C30混凝土基础，并埋设地脚螺栓；使用工字钢加工稳车底座并固定在混凝土基础上，再将稳车吊放到底座上，两者使用螺栓连接。同时在稳车后方1m处开挖一个2m×1.5m×3m（长×宽×深）的地锚坑，埋设φ219mm钢管4根，并在钢管上缠绕φ30mm钢丝绳，将钢丝绳头拉到稳车底座上锁固后，将地锚坑填埋。

　　（2）安排专人对稳车的机械、电控分别全面检查，要求稳车必须保护齐全、制动可靠、运行安全。

　　（3）稳车电源引自压风机房低压配电室。稳车布置完成、试车无误后在稳车滚筒上缠绕下放电缆用的Ф30mm（Ф26mm）钢丝绳750m，在Ф30mm（Ф26mm）钢丝绳的末端用绳卡配连一根长度满足要求的Φ18.5mm钢丝绳（长度应大于电缆井下敷设长度10m以上），要求配连的钢丝绳必须完好。两种钢丝绳之间的固定绳卡不得少于5道，绳卡间距应为200mm。

　　2.4 新型电缆固定卡箍

　　以往固定电缆使用的“欧姆卡”不能防止电缆下放过程中的磨损现象，因此需在钢丝绳上下加设两个绳卡夹的类似管路法兰盘的附件，顺着钻孔管路下放，施工工序烦琐的同时，增加下放的重量，浪费材料的同时钢丝绳选型也要增大。本次自行设计的电缆卡箍不但加紧了钢丝绳，同时夹住了电缆，在卡子与电缆之间加皮垫；卡子设计的两端同样可以起到顺电缆孔顺利下放不至于磨损电缆外皮的目的；节省施工成本同时，在人力、设备上都实现了安全高效。

　　2.5 钻孔冰球测试法

　　传统立井的电缆下放或者钢丝绳下放施工工艺中，电缆末端常采用钢管制作的重锤导向装置进行下放，重锤导向装置制作时一般具有一定的长度。但对于小孔径的钻孔，若直接使用重锤导向装置测试钻孔是否通畅，容易产生卡孔的施工风险，并且施工方法较为笨重，不适合多钻孔的前期测试工作。本次施工采用比钻孔直径略小的冰球进行钻孔通畅测试。一是冰球制作零成本，探孔简便快捷；二是冰球具有可融化性，有效避免了常规探空器具可能出现的卡孔风险。

　　2.6 高效型、安全型工机具的使用

　　（1）使用KAQ型安全锁绳器：钻孔电缆敷设到位后，需将钢丝绳绳头从稳车抖出、截断固定在电缆吊架上，如何临时固定悬吊钢丝绳、完成抖绳工序成为施工关键。经过多次讨论，决定在投入使用KAQ型锁绳器用来固定钢丝绳，简化了临时锁绳作业工序，操作极为高效简单，节省工序作业时间，降低作业人员劳动强度，最为重要的是大大降低了跑绳风险。

　　（2）电动扳手等新型工具的使用：电动扳手等新型工具的投入使用，大大解决了施工区域狭小的、螺栓不易紧固的困难，施工人员操作方便，施工效率大大提高。

　　2.7 1#钻孔电缆敷设

　　（1）由于1#钻孔电缆需要在井底敷设约65m，该段电缆使用铁丝与钢丝绳进行固定，便于电缆下至井底后与钢丝绳的分离。

　　（2）电缆头处每隔2m固定一道铁丝，连续固定四道后改为每5m固定一道铁丝。电缆头固定完成后将钢丝绳和电缆头穿进导向装置内，使用铁丝将导向装置与电缆、钢丝绳绑扎成一体。解开固定在吊架上的钢丝绳，开动稳车收绳将导向装置提起，下放到电缆孔内。

　　（3）前65m电缆下放到位后，使用红漆在电缆上做出明显标记。后续电缆下放时则采用专用卡箍进行固定。

　　（4）根据受力情况，合理分布专用卡箍的设置间距。经过受力验算，决定下部100m采用每隔2m使用专用卡箍固定电缆与φ30mm钢丝绳。100m以上段改为4m停车一次卡固电缆和钢丝绳，直至电缆导向装置到达井下巷道内。

　　（5）电缆头下放至井底后，井底作业人员将电缆导向装置拉到巷道内，通知地面停车，拆除导向装置后通知地面继续下放电缆，井下作业人员配合地面电缆下放的速度沿巷道内电缆的设计敷设路线人力拉电缆至安装位置，同时拆除Ф18.5mm钢丝绳与电缆的连接。

　　（6）计算电缆下放长度，电缆下到位后停止稳车，使用红漆在电缆上做出标记。在电缆钻孔基础上布置工字钢和安全锁绳器，将φ30mm钢丝绳使用锁绳器固定牢固。略微松动稳车钢丝绳使锁绳器承受钻孔内的电缆及钢丝绳重量。安排专人在锁绳器上方的钢丝绳上做出标记，并持续观察。

　　（7）开动稳车松绳，将稳车上剩余的钢丝绳退出，选择适当的长度截断后按照设计要求将钢丝绳缠绕到永久吊架上，再用绳卡在锁绳器上方将端头钢丝绳与悬吊电缆的钢丝绳卡紧。

　　3 实际应用效果

　　通过对深钻孔敷设电缆工程施工工艺的多次研究及论证，从施工工艺改进、工器具的合理投用到施工过程中安全的把控。1~9号钻孔内敷设的9趟高压电缆均一次性敷设成功，工期仅25天，比合同工期提前10天，取得了良好效果，为同类工程施工奠定了基础和提供宝贵的经验。