陈云，余洋，涂伟

（宁夏天地奔牛实业集团有限公司，宁夏银川 750001）

0 引言

随着近年来国家矿山开采技术快速发展，很多新装备、新材料、新技术、新工艺在地下矿山开采中得到应用，同时矿山开采向深部发展，其中硬岩约占1/4左右。近年来国内矿山深部开采井筒建设装备和施工工艺也得了快速发展，中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家实验室、北京中煤矿山工程有限公司煤矿深井建设技术国家工程实验室等在机械破岩方面做了大量的研究工作。为进一步研究钻井机械破岩过程中岩石内部变化机理等，研发全断面机械破岩模拟试验钻机，研究全断面模拟试验钻机洗井系统关键技术，模拟钻井实际工况环境，获取实验数据，为矿山深部开采建井提供数据支持[1-5]。

1 机械破岩模拟试验钻机洗井系统工作原理

如图1所示，反井钻机导孔过程中，泥浆泵将高压洗井液从反井钻机动力头主轴中心孔送入，沿钻杆中心孔向下输送至钻头，再将钻渣从钻杆和孔壁形成的环形腔排至地面，泥浆泵工作压力根据到孔深度确定，洗井液只有在高压状态下钻渣才能从钻杆和孔壁形成的环形腔排至地面，随着钻孔深度的增加，导向钻头处的水压也随着增加，当钻深达到1000 m时，孔深度形成水压超过10 MPa，泥浆泵提供较小的工作压力，钻渣就可以排到地面，泥浆泵工作压力一般在5 MPa以下，钻头的工作压力达到15 MPa左右，但反井钻机输出主轴内部的工作压力就是泥浆泵提供的压力，相对较低[6-8]。……