煤矿大口径工程井钻井技术研究

煤矿大口径工程井要求井斜小、直径大,其钻井方法可分为反井钻井法和常规钻井法。反井钻井法虽然钻进效率高但对施工设备和工程条件要求苛刻,而常规钻井法集定向钻进、气动潜孔锤钻进、分级扩孔等技术为一体,具有适用范围广、施工成本低等特点。利用常规钻井法施工煤矿大口径工程井存在着扩孔钻头机械破岩能量不足和钻井液携岩能力弱等问题,提出通过加大钻机扭矩、优化扩孔分级方案以及采用气举反循环钻进工艺来解决上述问题,而且给出了采用气举反循环工艺施工典型煤矿大口径工程井的主要设备配置方案。     

竖井中导井一次爆破成井法的研究与应用

本文以某水利工程闸门井竖井开挖为例,中导井开挖尺寸2 m×2 m,通过实践总结研究,介绍了竖井中导井施工开挖的一种新方法——中导井一次爆破成井法,着重介绍了中导井如何一次爆破贯通的技术措施。本工法采用中导井一次爆破成井和竖井周边扩挖相结合。开挖方法采用深孔爆破法,通过爆破方案设计、施工前准备、机械钻孔、装药、联线、爆破、炮后安全检查等工艺,先对中导井进行一次爆破开挖成型,再对竖井周边岩体自上而下采用浅孔多循环爆破扩挖成型,最终形成竖井中导井。     

浅述砂卵石含水层的辐射井

砂卵石含水层的辐射井成井技术较复杂,施工条件高,难度大,而打成的辐射井比一般含水层的辐射井出水量多,调控浅层地下水时,地下水位降深大,稳定的快,单井效益高。1 砂卵石含水层的辐射井成井技术 砂卵石含水层的辐射井主要由竖井和集水管两部分组成。1.1 竖井的成井技术 竖井是辐射井的主体部分,采用反循环回转式钻井成孔,漂浮下管法成井。这种方法较沉井法投资少、速度快。竖井井壁是由不透水的钢筋混凝土构成,井座外径一般为2.8m,内径为2.5m,井筒的外径一般为1.86m,内径为1.60m。用反循环钻机成孔,然后将事先预制好的井座、井管一节接一节吊装到井孔中,漂浮下管,直到井座下到预定深度为止,并确保井筒直立。井筒接头采用“三油两毡”封闭接口,最后在井筒周围均匀回填好土。这种建造大口径竖井的方法,既简便,又稳妥。钻竖井时锥形钻头要有足够的重量,方能破碎土层。钻头刮刀的角度要合理,泥浆泵量与钻孔成比例,才能取得好的钻井效果。     

超深工作井的泥水平衡式顶管施工技术探讨

常见的顶管施工的工作井一般井深为3～20m,本工程系河底超深工作井的顶管,工作井井深为68m,直径仅为3m,首先需要在超深工作井竖井底部扩大改造工作井施工;还要解决顶管设备、物资、管道等的提升吊装运输难题;施工的关键是防止顶管机旋转和全方位定向纠偏的技术课题,其难度和风险绝无仅有。     

超深工作井的泥水平衡式顶管施工技术探讨

常见的顶管施工的工作井一般井深为3～20m,本工程系河底超深工作井的顶管,工作井井深为68m,直径仅为3m,首先需要在超深工作井竖井底部扩大改造工作井施工;还要解决顶管设备、物资、管道等的提升吊装运输难题;施工的关键是防止顶管机旋转和全方位定向纠偏的技术课题,其难度和风险绝无仅有。     

大直径回转钻机在竖井施工中的应用实例

以河北省昌黎县龙泰铁矿竖井工程为例,介绍了大直径回转钻机钻井法在竖井施工中的应用,并详细阐述了锁口、钻孔、井壁制作与安放、充填与固井等工艺过程。结果表明：在地质条件复杂、地下水含量丰富,尤其是存在着流砂层或巨厚卵石层等易塌陷等地质条件时,大直径回转钻机钻井法作为一种机械化程度高、施工进度快、工程造价低、安全可靠的施工方法,可以解决矿山竖井施工中的这些难题;同时,采用大直径回转钻机钻井法竖井施工,不会干扰地方、村民等正常的生活和生产活动,不受地层、地下水、地域、地方干扰等影响;与普通掘进法和冷冻法相比,该方法具有安全、高效、机械化作业程度高、适应性广泛、施工方便等优点,是值得推进的一种竖井施工成井方法。     

大口径工程井套管事故及预防技术措施

近几年国内施工大口径煤矿瓦斯排放井、输冰降温井、注氮井、送料井等特殊用途工程井时,常发生套管下不到位、套管折断跑管、固井时将钻杆固在井内、套管挤毁报废等事故,给施工单位造成巨大的经济损失。结合近年来的施工经验对大口径工程井常见事故进行研究,分析了事故的成因,提出了采取的预防措施。     

瓮福磷矿英坪矿段北风井水文地质特征与突水防治措施探讨

瓮福磷矿英坪矿段北风竖井施工过程中因井内突水导致水量大增,水压增加无法继续掘进施工。为解决这一问题,通过对北风井附近地质构造、地层岩层含水性、节理及断裂构造含水及导水性、岩性渗透系数、含水层厚度等水文地质条件进行调查分析,得出北风井日涌水量为4566.15m³;采取在竖井附近施工两个大口径钻孔抽排水,亦在北风井附近形成一影响漏斗,对地下水静水压力、水位、补径排等进行干预,减少竖井内涌水量,保证施工能顺利进行。抽排水钻孔日排水量达3384.27m³,大大降低了地下水对竖井的影响。北风井疏干排水的成功事例,说明在矿区富水区深部工程施工时,利用大口径疏排钻孔能很好地解决突水危害,是矿山治理突水灾害最有效的方法之一。     

大直径竖井灌浆提升系统

安徽琅琊山抽水蓄能电站调压竖井井深70 m,外径20 m,内径18.6 m。利用吊盘、吊笼、卷扬机建立灌浆提升系统,完成井身段固结灌浆。通过优化施工方案、合理组织施工、建立完善的规章制度、加强职工职业培训、严格执行施工安全技术措施,圆满地完成了灌浆施工任务。     

黄沙斜井的施工组织与管理经验

黄沙斜井的施工组织与管理经验河南省岩土工程公司徐华启利用斜井开拓方式开采煤炭资源在中小型煤矿比较常见，与竖井相比，使用斜井，人员出入方便，提升量大，设备简单，前期工程投资少。我公司承担了黄沙坪煤矿２条单井斜长５９１．６ｍ、倾角２５°开拓斜井的施工任务...     

超千米大直径煤矿降温井钻井技术

热害是深部煤矿开采中的一个灾害,煤矿送冰降温井是地面至井下输送降温冷介质的通道,是实现矿井井下降温的关键系统之一。结合沈煤集团红阳三矿一组超千米大直径降温井工程实例,介绍了煤矿降温井的施工目的及钻井和完井工艺技术。     

竖井施工方法与技术措施

新疆地矿局第七地质队与托里县联合开采某铬铁矿山，其中完成竖井掘进92m，平均月进尺38m，最高月进尺43m。在此期间未发生任何安全事故，施工质量达到矿山设计要求。现就该工程的竖井施工技术介绍如下。     

内蒙古某煤矿投料井钻成井施工工艺及控制要点

煤矿投料井直径大,采用分级扩孔;耐磨管刚度大,对井眼的垂直度要求高,同时其质量大,对起重设备、器具要求高,施工中容易发生重大的安全或质量事故。本文通过多项工程实践,以内蒙古某投料井为例,总结了投料井钻成井施工工艺及控制要点。     

煤矿瓦斯抽排立眼套管安设及水泥固井工艺探讨

在煤矿瓦斯抽排立眼施工的过程中,套管安设及水泥固井是两个关键性的工序,如果出现失误,便可能产生严重的工程事故,甚至可能使整个工程报废。本文通过对坪上煤矿瓦斯抽排立眼工程的套管安设及水泥固井工序的施工,吸取了一些套管安设的事故教训,总结了一些套管安设、水泥固井的经验,有望对今后类似工程的安全施工提供帮助。     

泵吸反循环钻进工艺在辐射井竖井施工中的应用

傍河含水层与河水的水力联系密切,能够提供充足的水量和优良的水质。辐射井是傍河取水的高效开发模式,竖井是水平辐射管施工、集取水和安装水泵的场所,是成井的前提条件。泵吸反循环钻进具有钻进效率高、钻头损坏小、反映地层地质情况等优点,适合于在第四系松散地层中钻进大口径钻孔。本文较为详细的介绍了辐射井竖井泵吸反循环钻进工艺,并在传统钻头的基础改进钻头形式扩大了钻进工艺的适用范围,通过实例列举了三个较为代表性的水源地辐射井竖井钻进应用情况,泵吸反循环钻进均能取得较好的进尺,在辐射井竖井钻进中发挥着巨大作用。     

机械钻井法施工矿山竖井预制井壁漂浮法安放工艺技术

结合河北遵化铁矿Φ5.6 m、深286 m矿山竖井工程,介绍了钻井法施工矿山竖井采用漂浮法安放预制井壁的工艺原理,以及相邻两节井壁连接时的测量方法、工艺控制和井壁安放完成后井筒垂直度的测量技术等。     

省煤田地质四队瓦斯抽采钻井刷新全国纪录

日前,从淮南矿业集团新庄孜矿传来喜讯：河南省煤田地质局四队施工的新庄孜矿“地面至-612m瓦斯抽采钻井”,已成功穿过D20槽采空区,并下入井内套管、固井成功,刷新了全国煤矿行业大口径钻孔封堵采空区的记录。 河南省煤田地质局四队施工的“地面至一612m瓦斯抽采钻孔”是新庄孜矿四期瓦斯抽采系统改造项目中的重点工程,也是淮南矿业集团历史上难度最大的大口径瓦斯钻孔。     

单体大直径空气潜孔锤钻井工艺研究及应用

近年来,大直径工程井被广泛应用于煤矿瓦斯抽采、输冰降温、强排水、通风送料等,其施工工艺主要有正循环气动潜孔锤钻井技术和反循环气动潜孔锤钻井技术;前者需要风量大,成本高,后者需要配置全套专用机具,实施难度大。为对现有空气潜孔锤钻井技术进行优化,以王台铺矿大直径抽排水井为例,对单体大直径空气潜孔锤钻井工艺进行研究,单体大直径潜孔锤+跟管钻进技术,解决大直径工程井施工效率低、深度浅、技术装备不完善、施工成本高等难题,可为国内同类型井施工提供借鉴。     

矿山灾害生命保障救援通道快速安全构建关键技术与装备

矿山发生重大灾害事故导致井筒、巷道破坏,人员被困井下时,通过安全、高效地构建救援通道是最有效的救援方式。救援通道包括井下、地面2种形式,井下具备施工条件时,构建穿过坍塌段的大直径救援通道,是最直接的方式;井下不具备施工条件或易发生次生灾害时,则需先在地面快速、精准钻进小直径搜救孔,确定井下被困人员位置及身体状况,并及时输送给养,再构建大直径救援井,采用专用救援提升装备保障被困人员升井脱困。研究涵盖机械工程、钻井工程、电气工程、软件工程、流体力学、岩土力学、动力学、先进控制技术等多学科多领域,将理论分析、数值模拟、实验研究、型式试验、工程示范相结合,以“救援通道构建装备研制—生命保障通道构建技术开发—大直径救援通道构建技术开发—地面提升救援装备开发—技术与装备集成及工程试验”为主线,开发钻孔救援关键技术与装备。研制了3套应急救援集成装备,ZMK5550TZJF50/120型救援车载钻机最大提升力1 200 kN、最大转矩50 000 N·m,开发了钻机与配套机具的一体化集中控制系统,单根起下钻效率小于3 min/根;XZJ5240JQZ30型救援提升车开发了多传感器信息融合的通信监测控制系统,提升系统最大救援深度848 m;ZDG1500型井下大直径顶管机直径1 630 mm,最大顶推力8 541.2 kN。开发了复杂地层生命保障孔快速、精准钻进技术,地面大直径救援井精准、安全、高效钻进及透巷技术,井下大断面救援通道顶管快速施工技术3项矿山应急救援通道构建技术。在宁夏宁煤梅花井矿开展了国内首次生命保障孔及大直径救援井施工、救援提升的集成研究和工程示范,完成井径215.9 mm、井深670.5 m生命保障孔,用时46.83 h,井底水平位移偏移0.27 m,满足72 h黄金救援时间内成孔要求;完成井径830 mm、井深654.1 m救援井,井底水平位移0.19 m,介质溃入井下约7.5 m3,并在救援井内成功进行了救援提升技术与装备试验。在广东省基础工程集团有限公司碎石场开展了顶管钻进工程模拟坍塌条件下的试验,施工长度102.5 m,日进尺43.92 m,顶进误差0.35 m。相关成果在湖南源江山煤矿、山东栖霞金矿、新疆丰源煤矿等5次矿山灾害应急救援中进行了应用。开发的3项救援通道施工技术及3套救援装备,构成了具有自主知识产权的矿山井上井下联合救援技术与装备体系,可满足600 m深度的矿山应急救援需求,为我国矿山灾害救援提供技术装备支撑。      

成都国际会展中心输气管线府河穿越隧道涌水量预测

成都拟建国际会展中心供气工程府河输气隧道在府河河底以下40m,采用“竖井＋隧道＋竖井”方案。隧址位于府河及其Ⅰ级阶地,隧道涌水问题严重。为保证施工、运营的安全,在分析隧址区水文地质条件的基础上,对隧道涌水做出初步预测评价,为施工提供依据.