笏山矿难应急救援钻孔施工技术

2021年笏山矿难钻孔救援是我国钻孔救援成功的典型案例。由于地层坚硬且裂隙发育,导致钻孔易偏斜且易发生卡钻事故,针对这一特殊情况采用潜孔锤空气泡沫钻进及螺杆马达纠偏等钻进工艺,成功完成了小口径生命保障孔钻探救援任务,同时本文也对生命保障孔、排水孔和大口径救生孔钻探救援技术进行了总结,对今后开展钻孔救援工作提出有待改进的问题和建议。     

笏山金矿抢险救援6号钻孔快速准确中靶施工技术

笏山金矿发生事故后,我单位按应急救援指挥部的要求施工了6号救援钻孔。针对该矿区花岗岩硬度高,地层岩石破碎,以及地层含水丰富等特点,从设备安装到施工工艺及操作流程,制定了一套完整的施工技术方案。从而避免了误工误时,避免了救援过程中次生事故的发生。全孔采用气动潜孔锤钻进,合理调整钻进参数,不但解决了花岗岩地层进尺慢、钻效低的问题,还确保了钻孔一次性进入预定靶区,施工中做到了“稳、准、快”,最终圆满完成了救援孔的施工任务。     

山东平邑石膏矿矿难大口径救援钻孔施工技术

2015年“12.25”平邑矿难钻孔救援是我国首例通过钻孔救生的成功案例。由于地层不断坍塌变形,导致了复杂地层条件的产生,给救援钻孔的施工带来极大困难。针对这一特殊情况,采用空气反循环钻井工艺技术,处理钻孔事故时采用气举反循环工艺技术。总结了大口径钻孔施工经验,对今后施工大口径救援钻孔提出有待改进的问题和建议。     

气动潜孔锤技术在矿山事故钻孔救援中的应用

气动潜孔锤作为一种高效冲击破岩工具,在国内外矿山事故钻孔救援中发挥了重要作用。笔者从破岩机理、结构型式、钻井方法与规程等方面阐述了气动潜孔锤的技术特点,着重分析了气动潜孔锤反循环类型及其特征。结合山西王家岭煤矿透水事故、山东平邑石膏矿坍塌事故、山东笏山金矿坍塌事故等成功救援案例,阐述了气动潜孔锤正循环钻进、气动潜孔锤与泥浆螺杆组合纠偏钻进在小直径钻孔中应用情况,以及气动潜孔锤随钻测量技术的研究进展。对于较浅小直径钻孔,气动潜孔锤采用保直钻进工艺可直接命中井下巷道;对于较深小直径钻孔,采用气动潜孔锤与泥浆螺杆纠偏组合钻进,方可命中井下巷道。结合国内外地面大直径救援钻孔成功案例,以及矿山大直径工程钻孔典型案例,介绍了气动潜孔锤正循环、下排渣、反循环等推广应用情况,气动潜孔锤下排渣最大钻深达688 m,气动潜孔锤反循环最大钻深达654.1 m。针对我国矿山开采逐渐向深部发展,矿山分布散、区域广,地质类型多、差异大的特点,面向复杂地层深孔救援,分析了小直径钻孔气动潜孔锤技术存在的不足之处,重点分析了大直径救援孔气动潜孔锤正循环、下排渣、反循环等技术面临的主要问题,明确其复杂地层钻进时技术缺陷实质,建议进一步开展气动冲击定向钻进技术、大直径钻孔气液双循环钻进技术的研究。      

风动潜孔锤在桥梁锚固桩钻孔施工中的应用

文中回顾了在建桥工程中,应用风动潜孔锤钻进桥桩桩孔的经验,具体介绍了使用的设备、工具及施工工艺技术.     

充填钻孔快速成孔工艺及技术效果评价

思山岭铁矿充填钻孔深度大,要求成孔垂直度高,先期施工的充填孔选用常规泥浆循环加直螺杆定向钻探工艺施工,受地层硬度高,研磨性强,可钻性差等因素影响,钻进过程中钻头损耗多,进尺缓慢,冬季施工螺杆损坏频繁,维修次数多,导致施工周期长,经济效益差等问题。经过分析研判,决定使用空气潜孔锤钻进工艺进行施工。该工艺通过压缩空气推动冲击器高速振动进而破碎岩石,具有进尺快、维修率低、受冬季影响小等优点,大大缩短了成孔周期,提高了成孔质量,钻探经济效益显著。     

锡铁山铅锌矿充填孔钻探施工技术探索

充填采矿法采矿是减少矿山矿产资源浪费和环保的一项开采新技术,具有良好的社会效益、经济效益。锡铁山铅锌矿充填孔因地层复杂,工期紧,施工难度很大。在施工中对钻进工艺进行优化组合,同时配套钻具级配、钻进参数优化选择,达到了施工的目的。另外在钻孔孔斜控制和测量方法上采用具有针对性的方法组合,对孔斜控制提供了有利的技术保障。     

空气潜孔锤取心钻进技术在砂卵砾石层管棚水平钻孔施工中的应用

以成都市顺城街人防地下通道工程为实验，在砂卵砾石层管棚水平钻孔施工中，立足现有技术装备条件，应用空气潜孔锤取心钻进技术，突破砂卵砾石层钻进及跟管技术难关，并从设备、器具、钻进及跟管工艺、技术经济效果等方面进行了总结。     

充填钻孔的关键要素与施工技术

充填采矿法是现代矿山广为采用的高效无废采矿法,充填钻孔是充填系统的＂咽喉＂。充填钻孔的使用寿命因素除了输送介质的物理特性、系统的力学特性、管道材料特性外,钻孔偏斜等施工质量成为决定性因素。充填倍线指标是充填钻孔设计的主要依据。充填钻孔施工方法与工序质量控制是保证充填孔质量的关键。在分析了影响充填钻孔使用寿命因素和充填钻孔施工难点的基础上,总结和介绍了充填钻孔的施工方法和质量控制措施。     

抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术

介绍了抽放瓦斯顺煤层长钻孔试验情况。在试验中使用定向钻进技术施工了3个钻孔,有1个试验孔深度达509.03m,是目前国内最深的全煤层长钻孔,平均纯钻进时效24.4m/h。这些抽放孔的瓦斯涌出量均达到2.0~2.5m³/min。     

山东栖霞笏山金矿床成因——元素地球化学与流体包裹体证据

笏山金矿床为陡崖断裂带南段内最大的金矿床,为了揭示其矿床成因,在矿床地质研究的基础上开展了矿体围岩元素地球化学和流体包裹体研究。研究结果表明：笏山金矿床沿NE向断裂发育大规模的热液蚀变带,地表出露的断裂带形成一个庞大的面形蚀变带,矿化较弱,分带不明显,钻孔显示金矿体两侧依次发育黄铁绢英岩、绢英岩化花岗岩蚀变带和二长花岗岩,金矿体主要产于陡崖断裂带下盘黄铁绢英岩蚀变带内。质量平衡计算表明：绢英岩化过程中,主量元素SiO₂、Al₂O₃、FeO、MnO、Na₂O、K₂O、P₂O₅和部分稀土元素从二长花岗岩中迁出,而MgO、CaO、Fe₂O₃,成矿元素Au、Ag,亲硫元素Cu、Pb及亲铁元素V、Cr、Co、Ni迁入二长花岗岩;黄铁绢英岩化过程中,主量元素FeO、Fe₂O₃、MnO、MgO、CaO,成矿元素Au、Ag,亲硫元素Cu及亲铁元素V、Cr、Co、Ni迁入,SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O和P₂O₅迁出。岩相学观察、显微测温以及单个包裹体成分激光拉曼分析提示其流体包裹体类型主要为气液两相包裹体和含CO₂三相包裹体,具有低盐度（w（NaCl）为5.33%~13.29%）和中温（260~300℃）CO₂-NaCl-H₂O体系,在成矿过程中,含矿流体经历了流体不混溶作用。结合矿床地质特征及实验结果分析,确定该矿床为受陡崖断裂带控制的中温蚀变岩型金矿床。     

新疆阜康急斜地层煤层气井施工技术

针对新疆阜康白杨河煤层气矿区地层急斜、软硬互层、存在烧变岩层等问题造成的钻孔极易弯曲、坍塌等问题,采用空气潜孔锤钻井技术及无线电磁波随钻测井定向钻进技术,顺利解决了钻孔弯曲、塌孔、成孔难等施工难题,施工效率达到常规钻井速度的3倍以上,对于类似地层的煤层气井施工有借鉴意义。     

矿山钻探应急救援中生命通道的钻井技术以山东栖霞笏山金矿事故救援1号孔为例

矿山事故发生后,首先救人。如果井筒或巷道遭到破坏,救援人员要想到达井下事故现场,必须清理井筒、巷道,如清理所需时间长,危险性高,则必须果断采取地面钻井救人的方法。先钻小眼井,贯通巷道,保障被困矿工生命,包括送风、送给养、送药品、通讯等,称为生命通道;然后,钻进大眼井,实施地面钻井垂直救援,称为救生通道。以栖霞笏山金矿救援1号孔为例,介绍生命通道的钻井工艺技术。     

潜孔锤钻进技术在山东抗旱打井施工中的应用

利用空气潜孔锤钻进技术进行水井施工是一种有效施工工艺,在效率上比以往的普通岩心钻机有大幅度提高。结合国土资源系统援鲁抗旱打井的实践,介绍了空气潜孔锤钻进技术在应急抗旱打井中的应用,体现了潜孔锤钻进的优越。     

定向钻进技术与装备在穿层定向长钻孔中的应用

针对硫磺沟煤矿工作面常规施工单孔深度不足、有效孔段短、钻进施工效率低、钻孔孔径小等诸多问题,提出采用窄体式ZDY4000LD（C）型履带钻机、第二代随钻测量系统（YHD2-1000（A）型）等附属定向设备进行穿层定向长钻孔成孔技术,以提高钻孔成孔精度、钻孔深度,增大钻孔孔径等参数,减小煤层因受采动影响,导致工作面瓦斯涌出量增大的问题。现场试验施工了4个大直径穿层定向长钻孔,孔深300 m以上钻孔成孔率达到100%,孔深最深399 m,最大钻孔孔径193 mm,钻进总进尺1581 m,平均孔深395.25 m,钻孔抽采效率显著增加。其中3号钻孔最大抽采混合流量8.3 m³/min,最大抽采纯量1.6 m³/min,瓦斯抽采浓度51%,瓦斯抽采效果显著。     

钻探技术在矿山灾害事故应急救援中的应用

钻探作为一种有效的应急救援手段在矿山灾害事故应急救援工作中得到了应用。本文根据应用目标不同将应急救援钻孔分为生命保障孔、救生孔、排水孔、灭火孔、瓦斯抽放孔等。生命保障孔钻探技术、排水孔钻探技术、大口径救生孔钻探技术等3种典型的矿山灾害事故应急救援钻探技术在矿山灾害应急救援工作中得到成功应用,取得了不错的效果。加强矿山灾害事故应急救援钻探技术配套设备的研发和相关钻探工艺研究将有力促进矿山灾害事故应急救援的发展。     

煤矿大直径救援钻孔顶管钻进装备关键技术研究

为解决煤矿坍塌巷道的救援难题,提高坍塌巷道大直径救援孔的钻进速度,提出了采用顶管工艺进行大直径钻孔施工。通过布置在硐室内的主顶装置,推动可以接续的管节及刀盘,对坍塌岩体完成破岩及排渣作业,最终形成由顶管管节组成的救援通道。研发了坍塌岩体条件下的大开口复合刀盘,由10把切刀、10把滚刀及2把刮刀组成,开口率为40%,能够满足大粒径渣石快速破碎的需求。研发了小直径顶管救援装备驱动系统及外周驱动、破排一体的新型排渣系统,主要结构包括出渣管、行星减速器、大齿轮、刀盘、电机等,电机带动刀盘及出渣管转动,出渣管内部焊接有螺旋的排渣条,煤岩破碎后进入刀盘,再由排渣管连接刮板机进行连续出渣,最大排渣粒径为300 mm,能够解决大流量大颗粒排渣需求和排渣系统小空间布置困难的问题。搭建了坍塌巷道的堆积体试验环境,完成煤矿顶管救援装备的工业性试验,顶进距离为102.5 m,折合日进尺为43.92 m,形成内径1 575 mm的救援通道,并实测得出顶进过程中的刀盘转矩和推进力的变化趋势。研究成果对提升我国应急处置与救援装备技术水平,对灾变条件下最大程度减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。      

潜孔锤跟管钻进技术在应急抢险中的应用

灾害发生时,时间就是生命！如何在最短的时间内进行救援取得较好的效果,必须采取先进技术进行科学救援。潜孔锤跟管钻进技术是一种能适应各种复杂地层钻进的先进技术,通过应急抢险实践证明,该技术能够在生命通道钻进、地质灾害治理及抗旱抢险等方面发挥重要作用。     

定向长钻孔精确探放矿井老空水技术及其应用

老空水害事故危害程度大。系统研究了定向长钻孔探放老空水的原理、钻进装备、钻孔设计和成孔工艺方法等关键技术,将随钻测量定向钻进与常规回转钻进技术结合施工定向长钻孔,实现了煤矿井下老空水的精确探查和疏放,形成了一套老空水探放技术与装备。在宁煤集团白芨沟煤矿现场应用情况表明,该技术方案先进可靠,老空水探放效果良好。     

空气潜孔锤钻进技术在铝土矿钻探施工中的应用试验

详细介绍了在铝土矿区进行空气潜孔锤钻进技术的应用试验。试验结果表明：该技术与普通双管钻进技术相比平均时效提高5.1倍,最高时效可达15.33 m。通过试验得出了几点认识,为在铝土矿区进一步推广应用空气潜孔锤钻进技术积累了实践经验。