程家沟-沙沟银多金属矿区坑道钻探工艺

坑道内孔深大于300 m大顶角钻孔施工,施工难度明显加大,通过在坑道内完善施工硐室设计,确保钻孔顺利施工及钻探施工安全。从设备选择与安装、钻孔结构、钻进参数、冲洗液的配置、常见事故及其预防等方面的完善,完成了顶角56°、设计孔深593 m钻孔的施工,总结出了坑道内大顶角钻孔施工工艺。     

我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望

煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来,我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了"由无到有"向"由弱到强"的历史性跨越,依靠坑道钻探技术与装备科技创新,支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面,全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求,并结合煤矿井下坑道钻探领域专著、专利、论文、标准规范、获奖情况,系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面,提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术,实现了煤矿井下钻孔施工由"无控钻进"到"受控钻进"再到"精确定向钻进"的跨越;研制了坑道钻机、泥浆泵(车)、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备,促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代,形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系,尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发,...     

青海省锡铁山矿区坑道钻探技术研究

近几年,锡铁山主矿带逐步进入深部找矿,在矿井下主要借助坑道钻探查明深部矿床分布与储量,在实施坑道钻探过程中面临机场硐室支护、破碎地层钻进、水敏地层护壁取心、涌水地层处理等挑战,如果处理不当会造成机场硐室掉块、坍塌,钻孔出现卡钻、埋钻、坍塌等事故,严重时造成钻孔报废,制约了找矿进程。针对上述复杂地层钻进技术难点,开展加强硐室支护、选择合理钻进参数、优化钻孔结构、制定复杂地层冲洗液配方以及使用速凝水泥封堵等技术措施研究,保障了坑道机场的施工安全,有效解决了该区多种复杂地层的钻进难题,降低了孔内事故发生率和钻孔报废率,提高了钻探效率和钻探质量,为后续相似地层钻探施工提供了参考。     

煤矿井下智能化钻探装备发展现状及展望

经过近60年的发展,煤矿坑道钻探装备已经形成满足多种用途、适用于多种钻进孔深要求的多规格、多系列产品,但现有成熟钻探装备主要以全液压驱动和人工操作为主。随着我国煤矿企业在智能化方面建设的大力投入,传统全液压驱动的坑道钻探装备已无法满足当前煤矿智能化发展需要。结合坑道钻探的施工特点,分析了国外典型坑道钻探装备的技术现状和功能特点,以及存在的问题,重点针对国内坑道钻探装备不同施工需求的智能化方面的进展情况进行概述,分别介绍了常规自动化钻机、钻孔机器人、大功率自动化定向钻机、自动化防冲击钻机等方面的研究进展,提出了我国煤矿井下钻探装备智能化建设方面还需解决的关键问题,并通过分步实施方式,加快推进煤矿井下钻探装备的智能化水平。     

坑道钻探中中深斜孔施工技术

从钻探器具选择、钻探硐室设计、钻孔结构、钻具级配、钻进参数、冲洗液、钻头参数等方面总结了江西德兴银山铜铅锌矿山接替资源勘探中在坑道内进行中深斜孔钻探的工艺技术。     

坑道钻探施工技术规程探讨

坑道钻探在地质勘查、矿山勘探等活动中的应用越来越广泛,尤其是在地表钻探工程受地形深切割而制约搬迁时,矿山企业为延长矿山服务寿命,坑道钻探就成为了首选的勘探技术。但由于其设备模块、作业环境、安全施工条件等特点,坑道铺探的施工安全、钻深能力无法满足日益发展的地质勘查和施工管理要求。同时,我国对坑道钻探的行业规范尚待补充、完善。正确评价安全施工条件、分析其施工特点,并制定相应的工艺方法,能有效保障坑道钻探的安全施工和钻探施工能力。本文以坑道钻探设备、工艺、施工环境、施工经验等为依据,结合多年的坑道钻探经验,整理了全液压坑道钻探施工特点,并将坑道钻探普遍的方法、公约整理成标准并形成规程,在指导坑道钻探安全、高效生产的同时,为安全管理提供依据,为补充和完善行业规范提供参考。     

煤矿井下智能化定向钻探发展路径与关键技术分析

煤矿井下智能化定向钻探是坑道钻探发展的高级阶段,是一个涉及多学科领域的系统工程,具有显著的特殊性和独立性,服务于智能化开采的全过程,为煤炭资源安全、高效、绿色、智能开采提供着技术支撑和装备保障。描述了我国煤矿井下定向钻进技术与装备发展历程,从稳定组合钻具定向钻进到有线随钻测控定向钻进,再到无线随钻测控大功率定向钻进,坑道钻探技术的创新发展与装备的升级换代推动实现顺煤层定向钻孔深度从"1 000 m"跨越到"3 000 m"。明确了现阶段我国煤矿井下坑道钻探仍处于从机械化向自动化转变的发展定位,分析了智能化定向钻探面临的突出问题,提出了在实现自动化定向钻探的基础上向智能化定向钻探迈进的发展路径,归纳分析了自动化和智能化定向钻探的技术内涵和属性特征,自动化定向钻探强调钻探动作的自动控制执行,包括自动化定向钻机集成控制、多参数随钻测量信息融合、高精度导向控制、冲洗液循环自动控制等方面;智能化定向钻探强调钻探过程的智能最优化控制,包括智能分析与决策、低延时大容量数据传输、智能钻杆、钻探装备智能检测与诊断等方面。针对我国复杂多样的煤层赋存条件和不均衡发展的开采技术条件,建议分阶段、分区域、分层次推进煤矿井下智能化定向钻探探索与发展,并提出了智能化定向钻探亟待攻克的关键技术难题,包括自动化定向钻机研制、旋转导向钻进技术、地质导向钻进技术、随钻地质信息三维动态建模技术、智能化钻探数据库建立、钻孔事故预防与处理技术,同时介绍了"十三五"期间我国煤矿井下智能化定向钻探部分阶段性发展成果。     

贵州贞丰水银洞金矿坑道钻探施工技术

介绍了贵州贞丰水银洞金矿的工程概况,基于所实施的坑道钻孔,重点总结了适合该区坑道钻探技术工艺。对比分析了相邻勘探线上2个钻孔的机械钻速与岩芯采取率的情况,指出了KZK5104钻孔岩芯采取率低的原因,并在KZK5309施工中改变了钻进工艺,取得了较好的效果。结合所实施的钻孔实例,探讨了适合于贞丰水银洞坑道钻探技术工艺,以期为类似地层条件下的坑道钻孔和该矿区其他坑道钻孔提供技术支持。     

阿舍勒铜矿水敏地层防斜纠斜钻进工艺

新疆阿勒泰地区阿舍勒铜矿地层是以凝灰岩、角闪岩为主的典型蚀变性水敏地层,地层倾角较大,岩石各向异性明显,钻进过程中极易造成钻孔偏斜。该矿区坑道钻探施工中缩径、坍塌、掉块卡钻等钻探事故频发,制约了防斜、纠斜钻进工艺的选取,使该矿区钻探施工很难满足快速、经济的地质找矿要求。通过对已施工钻孔水敏地层防斜、纠斜工艺进行研究,提出了一套水敏地层防斜、纠斜等提高钻孔质量的工艺措施。     

坑道钻探硐室设计及坑道钻探施工安全措施

坑道钻探施工从钻探硐室设计入手,实现无塔钻探施工,简化设备安装程序,增强安全稳定性;阐述坑道钻探施工安全控制要点。     

钻屑法孔壁破坍失稳现象研究

采用煤体损伤模型和极值点失稳理论对钻屑法孔壁破坍失稳现象进行了解析分析,计算得到了孔壁破坍失稳的临界载荷, 结果表明, 孔壁破坍失稳的临界载荷与煤体的材料参数E, λ,φ, σc有关, 而与孔径无关。研究了孔壁失稳与煤体冲击矿压之间的关系, 说明了孔壁破坍失稳现象与煤体压缩型冲击矿压之间可以进行类比分析。研究结果可以作为现场有效实施钻屑法预测煤巷冲击矿压的理论依据。     

ZDY4000L履带式钻机大坡度巷道钻孔施工实践

为解决ZDY4000L履带式全液压坑道钻机在大坡度巷道钻孔施工难题,以新桥煤矿2301工作面顺槽深孔煤层注水钻孔施工为研究对象,指出了钻机行走、打钻期间存在下滑风险,并进行了受力分析,提出了大坡度巷道钻孔施工方法和针对性安全措施,实现了安全、高效打钻,有效保证工作面回采速度.     

金华山煤矿大口径瓦斯抽排孔施工技术

为了减少煤矿瓦斯的危害以及对其综合利用,国家鼓励并大力支持大口径瓦斯抽排孔项目的建设。陕西铜川金华山煤矿一口大口径瓦斯抽排孔,孔径850 mm,终孔深度401.6 m。从钻进方法、钻具级配、钻进技术参数、冲洗液、圆孔、溜孔、井底护管安装固结、充填循环泥浆、下管、固管、透孔放水等方面详细地介绍了大口径瓦斯抽排孔小径透巷后的特殊施工工艺和相关的技术措施。     

钻孔冲击破岩掘进过程的数值模拟与工艺探讨

为解决现有硬岩掘进方法进尺效率低的问题, 提出了使用液压冲击设备进行超硬全岩巷道快速掘进的新工艺和新方法。通过APDL编程, 利用“生死单元”对超硬岩体的钻孔冲击破碎过程进行了模拟和分析, 并在锦州凌海白台子乡花岗岩采石场进行了现场工艺试验。结果表明, 钎杆冲击位置与钻孔的距离应控制在0.15～0.2 m, 钻孔半径以0.035 m为宜。钻孔冲击破岩的效率约为无钻孔冲击破岩效率的4倍, 钻孔冲击破岩可以实现硬岩掘进, 但工艺还有待进一步优化。     

赣州科学钻探NLSD-1孔施工技术研究与实践

赣州科学钻探NLSD-1孔是大陆科学钻探选址预研究项目6个钻孔之一,该孔地层复杂,自然弯曲严重,采用高粘度、高密度泥浆绳索取心钻进,全孔轨迹实现人工受控,施工难度大。详细介绍了该孔施工技术及创新成果,对施工过程中的经验与教训进行了总结,并提出了对深部钻探施工技术的体会与认识。     

高瓦斯矿井瓦斯综合治理

文章介绍了山西某矿150201工作面的综合瓦斯治理,通过均压辅助巷、风量调节、打钻孔抽放瓦斯、工作面切眼抽放瓦斯等措施的综合应用将瓦斯浓度降到国家规定的标准以下,对其它矿井瓦斯治理提供了指导。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段。该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工。本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验。试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m。试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道。     

康家湾铅锌矿区ZK1122号孔裸孔钻探技术

为确保实现康家湾矿区ZK1122号钻孔的全孔裸孔施工,在普通地层钻进时,使用了低固相泥浆,适当加入润滑剂,以减少摩擦阻力;在水敏性地层钻进时,使用了强抑制剂维护孔壁稳定;在应力异常地层钻进时,使用了加重泥浆;同时根据地层的不同和施工深度的不同,选用了不同的钻具组合,钻至深部地层时,选用了厚壁岩心管、长胎体的阶梯钻头,并增加了扩孔器和扶正器的数量,以保证深部钻探时的施工安全和施工效率。通过采取严格钻探规程和现场管理等一系列措施,完成了复杂地层条件下的深孔裸孔钻探施工任务,为今后在金属矿深部施工,特别是危机矿山"攻深找盲"项目提供了一种比较可行的钻探技术。