大孔径逃生井在矿山抢险中的可行性研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:langyagongzi123
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空气潜孔锤钻井相对于泥浆钻井等其他钻井工艺而言,具有明显的高效优势。其高达每小时40米的钻速极适合于矿山事故中的抢险救灾工作。近年来,在国内已发生的矿山透水事故中,使用空气钻井对被困人员和设备进行快速施救的做法已被广为运用。例如2004年4月16日河南新密超化煤矿透水事故,救援人员成功营救12名被困工人。又如2010年3月28日山西临汾王家岭煤矿透水事故,井下的115名工人被成功救出。在上述的成功案例中,救援人员均使用Ф311mm和Ф216mm的潜孔锤钻井至煤矿巷道。井孔完成后,井上人员可通过此孔向井下输送空气、水、食物、营养液等物品,为井下被困人员提供维持生命所必需物质基础和精神鼓励。因此,此类井孔是名副其实的“生命通道”。但此类抢险工作多需要等到排水工作完成到一定阶段后,救援人员方能下井进行搜救工作。   在国外的同类事故中,救援人员采用直径Ф600mm以上的潜孔锤,一次完成大孔径直径,随后下放救生笼将井下受困矿工直接提升至地面。例如2002年7月24日,美国宾夕法尼亚州奎可里克煤矿透水事故。救援队使用Ф737mm潜孔锤钻井至巷道,在事故发生77小时之后将9名矿工成功救出。这种救援方法受排水工作影响更小,将井下人员救出的所需时间更短,因此更为高效。当然,打大孔径直井并非只是更换大直径潜孔锤那么简单。他还需要配备相应的钻具组合、辅助空压机以及井口装置等,同时在钻井工艺上也需要做出调整。   目前,国际上公认的大孔径直井的钻井方法大概有三种:1.正循环大直径单体潜孔锤钻井,使用单个大径潜孔锤;2.正循环潜孔锤集束钻井,将多个中小直径潜孔锤绑定在一起;3.反循环潜孔锤钻井,使用双壁钻杆及反循环潜孔锤。上述三种方法均要求对钻井介质即空气的风量要求进行详细计算,同时还要考虑钻井必需的井上和井下设备的配套问题。在风量计算上,施工人员需要考虑到海拔高度和环境温度对风量的影响。而在井上和井下设备的配套方面,施工方需要考虑到细节的诸如钻机、空压机、井口密封排渣装置、钻杆、钻铤、变径接手和潜孔锤等设备的选型。
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