礦山大直徑鉆孔施工技術與裝備

目錄
序
前言
第1章 礦山大直徑鉆孔及成孔方法 1
1.1 礦山地面大直徑鉆孔及成孔方法 1
1.1.1 礦山事故應急救援鉆孔 1
1.1.2 礦山地面大直徑工程孔 3
1.1.3 礦山地面大直徑鉆孔主要成孔方法 4
1.1.4 礦山地面大直徑鉆孔施工特點 5
1.2 煤礦井下大直徑鉆孔及成孔方法 5
1.2.1 煤礦井下管道鋪設 5
1.2.2 煤礦井下瓦斯抽采 5
1.2.3 礦山事故透巷救援工程 6
1.2.4 煤礦井下大直徑鉆孔成孔方法 6
第2章 礦山地面大直徑鉆孔用鉆機 8
2.1 轉盤鉆機 8
2.1.1 水源工程鉆機 8
2.1.2 石油鉆機 12
2.2 車載鉆機 16
2.2.1 國外車載鉆機 16
2.2.2 國產(chǎn)車載鉆機 25
2.2.3 國內(nèi)外鉆機對比分析 27
2.3 ZMK5530TZJ60（A）型車載鉆機的研制 27
2.3.1 總體技術方案 27
2.3.2 動力系統(tǒng)設計 28
2.3.3 底盤設計 30
2.3.4 鉆機主機設計 32
2.3.5 卸扣器 40
2.3.6 鉆機車液壓系統(tǒng) 47
第3章 礦山地面大直徑鉆孔鉆進配套裝備系統(tǒng) 50
3.1 泥漿介質(zhì)鉆進配套鉆具 50
3.1.1 鉆桿 50
3.1.2 加重鉆桿 51
3.1.3 鉆鋌 51
3.1.4 鉆頭 53
3.2 空氣介質(zhì)鉆進配套鉆具 55
3.2.1 雙壁鉆桿 55
3.2.2 集束式正循環(huán)空氣潛孔錘 57
3.2.3 大直徑反循環(huán)空氣潛孔錘 59
3.2.4 大直徑濕式反循環(huán)空氣潛孔錘 62
3.3 鉆孔軌跡測量儀器 63
3.3.1 單點多點測斜儀 63
3.3.2 泥漿脈沖無線隨鉆測量系統(tǒng) 65
3.3.3 電磁波無線隨鉆測量系統(tǒng) 69
3.4 配套附屬裝備 73
3.4.1 泥漿泵 73
3.4.2 空壓機 75
3.4.3 固控系統(tǒng) 75
3.4.4 發(fā)電機組 76
3.4.5 孔口密封裝置 77
3.4.6 液壓卸扣機 78
第4章 礦山地面大直徑鉆孔成孔技術 82
4.1 泥漿介質(zhì)正循環(huán)鉆進工藝 82
4.1.1 常用鉆頭碎巖機理 82
4.1.2 泥漿正循環(huán)鉆進規(guī)程參數(shù) 84
4.2 垂直鉆孔偏斜原因與防斜技術 85
4.2.1 垂直鉆孔偏斜原因 85
4.2.2 垂直鉆孔防斜與糾斜技術 86
4.2.3 螺桿鉆具定向糾斜鉆進技術 89
4.3 下套管工藝 91
4.3.1 技術特點 91
4.3.2 直接提吊法 94
4.3.3 提吊浮力法 95
4.4 注水泥漿固井方法 98
4.4.1 浮箍浮鞋式內(nèi)插法注水泥漿 98
4.4.2 孔口密封式內(nèi)插法注水泥漿 100
4.4.3 套管外注水泥漿 101
第5章 礦山地面大直徑鉆孔快速鉆進技術 102
5.1 下導管鉆進工藝技術 102
5.1.1 問題的提出 102
5.1.2 二開下導管鉆進工藝 103
5.2 空氣潛孔錘鉆進工藝技術 104
5.2.1 沖擊回轉碎巖機理 104
5.2.2 空氣潛孔錘鉆進規(guī)程參數(shù) 104
5.2.3 空氣潛孔錘鉆進風量確定方法 105
5.2.4 空氣潛孔錘隨鉆測量技術 107
5.2.5 大直徑潛孔錘正循環(huán)鉆進工程實例 110
5.3 大直徑潛孔錘反循環(huán)鉆進工藝技術 110
5.3.1 建立反循環(huán)的基本條件 111
5.3.2 空氣反循環(huán)效果的實現(xiàn)方法 111
5.4 氣舉反循環(huán)鉆進工藝技術 114
5.4.1 氣舉反循環(huán)鉆進規(guī)程參數(shù) 114
5.4.2 氣舉反循環(huán)工藝控制參數(shù) 115
5.5 下排渣法擴孔工藝技術 116
5.5.1 技術特點 117
5.5.2 下排渣擴孔鉆進規(guī)程參數(shù) 117
5.5.3 工程實例 117
第6章 礦山地面大直徑鉆孔孔內(nèi)事故預防與處理 119
6.1 孔內(nèi)事故類型 119
6.1.1 卡鉆事故 119
6.1.2 孔內(nèi)落物 124
6.1.3 鉆具斷落 125
6.1.4 下套管事故 126
6.1.5 固井事故 126
6.2 孔內(nèi)事故預防措施 127
6.2.1 鉆進時事故預防 127
6.2.2 下套管作業(yè)預防 131
6.2.3 固井作業(yè)預防 134
6.3 典型孔內(nèi)事故處理方法 135
6.3.1 孔內(nèi)事故處理基本原則 135
6.3.2 卡鉆事故處理 136
6.3.3 牙輪落物打撈 140
6.3.4 鉆具套銑打撈 143
6.3.5 套管內(nèi)橋塞式堵漏 144
第7章 礦山地面大直徑鉆孔救援提升裝備 148
7.1 救援提升裝備發(fā)展現(xiàn)狀 148
7.1.1 國外救援提升裝備 148
7.1.2 國內(nèi)救援提升裝備 149
7.1.3 ZMK5200QJY40 型救援提升裝備 150
7.2 ZMK5200QJY40 型救援提升裝備試驗 154
7.2.1 功能及要求 154
7.2.2 檢測調(diào)試 154
7.2.3 二次逃生試驗 156
7.2.4 工業(yè)性試驗 157
第8章 礦山地面大直徑鉆孔典型工程實例 160
8.1 山西王家?guī)X煤礦特大透水事故救援鉆孔 160
8.1.1 透水事故的發(fā)生及救援決策 160
8.1.2 王家?guī)X煤礦井田概況 161
8.1.3 地面垂直救援鉆孔施工 161
8.1.4 2#鉆孔救援效果分析 164
8.2 山東平邑石膏礦坍塌事故救援鉆孔 165
8.2.1 事故發(fā)生及救援概況 165
8.2.2 大直徑救援鉆孔施工裝備 165
8.2.3 大直徑救援鉆孔孔身結構及施工方法 166
8.3 智利銅礦坍塌事故地面救援鉆孔 169
8.3.1 地面鉆孔救援概況 169
8.3.2 地面大直徑鉆孔施工 170
8.3.3 人員提升救援 172
8.4 陜西亭南煤業(yè)地面大直徑電纜孔 173
8.4.1 工程概況 173
8.4.2 地層概況 173
8.4.3 孔身結構及鉆孔軌跡 174
8.4.4 主要設備及鉆具 175
8.4.5 鉆孔工藝 176
8.4.6 下套管及固井工藝 177
8.5 陜西亭南煤業(yè)地面瓦斯管道孔 180
8.5.1 工程概況 180
8.5.2 地層概況 180
8.5.3 孔身結構及鉆孔軌跡 180
8.5.4 主要設備及鉆具 182
8.5.5 鉆進工藝 183
8.5.6 下套管及固井 184
8.6 山西坪上礦地面大直徑鉆孔 186
8.6.1 項目概況 186
8.6.2 地層概況 187
8.6.3 孔身結構及鉆孔軌跡 187
8.6.4 主要設備及鉆具 188
8.6.5 鉆進工藝 190
8.6.6 下套管及固井 191
第9章 煤礦井下大直徑鉆孔成孔技術與裝備 193
9.1 煤礦井下大直徑鉆孔成孔方法 193
9.1.1 導向孔鉆進 193
9.1.2 擴孔鉆進 195
9.2 大功率鉆機與泥漿泵車 196
9.2.1 分體式大功率鉆機 196
9.2.2 履帶式大功率鉆機 200
9.2.3 BLY390/12 型礦用泥漿泵車 205
9.3 配套鉆具 208
9.3.1 高強度整體式寬翼片螺旋鉆桿 208
9.3.2 大通孔鉆桿 211
9.3.3 大直徑插接密封式螺旋鉆桿 212
9.3.4 Ф200/89mm 插接式寬葉片螺旋鉆桿 215
9.3.5 其他配套鉆具 217
9.4 擴孔鉆頭 218
9.4.1 刮刀擴孔鉆頭 218
9.4.2 集束式擴孔空氣潛孔錘 221
第10章 煤礦井下大直徑鉆孔典型工程實例 225
10.1 貴州格目底東井煤礦大直徑巖層鉆孔 225
10.1.1 工程概況 225
10.1.2 成孔工藝及配套鉆具 226
10.1.3 裝備配套 226
10.1.4 施工情況 227
10.1.5 小結 227
10.2 山西保德煤礦大直徑煤層鉆孔 228
10.2.1 工程概況 228
10.2.2 裝備配套與成孔工藝 228
10.2.3 小結 230
10.3 山西成莊礦大直徑煤層鉆孔 230
10.3.1 工程概況 230
10.3.2 成孔工藝及配套鉆具 231
10.3.3 裝備配套 232
10.3.4 施工概況 233
10.3.5 小結 234
參考文獻 235