1月10日14时，山东烟台栖霞市山东五彩龙投资有限公司笏山金矿发生爆炸事故，造成22名工人被困井下。随后，救援工作立即开展。

现场救援采取了竖井清障和钻救援孔两种方案同时进行。

救援现场（图片来自网络）

1月17日13时55分，3号钻孔与五中段巷道贯通，与受困人员取得联系；18日凌晨5时3分，1号钻孔与六中段巷道贯通。

目前，6个钻机正在施工，其中1号、5号钻机目标是“六中段”，2、3、4、6号钻机目标是“五中段”。 截至18日中午12时，除1号（孔径311mm）、3号钻孔（孔径219mm）成功贯通外，2号钻孔（孔径219mm）因“卡钻”停留在井下420米处，4号钻孔（孔径711mm）已钻至井下540米，5号钻孔（孔径350mm）已钻至井下201米，6号钻孔（孔径311mm）已钻至井下316米。

救援钻孔示意图

（图片来自央视新闻截图）

期待现场进一步传来好消息。

本文综合整理2015年山东省平邑县某石膏矿发生坍塌后事故处理相关资料，介绍救出4名矿工的5号大口径钻孔施工设备及技术。

01

施工单位和设备

5号救生孔由国家矿山应急救援淮南队施工，采用德国宝峨RB-T90型钻机配套河北省地矿局国土资源勘查中心石家庄探矿机械厂（河北石探机械制造有限责任公司）生产的SG219/152型双壁钻具。

钻孔地层情况

02

钻进难点

（1）石灰岩地层中有多层溶洞，5号救生孔中有3层较大溶洞发育，地层破碎、裂隙发育、含水丰富。

（2）砂质泥岩风化带和石膏互层破碎带在施工中不断产生坍塌掉块、缩径等现象，易造成孔内事故。

（3）矿区坍塌导致应力的变化，使地层极不稳定，是施工中的一个重要难点。

（4）钻孔垂直度要求高，220m深钻孔，而井下巷道宽度只有3m，孔位中心点距两边各1.5m，对钻孔偏斜要求极为苛刻。

（5）井下塌方不断，被困矿工生存空间不断变小，时间就是生命，钻进效率直接关乎救援的成败，要求钻进速度一定要快。

03

施工工艺的选择

当地的地质条件及施工条件极其复杂，且破碎含水层较多，施工中要下入多级套管，才能保证救生孔的最终成功，这就要求开孔直径要尽可能的大，为多级套管留出空间。由于0~50m浅层有多层溶洞的存在，故选用旋挖钻机进行钻进，这样可以增大开孔直径，为下设多层套管做准备，50m以深采用Φ711mm大口径潜孔锤空气反循环钻进，目的是提高钻进效率，缩短救援时间

（1）开孔使用Φ1500mm旋挖钻头，钻进3m后，下入Φ1460mm表层套管。

（2）二开换用Φ1250mm旋挖钻头，钻进到54m后，下入Φ820mm套管并固井。

（3）三开采用SG219/152型双壁钻具，配套24in（Φ610mm）空气潜孔锤，Φ711mm锤头，进行空气反循环钻进，钻进到170m，下入Φ610mm套管并固井。

（4）四开为减小对巷道顶板的冲击震动，避免造成顶板大面积垮塌，选用Φ565mm牙轮钻头，平稳推进至目的层位。

钻孔结构

04

设备与钻具组合

一开钻进：

采用宝峨BG38型旋挖钻机，配套Φ1500mm旋挖钻头施工，施工深度3m。

旋挖钻机

二开钻进：

采用BG38型旋挖钻机，配套Φ1250mm旋挖钻头施工，施工深度54m。

三开钻进：

采用RB-T90型钻机配套SG219/152型双壁钻具，4台寿力900XHH-1150XH型双工况空压机，进行潜孔锤空气反循环钻进。钻具组合为：

Φ711mm锤头+24in空气潜孔锤+减震器+正反接头+Φ711mm阻风环+2支Φ680mm扶正器+2支Φ650mm扶正器+SG219/152型双壁钻杆。

三开钻进设备

四开钻进：

采用RB-T90型钻机配套SG219/152型双壁钻具，4台900XHH-1150XH型双工况空压机，进行牙轮钻头空气反循环钻进。钻具组合为：Φ565mm组合牙轮钻头+正反接头+Φ565mm阻风环+2支Φ540mm扶正器+2根Φ279mm双壁钻铤+SG219/152型双壁钻杆。

05

施工过程

一开、二开旋挖钻进较为顺利，为了保证钻孔的垂直度，刻意将进尺速度放缓；三开换用空气反循环钻进。换用空气反循环工艺钻进后进尺效率显著提高，平均进尺4m/h。钻进到170m时，由于地层的不稳定性，发生了埋钻事故。处理后，在170m钻深下设610mm套管，水泥固井，封闭不稳定地层和含水层。四开孔径565mm，先后采用了空气正循环钻进工艺、泥浆气举反循环钻进工艺，但施工均遇到了不同的问题，最后孔段采用牙轮钻头空气反循环钻进工艺，为了避免孔内沉渣会减小钻孔有效深度，决定钻至228.5m，由于钻孔未能与巷道直接贯通，在进行定位工作的同时从7号救援孔向井下送入工具，由被困人员从巷道向钻孔凿进0.8m后贯通。鉴于孔壁的持续坍塌掉块，为了确保千方百计所施工的救生孔的安全，指挥部决定下入Φ508mm套管至205m石膏矿体层，建立起安全救生通道，顺利救出了4名被困矿工。

参考资料：

[1]程林,李艳丽,尹建国,满国祥,孔令沪,张慧杰.平邑石膏矿坍塌事故5号救生孔施工工艺及钻具配置[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2016,43(05):13-16.

[2]渠伟,李新年,张堃,张二兵.大口径救援生命通道的施工工艺及钻具配置[J].中国安全生产科学技术,2016,12(S1):44-48.

本文仅供学习交流。

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