矿山救援中,大口径定向快速钻探技术一直是世界性难题。2015年,山东省平邑县发生石膏矿事故,山东省煤田地质局第二勘探队在参与救援的过程中,成功实现地面钻孔救援,打造了亚洲第一例、世界第三例大直径救援的“矿上奇迹”。
以此救援获得的经验为依托,2022年,山东省煤田地质局开展大口径钻孔救援模拟实验,优化钻井工艺和车载钻具,采用一次性成孔技术,完成井径711毫米、井深402米的大口径救援试验井。
在复杂的地质条件和高难度实验的前提下,实验井成功实现了在30小时内打通小口径给养输送通道的预期目标,并达到通过钻孔建立升井通道投放救生舱的技术标准,钻探效率相比国内同类救援钻孔提高了2到3倍,成功解决了复杂地层救援钻进能力弱、效率低、适应性不足的难题,满足了黄金救援时间内人员搜救需求。
"我们实现了六大技术首创,在提升车载钻机先进设备、救援装备模块化改造等领域形成了开创性理论,基本破解了矿山救援大口径救生通道快速成井的钻探技术瓶颈,为我国矿山事故应急救援提供了有效科技支撑。"山东省煤田地质局第二勘探队应急救援中心党支部书记陈鹏表示。
首创一,实验井位置选择了地层条件复杂,上部覆盖层厚、下部基岩段受断层影响破碎严重的区域,真实还原救援现场的地质环境。
首创二,根据不同地层,采用了“不同工艺优化组合、不同装备联合作战”的工作理念。在实验过程中,运用车载顶驱钻机配备泥浆泵和空压机,成功实现了不同施工工艺之间的流畅转换。
首创三,研发并使用反循环集束潜孔锤导正装置,通过增加耐磨层、封闭胶圈和扩大排渣口,增强了工作时效。
首创四,研发了反循环空气增效接头,增大了排渣能力,使用后可增加排渣量近50%。
首创五,改进了反循环工艺,通过优化双壁浮动头,延长了设备使用寿命,增强了各系统设备的配合度,提高了工作时效。
首创六,通过优化正、反循环牙轮钻头、研发地面混浆器等技术手段,成功有效解决了先导孔容易被大块残渣封堵的技术难题。
下一步,山东省煤田地质局将加强与高等院校、科研院所的深度合作,在人才培养、科技研发、科研平台等方面实现共建共享。在发挥好省级应急救援专家作用的基础上,积极推荐技术专家加入国家级救援专家库,为矿山应急救援事业提供智力支持。推进“装备提升创新工程”,配齐配强各型主战装备及配套设备,巩固提高装备领先水平,为提升救援水平和效率构建更多的技术支撑。
(大众新闻记者 王瑛琪)
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