大直徑救援井高效鉆井技術及裝備現狀與展望

郝世俊，張 晶

(1.煤炭科學研究總院，北京 100013；2.中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

0 引 言

頂板坍塌、透水、沖擊地壓等礦山災害事故會導致巷道堵塞，井下作業人員被困，通過大直徑井連通地面與被困區域，快速構建被困礦工逃生通道，是礦山災害應急救援的重要技術途徑[1-2]。大直徑鉆孔技術在2002年美國魁溪煤礦透水事故、2010年智利圣何塞銅礦坍塌事故、2015年山東平邑石膏礦坍塌事故應急救援中的成功應用，使其成為礦山災害應急救援技術發展的熱點。國內外典型礦山事故鉆孔救援技術分析表明，為實現高效碎巖，提高救援通道構建效率，鉆孔救援一般以空氣鉆進為主[1-3]，平邑石膏礦坍塌事故救援中，針對復雜地質條件，分別采用旋挖鉆進和單體式潛孔錘反循環鉆進工藝進行覆蓋層段和基巖層段鉆進[4]，不同裝備與工藝相互配合，成功進行了大直徑救援井實施。同時也暴露出大直徑救援井鉆井技術的局限性。旋挖鉆進過程中井眼軌跡難以精確控制與測量[4]，復雜井段下套管封固后，只能逐級縮小井徑；空氣鉆進在鉆遇松散覆蓋層、強富水含水層、裂隙發育等復雜地層時，易出現井壁坍塌、掉塊、涌水等問題[5]。大直徑救援井鉆井技術與裝備在安全性與地層適應性等方面仍存在諸多局限，限制了救援通道的構建效率。

國家重點研發計劃項目課題“復雜地層地面大直徑救援井高效鉆進及安全透巷技術”開展了地面大直徑救援通道快速構建技術研究，并取得階段性成果。……