不同钻进参数下反井钻机扩孔钻进速率与岩渣特征试验研究

通过不同钻进参数下反井钻机扩孔钻进斜井的现场工程测试与室内岩渣筛分试验,分析了不同钻进参数下扩孔钻头破岩钻进速率及其岩渣特征。结果表明:在单轴平均抗压强度41.6 MPa的砂岩地层中,获得了斜井反井钻机扩孔钻压、转速、扭矩等钻进参数与钻进效率之间相关关系;在试验范围内随钻压增加,扩孔钻进速率不断提高;在钻压为14 MPa、转速为9 r/min时,获得的最大扩孔钻进速率为1.41 m/h;在相同转速条件下,随着钻压增加,扭矩也同步升高,而扭矩与钻进速率之间呈线性正相关关系;通过筛分岩渣分析,扩孔钻头破岩形成的岩渣形态分为<0.50 mm的粉末状、0.50~<5.00 mm的颗粒状、5.00~40.00 mm的薄片状和>40.00 mm的大块板状或肋条状4类,岩渣粒度在10.00~20.00 mm范围内占比相对较高。研究成果可为快速判识反井钻机扩孔钻进效果和围岩稳定状态提供理论支撑。

反井钻机在蒙华铁路集义隧道竖井施工中的应用

蒙华铁路集义隧道全长为15417 m,属于高瓦斯隧道,共布置了4条通风竖井。该隧道采取反井法施工竖井,并结合具体工程情况,使用正循环潜孔锤技术进行导孔施工,反井钻机进行扩孔施工,在安装井架后采取锚网喷支护,最终形成了直径为2.0 m的竖井。实践表明,竖井施工后的偏斜角度较小,4号竖井施工效果良好,其偏斜率不超过0.2%,此次项目施工效率高,是中国现阶段反井法一次成井深度最大的施工实践。

大扭矩低矮型液控反井钻机关键技术研究

依据目前国内部分老矿井施工条件和钻井要求,分析研究了满足在老矿井井下狭小空间内钻进大直径井筒的大扭矩低矮型液控反井钻机关键技术,研发了反井钻机新型主机结构,主机宽度不大于1 600 mm、主机高度不大于3 700 mm,完成大扭矩低矮型液控反井钻机研制和应用。

反井钻机扩孔钻头多元化实时联动系统研究

针对反井钻机扩孔钻进对扩孔钻头工作状况监控系统数据传递不及时、缺乏动作预测及故障报警等问题,设计了一种反井钻机扩孔钻头工作状态数字孪生实时监控系统。该系统由空中模块、云空间模块、物理实体、虚拟空间模块和数字孪生体组成,形成一套应用于空-云-地-孔智能监测大直径反井钻机扩孔钻头工作面精细定位和智能监控系统。在软硬不均的交互地层中,考虑到钻进参数变化范围大且施工参数变化快的特点,利用物联感知设备并通过多源数据融合,在统一坐标系基础上建立了一套虚实交互的智能监控系统,并提出了模拟近似预测模型,以提高反井钻机扩孔工作面监控系统的实时性、准确性和完整性。

反井钻机在煤矿开采中的应用研究

本文简述反井钻机的应用概况,分析煤矿正向爆破掘进易受到淋水落石、有害气体伤害的原因。文中提出一种反井钻机钻进泄水孔施工方案,有效实现在消除诸多不安全因素情况下快速钻孔,具有钻井工艺简单、施工安全可靠、施工配置人员少及成井速度快等特点。

探讨反井钻机在地下金属矿山施工天井中的应用

本文介绍了地下金属矿山施工天井技术不断创新与完善的现状,并重点介绍了反井钻机技术原理及特点。反井钻机作为一种用于在已有井筒内进行钻孔作业的特殊设备,具有操作灵活、适应性强的优点,在地下金属矿山施工天井中具有广泛的应用前景。文章还分析了反井钻机在地下金属矿山施工天井中的应用、优势与挑战,并提出了针对性的解决方案和改进建议。通过加强地质勘察、优化施工计划、建立设备维护管理制度等措施,可以有效应对地下矿山复杂环境下的施工挑战,提高施工效率和安全性。

反井钻机定向钻进过程中的井帮围岩稳定技术研究

针对反井钻机导孔定向钻进在不良地质段易发生围岩失稳导致的卡钻、塌孔问题,通过理论计算和ANSYS Workbench数值模拟的方法,分析了定向纠偏过程中翼板与井帮围岩接触应力的影响因素及规律,探讨了井帮围岩变形特征,提出了适用于反井钻机旋转定向钻进的井帮围岩稳定控制技术。研究结果表明:15°+30°组合倒角翼板结构,较普通倒角结构在降低接触应力及围岩变形方面优化效果显著。当反井导孔遇不良地质时,采用动态调整钻进参数、合理设置导向力分配方案、优化翼板结构的井帮围岩稳定控制技术能够有效降低翼板陷入井帮引发卡钻、埋钻事故的风险。研究结果可为软弱地层反井工程提供一定参考。

狭小地下空间引水竖井大直径反井钻机一次成型施工技术研究

【目的】反井钻机已成为竖井开挖的首选工法,但在复杂狭小地下空间内大直径反井钻机施工技术尚不成熟。【方法】以以礼河水电站复建工程新建引水竖井工程为背景,提出了一种狭小地下空间内大直径反井钻机一次成型施工技术,并采用三维数值计算论证了工艺的可行性,最终将研究成果在工程中得到示范应用。【结果】研究结果表明,反井钻机一次成型施工减少了爆破作业工序,能够显著提高施工效率;新工艺施工过程中顺利稳定无异常,围岩稳定、变形均匀、变形量小,4.5 m引水竖井支护结构的最大主应力、最小主应力均小于混凝土结构极限强度限值。【结论】随着国内外类似工程项目的增多,提出的狭小空间内大直径反井钻机一次成型施工技术具有广泛的推广应用价值。

水利工程竖井建设中反井钻机施工技术的应用

为探索反井钻机开挖施工工艺在水利工程竖井建设中应用的可行性,以某水利工程为例,在分析工程地质条件的基础上,对导井人工开挖、人工吊兰法反向钻爆开挖、反井钻机开挖等工艺展开比较,反井钻机开挖工艺因具备较大优势而得到采纳;从竖井开挖、导孔及扩孔钻进等方面对反井钻机开挖施工技术要点展开分析探讨,可为该施工技术在同类型工程中的应用提供借鉴。

反井钻机法在黄金峡水利枢纽出水洞竖井开挖中的应用

黄金峡水利枢纽出水洞竖井具有地质相对较复杂,开挖洞径大,竖井深度较深的特点,如采用普通竖井人工反井开挖方式进行开挖,施工难度很大,施工进度和施工安全都很难得到保证。经方案研究比选,出水洞竖井开挖选择反井钻法进行施工,施工不仅操作方便,快速,而且施工更加安全,施工获得了成功。以反井钻机法在陕西省引汉济渭工程黄金峡水利枢纽竖井开挖中成功应用为例,对反井钻机法施工进行了总结,阐述了反井钻机法开挖施工工艺及方法,反井堵塞预防及处理、安全保障措施等,尤其是在施工过程中,采用技术超挖和反井防堵及堵井处理措施,其成功的施工技术和经验,可为类似工程提供施工经验和技术参考。

超深长斜井反井钻机大直径导井一次成型施工技术

浙江缙云抽水蓄能电站超深长斜井具有复杂的地质条件,导孔和导井的施工难度比较大,而且还很容易产生偏斜问题。因此通过分析超深长斜井反井钻机大直径导井一次成型施工技术,解决了超深长斜井导井施工施工中的各种问题,顺利贯通大直径导井,提高整体施工质量和安全性。

反井钻机-分次微差爆破天井施工技术研究与实践

天井工程是金属非金属矿山地下开采重要的井巷工程之一。本文提出一种基于反井钻机-分次微差爆破的天井施工方法:首先完成天井上部作业硐室及下部硐室,之后采用反井施工切割井,切割井完成后再施工底部结构,之后进行深孔分次微差爆破,直到天井贯通,最后施工上部结构,完成天井施工。该施工方法不仅能够彻底消除底部结构施工作业人员的安全风险,而且能有效控制并减少炸药单耗,提高天井成型的质量,具有良好的经济效果和推广应用价值。

LM-200型反井钻机在某锰矿天井掘进工程中的实践

天井是地采矿山中非常重要的巷道工程,其施工的速度和质量直接影响矿块回采的技术和经济指标。文章以某锰矿矿房的天井为例,介绍LM-200型反井钻机的施工方案和注意事项,分析钻井法的优点、缺点和适用性。工程实践表明,某锰矿采用LM-200型反井钻机施工天井具有效率高、安全性好、工人劳动强度低、井筒成形质量好的优点。该实践成果对锰矿钻井法的优化和推广具有良好的借鉴作用。

反井钻机钻井技术在程潮铁矿天溜井的应用

为了充分验证反井钻机钻井技术在天溜井施工中是一种新型、高效的施工技术,本文以程潮铁矿-570 m、-675 m中段开拓工程建设为例,介绍了反井钻机钻井技术在天溜井中的应用,详细描述了施工过程中的各个流程及控制要点,统计了反井钻机的施工效率,重点介绍了程潮铁矿在降低导孔偏斜和钻杆断裂频率的有效措施,最后将反井钻井工艺与传统方法进行比较,展现了反井钻井技术施工天溜井具有的强大优势。本文成果可为地下矿山天溜井施工提供一定的借鉴。

引水竖井大直径反井钻机一次成型施工消耗量研究

水电建筑工程现行定额标准无φ4.5 m反井钻机预算定额,以云南以礼河四级电站复建工程引水竖井大直径反井钻机一次成型施工工序为研究对象,在施工过程中对人工、材料、机械消耗量数量进行现场观测,采用写实记录法对φ4.5 m反井钻机施工工序的人工、材料、机械消耗量进行了测定,综合整理形成资源消耗量定额表,通过分析对比得出实测预算定额下的单价。

厄瓜多尔CCS水电站超深竖井反井钻机法施工关键问题研究

厄瓜多尔CCS水电站为引水式电站,布置有2条深达537.9 m的超深竖井。经过方案比选,选择了新型RHINO 1088DC反井钻机进行竖井施工。反井钻机法施工分为正钻导孔、反扩导井及人工扩挖3个阶段。针对正钻导孔时的埋钻、导孔偏斜问题,反扩导井时的塌井及刀具损坏问题,人工扩挖过程中塌方、涌水及堵井问题,文章在分析其成因的基础上提出了相应的预防及处理措施,取得了良好的施工效果。CCS水电站超深引水竖井反井钻机的成功实施对国内水利水电工程深竖井施工水平的提高具有重要的借鉴意义,相关研究内容可为类似工程的竖井施工提供参考。

反井钻机钻进竖井深孔偏斜控制技术

文章分析了反井钻机钻进深孔偏斜的原因,介绍了反井钻机专用定向纠偏钻具系统的设计和研制,提出了防止偏斜应采取的措施,并在山西桃园煤矿风井进行应用,取得了良好的效果。

强力反井钻机的研制及应用

为了适应煤炭、水电等工业部门地下工程建设的需要, 北京建井研究所在反井钻井装备和工艺方面开展专题研究工作, 研制出用于钻凿硬岩、深井(竖井或斜井) 的ZFY2 0 /400型强力反井钻机, 并在工程应用中取得较好效果, 为反井钻井技术发展及应用领域打下了基础。

液压旋转式钻机与反井钻机的发展趋势

介绍了液压旋转式钻机与反井钻机的现状与发展趋势,以及两者在破岩机理、排渣方式的不同点,阐述了钻深与扭矩之间关系的差别以及两者在属性和工作原理之间的共同之处。

基于钻柱振动下的反井钻机凿岩系统研究

通过有限元法对反井钻机在凿进几组不同井深时钻柱系统的振动特性进行了仿真求解;并采用最小二乘法对所求固有频率进行了数值拟合,得到随成井深度钻柱系统固有频率的分布情况,在此基础上提出了钻柱系统振动激励输入安全图。结果表明,随着成孔深度增加,钻柱系统各阶振动固有频率降低;外部输入激励安全区域发生显著变化。