矿山地面救援应急响应与大直径钻孔关键技术

【目的】大直径救生孔多次在矿山地面钻探救援中得到成功应用,但在快速出动、跨区域救援等应急响应方面仍有短板,在应对复杂地层时大直径救生孔的工艺适配性不足。【方法】从应急救援整体角度出发,以救援时效为指标,就响应能力提升、复杂地层成井工艺等关键技术进行总结。构建了矿山地面钻探救援应急处置流程,明确了预案启动、响应动作和响应速度3个方面的提升内容,建立了跨区域救援层次化出动机制和钻前技术保障响应机制。分析了大直径救生孔松散层、基岩层钻进工艺特点,提出了针对破碎、高涌水等复杂地层施工难点的解决方案,指出了救援提升过程中的典型问题。【结果和结论】研究表明:(1)科学的矿山地面钻探救援应急响应机制是提高救援效率的重要方式之一,通过采用跨区域救援层次化出动机制和钻前技术保障响应机制,可有效提高应急响应效率2.3倍。(2)形成了复杂地层条件下大直径救生孔高效成孔的解决方案,并应用于济宁九顶山矿大直径救生孔工程试验,完钻孔深403.2 m,终孔孔径580 mm,平均机械钻速2.5 m/h,从应急响应到救援提升总用时311.95 h,救援整体时效性提升47%。(3)就救援时效性而言,救援准备阶段的提升效率要优于救援实施阶段,且应急响应能力的提升途径更易实现,因此在钻探工艺和装备提升不大的情况,矿山救援队应着重提升应急备战和快速反应能力。研究结果可满足400 m以浅矿山地面应急救援需求,可指导矿山救援队建立应急响应机制,为大直径救生孔的施工设计提供参考,对矿山地面钻探应急救援具有指导意义。

地质找矿勘查中的物化探方法应用研究

本文深入分析了物化探技术在地质找矿勘查中的应用,结合物理勘探与化学勘探的多种方法以提高勘查精度和效率。通过使用重力、磁性和化学分析等手段,本文旨在减少传统勘查误差,精确预测矿产资源分布,并尽量减少环境干扰。研究结果表明,这些技术的综合应用显著提升了难以接触地区的找矿成功率,同时揭示了现代化勘查技术对专业人才的需求以及未来技术和方法的持续改进的必要性。这不仅提高了勘查技术的实用性,也推动了地质勘查技术的进步和发展。

北徐楼煤矿超大口径投料孔施工技术

煤矿企业开采过程中地面倾倒大量煤矸石,通过从地面煤矸石仓附近施工一口到达井下巷道的超大口径钻孔,将生产的煤矸石固体废弃物输送至井下采空区,不仅可以解决地面倾倒煤矸石对环境的污染,同时可以有效控制地表移动变形,实现煤矿的绿色可持续发展。在山东滕北矿区北徐楼煤矿超大口径投料孔的施工实践中,采用预先施工小孔径先导孔,一开5级扩孔,二开4级扩孔,配合使用泥浆正循环、牙轮钻头气举反循环等工艺进行钻进,钻成一口煤矿超大口径投料孔,探索出对于超大口径投料孔钻孔的施工技术,其成熟的施工方案对于超大口径钻孔工程具有一定的指导意义。

螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒的研制及应用

钻井过程中螺杆钻具断落事故时有发生,对于螺杆钻具外筒壳体脱扣、转子断裂抽芯等事故形成的轻质“落鱼”,使用常规卡瓦打捞筒作业时的适用性不足、打捞成功率低。基于此,设计了螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒,通过打捞筒的锥形导向面驱动上卡瓦、中卡瓦和下卡瓦共轭环空收缩卡紧,实现对该类“落鱼”的有效打捞。三卡瓦的偏心排布结构设计,增加了有效夹持面积,提高了打捞筒对螺杆钻具的综合打捞力。结合打捞筒的工作原理,建立了卡瓦常规夹持力和挤压夹持力的计算公式,对比得出三卡瓦偏心打捞筒所需的卡瓦常规夹持应力可减少50.46%,捞牙咬深可减少13.92%。试制的打捞筒在施工现场进行了打捞实践,表明其结构设计合理,打捞性能可靠。