地面大直径应急救援钻孔成孔工艺设计与分析

郝世俊，莫海涛

地面大直径应急救援钻孔成孔工艺设计与分析

郝世俊1,2，莫海涛1,2

(1. 煤炭科学研究总院，北京 100013；2. 中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

地面大直径钻孔可作为井下被困人员的逃生通道，是矿山事故造成人员被困井下时重要的应急救援方案之一。而常规大直径工程孔以泥浆正循环、多级扩孔工艺为主成孔，无法满足救援要求。着眼于大直径孔救援逃生目的，阐明包括精准透巷、优化孔身结构、高效成孔和安全透巷等四项成孔工艺设计原则；以此为指导，针对覆盖层钻进、二开基岩层钻进、下套管及固井具体施工情况，分析了全套管钻进、导向孔下导管钻进及集束式潜孔锤扩孔钻进、浮力法下套管及内插法固井等技术；借用巷道围岩松动圈及塑性区成熟理论，视透巷钻进所破坏的塑性区岩体为潜在垮落体，进行顶板稳定校核，提出了安全透巷距离及位置等关键参数设计选取方法，为地面大直径应急救援钻孔施工提供技术支持。

大直径钻孔；应急救援；成孔工艺；安全；透巷

我国煤炭覆存条件普遍复杂，约90%的煤炭资源适合井工方式开采[1-2]，瓦斯、水害、顶板以及其他隐蔽致灾因素为煤矿安全生产带来严峻挑战。在现有条件下，单纯从管理及技术层面，无法完全避免煤矿事故的发生[3]。根据煤矿事故统计和救援经验，在矿井发生事故第一现场遇难的人员占事故总死亡人数的30%左右，大多数是在事故发生后由于缺氧、有毒有害气体、逃生路线阻断等原因无法及时撤离到安全区域或升井而遇难[4-5]。……