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煤矿巷道掘进长距离快速超前钻探工艺策略及配套机具研究

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煤炭科学技术 2023年第S2期51卷 229-239页

作者：刘送永徐保龙秦立学孟庆皓李洪盛中国矿业大学机电工程学院西安水远山长能源科技有限公司江苏神盾工程机械有限公司鄂托克旗昊源煤焦化有限公司

随着我国煤炭资源开采深度的逐步增加，地质条件和围岩环境日趋复杂，掘进时面临水害、瓦斯等灾害的程度日益增大，超前钻孔作为探查和治理灾害的必要通道，日益严重的采掘失衡对长距离快速超前钻探技术的需求极为迫切。首先，结合煤矿... 详细信息

随着我国煤炭资源开采深度的逐步增加，地质条件和围岩环境日趋复杂，掘进时面临水害、瓦斯等灾害的程度日益增大，超前钻孔作为探查和治理灾害的必要通道，日益严重的采掘失衡对长距离快速超前钻探技术的需求极为迫切。首先，结合煤矿安全相关规程和煤矿巷道掘进工况，分析了巷道掘进对于超前钻探的需求。然后，根据“长距离快速超前钻探”的要义，分析了目前钻探工艺技术存在的“复杂地层钻孔深度不足”“钻孔偏斜严重”“硬岩钻进效率低”3个关键技术问题。其次，针对3个关键技术问题总结研究了“复杂跟管钻进技术”“钻孔防偏技术”“硬岩高效钻进技术”。针对复杂地层因钻孔坍塌难以成孔的难题，总结了不同护孔技术及配套机具，分析了其对于不同工况的适用性，开发了孔底驱动快速跟管成套机具，将复杂地层钻孔深度延长2～3倍；针对回转钻进工况下的超前探孔防偏难题，分析了回转钻进偏斜的力学机理，从抑制钻孔倾角和方位角的角度分析了防偏钻具的原理、结构以及性能，研发了能够同时稳定倾角和方位角的单动式保直钻具，钻进过程中外管不转、芯轴带动钻头旋转破岩，现场试验表明能够同时将倾角和方位角偏斜率控制在1.5 (°)/100 m；针对硬岩巷道超前钻探存在的效率低、破岩刀具磨损快等问题，分析了不同硬岩高效破岩机理并综合阐述了对应的破岩机具及配套技术与装备，研制了基于主动抑振原理的小直径稳压提速钻具，在岩石坚固性系数f为12的煤系石灰岩地层中提速1.5～2倍。最后，针对超前探钻孔“护孔”“防偏”“提速”3个关键需求，提出了相应工艺机具的发展方向。

关键词：煤矿巷道超前钻探跟管钻进保直钻进快速钻进

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隧道超前钻探查不良地质体的应用效果分析

公路交通科技（应用技术版） 2020年第8期16卷 237-238页

作者：张良翰张寒韬云南建设基础设施投资股份有限公司云南昆明650500 云南航天工程物探检测股份有限公司云南昆明650200

我国隧道施工在穿越复杂地质区域时,应用地质调查、物探法很难准确查明不良地质体特征,本文为查明隧道掌子面前方明确不良地质体类型、位置和特征,应用隧道超前水平钻对在复杂地质条件下的施工隧道掌子面后方进行超前钻探工作,探查了隧... 详细信息

我国隧道施工在穿越复杂地质区域时,应用地质调查、物探法很难准确查明不良地质体特征,本文为查明隧道掌子面前方明确不良地质体类型、位置和特征,应用隧道超前水平钻对在复杂地质条件下的施工隧道掌子面后方进行超前钻探工作,探查了隧道掌子面前方一定范围内的岩性类别、节理发育程度,查明了含水情况、含瓦斯情况、软岩3种不良地质特征,为隧道施工安全提供了依据。

关键词：不良地质隧道超前钻探

基于能量理论的岩溶隧道超前钻探精细预报方法

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公路 2021年第11期66卷 342-349页

作者：刘宗辉关启钰饶坤荣林显荣李战春广西大学土木建筑工程学院南宁市530004 广西路建工程集团有限公司南宁市530001 广西新发展交通集团有限公司南宁市530028

旋推功率比(RTPR)可以从钻进破岩机理角度描述破碎不同岩土层所需切应力与正应力的差异,通过与钻进比能(SED)指标的预报效果进行对比研究发现:钻进参数的同步变化对RTPR指标定位软硬界面位置无显著影响,相比可知钻进比能可以得到更精确... 详细信息

旋推功率比(RTPR)可以从钻进破岩机理角度描述破碎不同岩土层所需切应力与正应力的差异,通过与钻进比能(SED)指标的预报效果进行对比研究发现:钻进参数的同步变化对RTPR指标定位软硬界面位置无显著影响,相比可知钻进比能可以得到更精确的预报效果。因此,应用RTPR指标对广西某大型岩溶隧道进行充填溶腔与硬质灰岩区域界面识别,并一步根据曲线特征判断传统预报中缺失钻孔排渣与返液的预报不确定区,最后通过掌子面已知条件预测未知地层的岩性。此方法在实际钻探预报中准确预测了前方地层的岩性,可以为隧道地质的精细化预报提供有效的参考。

关键词：隧道地质预报超前钻探钻进比能旋推功率比

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兰渝铁路梅岭关瓦斯隧道超前钻探施工技术

现代隧道技术 2012年第4期49卷 89-93,98页

作者：王庆林郝俊锁沈殿臣兰渝铁路有限责任公司兰州730050 中铁十八局集团第二工程有限公司丰润064000

文章以新建兰渝铁路梅岭关高瓦斯隧道为例,针对非煤系地层瓦斯隧道超前钻探设计和现有铁路隧道施工技术规范、技术指南等,以及煤矿对钻孔探测瓦斯安全技术要求等,介绍了超前钻孔设备选型应用和钻探施工工艺以及钻孔安全预防等施工技术... 详细信息

文章以新建兰渝铁路梅岭关高瓦斯隧道为例,针对非煤系地层瓦斯隧道超前钻探设计和现有铁路隧道施工技术规范、技术指南等,以及煤矿对钻孔探测瓦斯安全技术要求等,介绍了超前钻孔设备选型应用和钻探施工工艺以及钻孔安全预防等施工技术和措施。现场实践表明,采取快速探明隧道掘进面前方地质构造和瓦斯发育情况,是瓦斯隧道超前钻探应用成败的关键。

关键词：瓦斯隧道超前钻探施工工艺安全措施

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超前钻探在某总承包工程中的应用

水泥工程 2018年第3期 81-82页

作者：李维斌吴伟杰尚知宇吴艳平苏州中材建设有限公司江苏昆山215300 中国建材检验认证集团浙江有限公司浙江杭州311113

1工程概况本工程建设地点位于福建省永安市曹远镇坑边村,地貌单元主要为山间小盆地,原地形多为田地及水田,在原厂兴建时已被回填整平;新建工程是在原厂拆除后的原厂址建设,场地离山体较远,无不良地质现象;建筑场地类别为II类,抗震设防... 详细信息

1工程概况本工程建设地点位于福建省永安市曹远镇坑边村,地貌单元主要为山间小盆地,原地形多为田地及水田,在原厂兴建时已被回填整平;新建工程是在原厂拆除后的原厂址建设,场地离山体较远,无不良地质现象;建筑场地类别为II类,抗震设防烈度六度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组。场地内主要地层结构特征及描述见表1。2原料磨基础地基处理设计概况该水泥厂原料磨是立磨,立磨基础平面尺寸。

关键词：总承包工程超前钻探应用不良地质现象场地类别抗震设防烈度设计地震地震加速度

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超前钻探技术在煤矿井下防治水中的应用

山东煤炭科技 2018年第10期36卷 164-166页

作者：赵慧国大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司梨园河煤矿山西原平034000

超前钻探技术能及时掌握煤矿井下含水层的状况,可以及时采取有针对性的措施来防范突水事故的发生。本文主要以梨园河煤矿51103进风巷为研究对象,对超前钻探技术在井下防治水中的实践应用进行了研究,并对排水措施与钻探中出现涌水事故的... 详细信息

超前钻探技术能及时掌握煤矿井下含水层的状况,可以及时采取有针对性的措施来防范突水事故的发生。本文主要以梨园河煤矿51103进风巷为研究对象,对超前钻探技术在井下防治水中的实践应用进行了研究,并对排水措施与钻探中出现涌水事故的避灾方法进行了阐述,降低了梨园河煤矿突水安全事故的发生几率。

关键词：超前钻探钻孔位置设计涌水处理避灾措施

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超前钻探预测预报技术在瓦斯隧道中的应用

路基工程 2010年第3期 219-222页

作者：何成四川都汶公路有限责任公司成都610041

都汶高速公路董家山隧道施工中发生特大瓦斯爆炸事故后,相关单位对董家山和龙溪两座高瓦斯隧道赋存的瓦斯情况实施了超前钻探预测预报,确保了两座高瓦斯隧道后期施工的安全贯通。文中分析了超前钻探技术在实际工程不同地段的应用效果,... 详细信息

都汶高速公路董家山隧道施工中发生特大瓦斯爆炸事故后,相关单位对董家山和龙溪两座高瓦斯隧道赋存的瓦斯情况实施了超前钻探预测预报,确保了两座高瓦斯隧道后期施工的安全贯通。文中分析了超前钻探技术在实际工程不同地段的应用效果,证明其超前钻探预测预报技术,能准确预报掌子面前方煤岩体等地质情况,还可预排掌子面前方煤岩体瓦斯,为瓦斯隧道探索预测预报方法提供了借鉴和经验。

关键词：隧道超前钻探瓦斯预测预报