报告8——2013年建井年会(刘志强)讲述.pptx

大直径反井钻机快速建设采区风井技术 刘志强 研究员 天地科技建井研究院 煤矿深井建设技术国家工程实验室 二〇一三年十一月 一、建井研究院 二、立项背景 三、创新点及关键技术 四、应用推广及经济社会效益 汇 报 内 容 煤炭科学研究总院建井研究院，是国内唯一的、综合性的建井技术专业研究机构，从事矿山井、巷掘进、支护工艺、装备专业研究，在钻井、注浆、冻结、反井钻机等特殊凿井技术方面，引领我国煤矿建井技术的发展方向。 拥有工程技术人员120余人，中国工程院院士1名、国家有突出贡献中青年专家和享受政府津贴专家30余名、研究员和高级工程师50余名，拥有自行研究成果400多项。 一、天地建井研究院 １. 简介 一、天地建井研究院 2. 历史沿革 一、天地建井研究院 3. 组织机构 研究院是经北京市科委确认的高新技术企业，是我国煤炭行业唯一从事地下特殊施工技术的综合专业研究机构，拥有煤矿深井建设技术国家工程实验室及各个专业实验室： 冻结实验室 注浆实验室 钻井凿井实验室 避难硐室实验室 一、天地建井研究院 4. 试验系统 公司取得各类国家攻关和部级科研成果500多项，拥有专利35项，获国家级、部级等各类奖项100多项，制定了40多项行业标准。 一、天地建井研究院 5. 成果及奖励 序号 课题名称 研究时间 1 煤矿建设与岩土工程专业委员会 2008-2010 2 煤炭科学技术委员会矿山建设专家委员会 2008-2010 3 煤炭行业煤矿专用设备标准化委员会“井巷分会” 2008-2010 6. 挂靠机构 一、天地建井研究院 普通凿井法（冻结、注浆、帷幕) 沉井法（建井采用很少） 钻井法： 竖井钻机（泥浆循环钻井） 竖井掘进机（局部淹水、机械、真空泵） 反井钻机（下部巷道形成岩渣自重掉落） 二、立项背景 普通凿井法：以人工操作伞钻打眼、装药爆破、抓斗装岩、吊桶出渣、整体模版浇筑井壁的短段掘砌方法 二、立项背景 综合机械凿井技术：钻井法、反井钻井以及竖井掘进机，实现将工作人员最大限度的从凿井工作面解脱出来，减轻工人体力劳动强度和职业伤害 钻井法凿井 反井钻钻井法凿井 二、立项背景 采区风井直径4m-6m，深度300m-600m，岩石为主，具备下水平巷道，满足反井钻机施工条件-大直径反井钻机快速建设采区风井技术。 操作人员的安全 职业伤害 凿井机械化程度 建设成本 耕地占用 地面环境危害 二、立项背景 项目目标： 针对目前煤矿风井井筒凿井安全和效率问题，研究以机械破岩为基础，下部巷道排渣的井筒凿井技术、工艺及装备，创新形成-反井钻井法凿井技术，充分利用矿井生产条件，实现井筒施工综合机械化，达到掘进期间操作人员不下井，减少安全事故和职业伤害。 二、立项背景 大直径风井反井钻井技术及装备 大直径反井钻机 关键技术及装备 新型大直径扩孔钻头结 构及配套钻具开发 反井钻井工艺技术 多马达驱动动力头结构 可编程控制器为基础的电液比例控制系统 多油缸提升系统 新型可解体钻架 大直径钻杆锯 齿形螺纹丝扣 配套的破岩滚刀 扩孔式稳定钻杆 组装式大直径扩孔钻头 反井钻进工艺 反井钻井风险性评价 地层加固处理技术 二、立项背景 岩石破碎和地层可钻性 创新点1. 创新形成一种煤矿井筒凿井方法 —— 反井钻井法凿井技术 三、主要技术创新成果 工艺优点： 减少井下操作人员-安全 机械破岩，降低对围岩损害-低耗 减少场地占用和环境污染-环保 提高综合成井速度-高效 受理发明专利 201110412546.4 创新点2. 研究形成实践了五种反井钻井法工艺技术 反井局部开挖预支护工艺 反井施工导孔定向钻进工艺 反井施工地表局部不稳定地层加固工艺 反井施工局部破碎地层单孔加固工艺 反井施工地面预注浆地层改性工艺 三、主要技术创新成果 受理发明 201010508385.4 2.1 反井局部开挖预支护工艺 三、创新成果及关键技术 2.2 反井施工地面预注浆地层改性工艺 三、主要技术创新成果 2.3 局部破碎地层单孔加固工艺 三、主要技术创新成果 2.4 地表局部不稳定地层加固和反井钻井工艺 三、主要技术创新成果 2.5 高精度定向钻井导孔反井钻井工艺 三、主要技术创新成果 创新点3.研制成功ZFY5.0/600型最大型反井钻机 三、主要技术创新成果 技术参数： 导孔直径：350mm； 扩孔直径：5.0m; 钻井深度：600m； 钻机拉力：6000kN； 钻机扭矩：300kNm; 钻机功率：264kW； 主机重量：25000kg 实用新型 ZL200820106834.0 3.1 钻机设计采用3D立体设计方法 三、主要