美国抢险大孔径潜孔锤钻孔案例概要

1/28/20201“九名矿工－九天营救”美国宾州魁溪Quecreek)矿山营救阿特拉斯.科普柯煤矿抢险案例1/28/20202宾州索美列斯特魁溪煤矿2002年7月24日晚上9：40分；地下煤矿向新的巷道开挖过程中；规章要求所有通道必须被标记和绘制；萨克斯曼（Saxman）煤矿一座在二十世纪早期被关闭的煤矿；发生事故的煤矿：QuecreekMineinLincolnTownship,SomersetCounty,Pennsylvania事故原因：穿透萨克斯曼煤矿，透水，地下73米处1/28/20203出事地点概述KDS工场Saxman矿井出事地点出事时，矿工距离出口大约八千英尺Saxman矿井的边界（根据矿井图）脱险工队的工作地点受困矿工的工作地点矿井入口排气竖井煤炭传送竖井矿工与设备的出入口竖井进气竖井车库/工场传送带未开采区域矿井入口Quecreek矿井救援地点Quecreek矿井具体区域矿井入口具体区域Saxman矿井1英里1/28/20204决策时间表营救方案确定为：钻出大钻孔&放入救生舱；第一个6”/152mm钻孔的位置确定对于成功营救至关重要；大口径潜孔锤:QL200钻头762mm（1#井），737mm、660mm（2#井）遇到的挫折需要钻孔的尺寸太大；不确定性压力/洞内的积水。应该用泵抽出多少水。1/28/20205营救方案选择钻出营救孔的快速决策–过程决定采用类似于AC(IR)-COMSA的营救设备；–AC(IR)T5旋转钻机、带新鲜空气输送，以及DHD124冲击锤/钻头；–二十世纪七十年代在美国/南非开发；–1991年在瑞典曾投入使用，营救了二十六名矿工；钻出起探测、空气输送和通讯联络的探孔；钻出适合放入救生舱的大孔；通过将井下受困矿工放入救生舱进行营救；1/28/20206地点…幸运的地方!!非常靠近池塘(差一点)；临近州际公路，离宾州收费公路仅四公里；地形平坦且可以进入(现场)；州际公路营救作业1/28/20207营救地点探孔钻机6#RD20#1,29”/737mm&26”/660mmRD20#2,30”/762mm孔深130m1/28/20208矿山截面图废弃的Saxman矿井Quecreek矿井救援竖井Quecreek矿井入口1/28/20209营救地点探孔钻机RD20#2RD20#1Yost移动式井场值班房1/28/202010装备RD20的钻井现场1/28/202011救生吊篮–外径24”/610mm，内径21”(26”孔)；–适合大体型人员的下井检查！–底部的摄像机；–确保安全放入/取出；–通讯设备；1/28/202012钻井作业的说明在受到第一口竖井钻头故障耽搁后，第二口竖井QL200S-30”。在第一个孔完工之后停钻。第一口竖井29”centerrock钻头，直到钻头故障。之后用QL200S-26”完成整个钻井，并成功营救。用于补充热空气、气压和通讯联络的六英尺通风井Saxman矿井中的排水孔来自：宾州环境保护部门受困矿工救生吊篮竖井1竖井2进气口出水口Saxman矿井Quecreek矿井竖井1/28/202013成功营救的关键之处通过GPS导航系统将矿井内高地转成平面地图；BobLong负责此项决定；位置极为有利事故地附近资源充足具有在该地区进行大排量空气钻井活动所需的压缩机、钻具、工具、技术熟练的工作人员与钻机。－在其他地方结果可能不同。1/28/202014最初的探孔作用利用气室来验证营救孔的地点；通讯联络；提供温暖的空气；增加气压以减少水流入洞；结果确定矿工位置和状况的关键。1/28/202015探孔地点探孔钻机将空气排进减压舱里。事故发生后12小时钻出6”直径的探孔。在掘出沟渠后，挖掘机向一号洞推入导水管。1/28/202016AtlasCopco26”和30/29”钻头26”660mm营救钻头30”762mm营救钻头1/28/202017AtlasCopcoQL200潜孔锤钻出26”的打通孔QL200潜孔钻•3850磅(带钻头)•17-1/2至26”孔径•800-900BPM•5000cfm@250psi•620磅的活塞钻出30”第二个营救洞QL200S潜孔钻•5210磅(带钻头)•28至36”孔径•800-900BPM•5000cfm@250psi•620磅的活塞1/28/202018钻井现场装有29”钻头的QL200S，1号洞1/28/202019现场的钻井工具装有29”钻头的QL200S1/28/202020气穴压力气穴中的压力上升水潜水减压症(潜函病)–时间-压力关系；–未知压力?气压管理–气锁系统；–钻杆；–救生吊篮；打通处的流量检测–测量压差；–气穴中压力不高；受困矿工救生吊篮Saxman矿井空气进入竖井2竖井11/28/202021气压管理高压减压室压力栓(现场安装)用作加压室的回收工具1/28/202022水泵抽水作业矿井入口处400hp（马力）的Goodwin水泵。注意，水位已经到建筑物上了。Goulds潜水泵.二十四小时内组装并运送到现场。五台RD20钻出七个17-1/2至24”的钻孔，250’深，以作水泵之用。1/28/202023钻孔用做水泵抽水1/28/202024矿井入口的排水高水位Goodwin水泵吸水口1/28/202025经过9天日夜的艰苦奋斗，9名矿工平安救出1/28/202026更多成果!1/28/202027QueCreek矿山博物馆1/28/202028宾夕法尼亚州矿工的故事–电视电影1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案在矿山抢险施工中，快速、准确的钻进到预计孔位，赢得宝贵的时间才能挽救更多的生命。透水事故，瓦斯事故更是需要更短时间的钻孔抽水或排气，送氧。经过几次事故的抢救经验，采用潜孔锤一次性钻孔的方案是最快捷，最有效的方法。1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案我公司依据现场实际抢险经验，采用潜孔锤钻进施工时，认为配套的空气动力设备的匹配性非常关键。我公司针对矿山抢险配套的设备推荐方案配置如下：设备包括：车载液压钻机：阿特拉斯.科普柯RD20II移动空气压缩机：阿特拉斯.科普柯XRVS1350移动照明灯车：阿特拉斯.科普柯QLT4可选钻具：QL60（152mm钻头）QL80（215.9mm钻头)QL120(311mm钻头)QL200（444-914mm钻头）1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案关于配置空压机的分析如下:工艺要求：抢险钻孔直径660mm，采用潜孔锤一次性钻进到400米深，采用直径146mm钻杆。如果采用空气钻井气量计算方法，则需要的压缩空气量为1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案分析：在钻孔直径为660mm时，需要的气量大约在360m3/min。因钻杆和井壁之际的环隙面积很大，只有足够的气量，才能有效的排除岩屑。要满足360m3/min的气量，36m3/min的空压机就需要10台，虽然需要的空压机数量较多，安装比较麻烦，工作面要求较大，但是采用空气潜孔锤一次性钻孔是唯一最快的方法。1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案总结第一步：钻通风孔采用空气潜孔锤钻152－311mm孔径，注意井下人员与钻孔位置的安全距离第二步：钻给养孔采用空气潜孔锤钻152－311mm孔径，注意井下人员与钻孔位置的安全距离第三步：钻救生孔采用空气潜孔锤钻660mm孔径成孔，下入510mm套管后直接下入救生舱1/28/2020矿山抢险空气潜孔锤钻井解决方案1/28/2020致力于可持续的生产力1/28/2020