矿山抢险救援系统简介

矿山抢险救援系统简介第1页/共26页一、矿山抢险救援系统简介第2页/共26页

我国的煤矿由于地质结构复杂、开采周期长，老巷道多，安全设施相对落后等多种因素，造成矿山事故多发。常见事故有：

(1)因顶板冒落而堵塞巷道，造成人员被困井巷中的事故。

(2)因透水带出的泥石淤积堵塞巷道，造成人员被困井巷中的事故。

(3)井下发生区域性火灾，人员被困井下事故。

(4)煤层自燃发火失控、井巷封闭。第3页/共26页瓦斯爆炸冒顶透水第4页/共26页

为及时处理事故，减少人员物资损失，需要快速准确的了解井下情况，制定救援方案。因事故发生在井下，从地面无法直接观察事故现场，所以首先需要钻进从地面到巷道的抢险探测孔，了解事故现场情况，搜索人员，找到人员后快速建立生命维持系统，为井下被困人员通风，提供饮水及食品，给予保证生命延续的必须物资和精神支持，以便成功救援。这时特别需要一种机动性好，开钻迅速，功能先进，适应性强的钻孔设备，在发生事故的第一时间赶到现场。第5页/共26页

SMJ5510TZJ15/800Y和SMJ5540TZJ25/1000Y钻机车是能满足这种要求的全液压顶驱动力头车载钻机，可使用压缩空气、泡沫或泥浆进行钻进。与常规钻机相比具有机动性好，反应速度快，到达现场后仅需半小时准备即可开钻；能方便进出施工现场，井场所需占地面积小；使用气动潜孔锤钻进，作业效率高、钻孔质量好；所以特别适合于矿井抢险救灾。而常规钻机到达现场后仅准备工作就需要3～5天。第6页/共26页SMJ5510TZJ15/800Y钻机车由山东煤田地质二队操作，在山西安泽县沁南区块进行瓦斯抽放井的施工。井深1351米，历时30天（含辅助时间）。第7页/共26页SMJ5510TZJ15/800Y钻机车由黑龙江煤田地质二O四队操作，在黑龙江依兰县进行煤层气生产试验井的施工。完井井深800米，平均钻进速度20m/h。第8页/共26页钻机车可配套GPS全球定位系统和车载卫星电话第9页/共26页

钻机车和救援车组成矿山抢险救援系统，钻机车用于钻进矿山抢险探测、补给孔和大口径救生孔，救援车携带救援舱，用于将井下被困矿工救到地面。第10页/共26页二、救援孔施工第11页/共26页

一般矿山抢险救援孔多为500～600米以内的孔，由于潜孔锤空气钻进效率很高，平均可达到11－15米／小时（包括一开和下套管），因此钻进抢险探测孔均采用气动潜孔锤钻进。

通常500米以内，445毫米以下的钻孔采用潜孔锤正循环钻进。第12页/共26页钻机车正循环气动潜孔锤现场工作示意图

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在钻进抢险探测孔时一般采用以下工艺：一开φ311mm开孔，钻具采用φ311mm潜孔锤锤头+8″(φ203.2mm)气动潜孔锤冲击器+φ159mm钻铤+φ114mm钻杆组合,采用1150XHH-1350XHA型双工况空压机，空气正循环钻进。钻至基岩后，下φ244.5～φ273mm套管后，固井。一般一开钻深30～50米，具体深度由基岩深度决定。二开采用φ215.9mm潜孔锤锤头+8″(φ203.2mm)气动潜孔锤冲击器+φ214mm扶正器+φ159mm钻铤+φ214mm扶正器+φ114mm钻杆组合，空气正循环钻进，直至打通巷道。第14页/共26页

人的生命是最宝贵的，传统的应急救援方式很难及时解救被困人员，而采用钻进直接救生孔，将被困人员提升至地面等安全地带的方法是目前及今后最为有效的救援方式之一。救生孔深度一般在500～600米以内，孔径要求600毫米以上，如果采用空气正循环钻进，大直径（600mm）孔径空气钻进至少需要6-8台空压机才能满足风量需求，这显然是难以做到的，可采用双壁钻杆空气反循环钻进工艺。孔径为600毫米时，采用空气反循环钻进，地层正常的情况下钻进速度能达到在15-28米/小时。第15页/共26页钻机车反循环气动潜孔锤现场工作示意图

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反循环钻进是通过双通道动力头或单通道动力头下部安装一气盒子，从进气口将压缩空气直接送入到双壁钻杆环状间隙，下部相同，驱动反循环气动潜孔锤工作，然后从钻头底部进入内管中空通道返回地表。由于锤头上部设有导流罩，迫使气流和岩屑能顺利进入内管中心通道，实现反循环钻进。第17页/共26页

钻进直接救生孔可采用以下工艺：一开先采用φ311mm潜孔锤锤头+12″(φ304.8mm)气动潜孔锤冲击器+φ310mm扶正器+φ159mm钻铤+φ310mm扶正器+φ114mm钻杆组合，配套空压机，空气正循环钻进先导孔，钻至靶点（贯通点）2m时，停止钻进提钻并扩孔。二开φ733mm开孔，钻具采用φ733mm潜孔锤锤头+12″(φ304.8mm)气动潜孔锤冲击器+φ216mm钻铤+φ159mm钻铤+φ114mm钻杆组合。配套空压机，空气正循环钻进。到基岩后，下φ660mm套管后，固井。扩孔采用φ610mm潜孔锤锤头+24″（φ609.6mm）气动反循环潜孔锤冲击器+φ140mm双壁钻杆+气盒子组合，配套空压机，空气反循环扩孔钻进至靶点。第18页/共26页三、救援车系统第19页/共26页

救援车系统主要由提升绞车、液压泵站、救援舱、龙门架、底盘等组成，全液压控制。直接救生钻孔施工完成后，采用救援车系统将井下被困人员救到地面。提升绞车为液压绞车，最大提升能力为3900kgf，最快提升速度120m/min，最快下降速度400m/min；提升力、提升及下降速度可调，人员提升时速度一般控制在30～50m/min；绞车卷筒采用最先进的双折线绳槽技术，防止乱绳，双重制动系统，确保安全可靠。第20页/共26页

控制系统安装有拉力、计数传感器和芯片，钢丝绳拉力、速度和绳长等参数，采用数字显示，便于操作者有效监控。液压绞车和泵站使用的液压元件全部采用国际知名品牌，保证液压系统的可靠性。龙门架净高5.5米，方便救生舱的提起。绞车、泵站、控制系统和龙门架都安装在带有随车起重机的汽车底盘上，机动性好，可快速布置。第21页/共26页救援车示意图救援车示意图第22页/共26页

救援舱外径540mm，高度3800mm，内部净高1950mm，每次可载一名人员，内置空气供给装置、紧急逃生系统、实时通讯系统，氧气容量可供呼吸90分钟，；紧急逃生系统用于在升井过程中出现意外事故时，被救人员可紧急逃生返回井底，逃生高度500米。第23页/共26页

救援舱还配有与地面保持联系的通