大直径救援井动载荷作用下安全透巷距离数值模拟
2021-05-23李必智郝世俊刘明军莫海涛
煤田地质与勘探 2021年2期
关键词:围岩
李必智,郝世俊,刘明军,张 强,白 刚,莫海涛
(中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 710077)
我国矿山开采地质条件普遍复杂,隐蔽致灾因素较多,虽然开展了灾难事故影响因素的普查与治理工作,但钻探过程中还会发生冲击地压[1-2]、矿井突水[3-5]、煤与瓦斯突出[6-7]等重大灾害事故,巷道遭到灾难性破坏,人员被困井下。大直径救援井是煤矿井下突发事故时,为实现巷道被困人员安全、迅速撤离地面而采取的一项钻孔工程。多数情况下,被困人员距离安全避难室较远,救援人员想要迅速到达事故区,需要清理巷道或者新掘通道等,辅助工程施工耗时较长,短时间内难以形成救援通道。目前国内煤矿事故仍主要采取以井下人工救援的方式,但存在耗时长、危险性高及成功率低等问题[8-12]。通过地面大直径救援井进行井下被困人员快速抢救成为最有效的方式。救援的关键是安全、迅速地提升井下被困人员到达地面,要求救援井井径大[13]、优快钻进[14]、精确中靶[15-16],同时要控制巷道顶板的完整性[17-21],以防止地层水、钻井液涌入巷道,避免对井下人员造成二次伤害。为有效预防地层水和孔内流体沿钻孔突发涌入巷道,要求透巷前二开井底预留一定安全厚度的岩层为透巷提供保障,同时尽可能缩短安全透巷距离,增加技术套管下入深度,有效阻隔含水层及井壁不稳定地层,保证救生舱在救援井下放、提升过程顺利。目前国内外利用地面大直径钻孔营救井下被困人员已取得成功,国内学者针对矿山大直径井成孔工艺与装备进行了大量的研究[22-23],但对透巷钻进时动力扰动对顶板围岩破坏及安全透巷距离等相关问题缺乏系统性研究。……
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