美國(guó)搶險(xiǎn)大孔徑潛孔錘鉆孔案例

1、6/2/2022 1“九名礦工九天營(yíng)救九名礦工九天營(yíng)救”美國(guó)賓州魁溪美國(guó)賓州魁溪 Quecreek) 礦山營(yíng)救礦山營(yíng)救阿特拉斯阿特拉斯.科普柯科普柯 煤礦搶險(xiǎn)案例煤礦搶險(xiǎn)案例6/2/2022 2賓州索美列斯特魁溪煤礦賓州索美列斯特魁溪煤礦 2002年年7月月24日晚上日晚上9：40分；分； 地下煤礦向新的巷道開(kāi)挖過(guò)程中；地下煤礦向新的巷道開(kāi)挖過(guò)程中； 規(guī)章要求所有通道必須被標(biāo)記和繪制；規(guī)章要求所有通道必須被標(biāo)記和繪制； 薩克斯曼（薩克斯曼（Saxman）煤礦）煤礦 一座在二十世紀(jì)早期被關(guān)閉的一座在二十世紀(jì)早期被關(guān)閉的煤礦；煤礦； 發(fā)生事故的煤礦：發(fā)生事故的煤礦：Quecreek Mine in

2、 Lincoln Township, Somerset County, Pennsylvania 事故原因：穿透薩克斯曼煤礦，透水，地下事故原因：穿透薩克斯曼煤礦，透水，地下73米處米處6/2/2022 3出事地點(diǎn)概述出事地點(diǎn)概述KDS 工場(chǎng)Saxman 礦井出事礦井出事地點(diǎn)地點(diǎn)出事時(shí)，礦工距離出事時(shí)，礦工距離出口大約八千英尺出口大約八千英尺Saxman礦井的邊礦井的邊界（根據(jù)界（根據(jù)礦井圖）礦井圖）脫險(xiǎn)工脫險(xiǎn)工隊(duì)的工隊(duì)的工作地點(diǎn)作地點(diǎn)受困礦工的工受困礦工的工作地點(diǎn)作地點(diǎn)礦井入口礦井入口排氣豎排氣豎井井煤炭傳煤炭傳送豎井送豎井礦工與設(shè)備礦工與設(shè)備的出入口豎的出入口豎井井進(jìn)氣豎井進(jìn)氣豎井車庫(kù)車庫(kù)

3、/工場(chǎng)工場(chǎng)傳送帶傳送帶未開(kāi)采未開(kāi)采區(qū)域區(qū)域礦井入口礦井入口Quecreek 礦井礦井救援地點(diǎn)救援地點(diǎn)Quecreek 礦井礦井具體區(qū)域具體區(qū)域礦井入口礦井入口具體區(qū)域具體區(qū)域Saxman礦井礦井1英里英里6/2/2022 4決策時(shí)間表決策時(shí)間表 營(yíng)救方案確定為：營(yíng)救方案確定為： 鉆出大鉆孔鉆出大鉆孔& & 放入救生艙；放入救生艙； 第一個(gè)第一個(gè) 6”/152mm 6”/152mm 鉆孔的位置確定鉆孔的位置確定 對(duì)于成功營(yíng)救至關(guān)重要；對(duì)于成功營(yíng)救至關(guān)重要； 大口徑潛孔錘大口徑潛孔錘:QL200:QL200鉆頭鉆頭762mm762mm（1#1#井），井），737mm737mm、660mm660mm

4、（2#2#井）井） 遇到的挫折遇到的挫折 需要鉆孔的尺寸太大；需要鉆孔的尺寸太大； 不確定性不確定性 壓力壓力/ /洞內(nèi)的積水。應(yīng)該用泵抽出多少水。洞內(nèi)的積水。應(yīng)該用泵抽出多少水。6/2/2022 5營(yíng)救方案選擇營(yíng)救方案選擇 鉆出營(yíng)救孔的快速?zèng)Q策鉆出營(yíng)救孔的快速?zèng)Q策 過(guò)程過(guò)程 決定采用類似于決定采用類似于AC(IR)-COMSA AC(IR)-COMSA 的營(yíng)救設(shè)備；的營(yíng)救設(shè)備；AC(IR) T5 AC(IR) T5 旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、帶新鮮空氣輸送，以及旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、帶新鮮空氣輸送，以及DHD124DHD124沖擊錘沖擊錘/ /鉆頭；鉆頭；二十世紀(jì)七十年代在美國(guó)二十世紀(jì)七十年代在美國(guó)/ /南非開(kāi)發(fā)；南非

5、開(kāi)發(fā)；1991 1991 年在瑞典曾投入使用，營(yíng)救了二十六名礦工；年在瑞典曾投入使用，營(yíng)救了二十六名礦工； 鉆出起探測(cè)、空氣輸送和通訊聯(lián)絡(luò)的探孔；鉆出起探測(cè)、空氣輸送和通訊聯(lián)絡(luò)的探孔； 鉆出適合放入救生艙的大孔；鉆出適合放入救生艙的大孔； 通過(guò)將井下受困礦工放入救生艙進(jìn)行營(yíng)救；通過(guò)將井下受困礦工放入救生艙進(jìn)行營(yíng)救；6/2/2022 6地點(diǎn)地點(diǎn)幸運(yùn)的地方幸運(yùn)的地方! 非?？拷靥?(差一點(diǎn))； 臨近州際公路，離賓州收費(fèi)公路僅四公里； 地形平坦且可以進(jìn)入 (現(xiàn)場(chǎng))；州際公路營(yíng)救作業(yè)6/2/2022 7營(yíng)救地點(diǎn)營(yíng)救地點(diǎn)探孔鉆機(jī)6#RD20 #1, 29”/737mm & 26”/660mmRD20

6、#2, 30”/762mm孔深130m6/2/2022 8礦山截面圖礦山截面圖廢棄的廢棄的Saxman礦井礦井Quecreek 礦井礦井救援豎井救援豎井Quecreek 礦井入口礦井入口6/2/2022 9營(yíng)救地點(diǎn)營(yíng)救地點(diǎn)探孔鉆機(jī)RD20 #2RD20 #1Yost 移動(dòng)式井場(chǎng)值班房6/2/2022 10裝備裝備RD20的鉆井現(xiàn)場(chǎng)的鉆井現(xiàn)場(chǎng)6/2/2022 11救生吊籃救生吊籃 外徑外徑 24”/610mm，內(nèi)徑，內(nèi)徑 21” (26” 孔孔)； 適合大體型人員的下井檢查！適合大體型人員的下井檢查！ 底部的攝像機(jī)；底部的攝像機(jī)； 確保安全放入確保安全放入/取出；取出； 通訊設(shè)備；通訊設(shè)備；6/

7、2/2022 12鉆井作業(yè)的說(shuō)明鉆井作業(yè)的說(shuō)明在受到第一口豎井鉆頭故障耽擱后，第二口豎井QL200S-30”。在第一個(gè)孔完工之后停鉆。第一口豎井29”center rock 鉆頭，直到鉆頭故障。之后 用QL200S-26”完成整個(gè)鉆井，并成功營(yíng)救。用于補(bǔ)充熱空氣、氣壓和通訊聯(lián)絡(luò)的六英尺通風(fēng)井Saxman 礦井中的排水孔來(lái)自：賓州環(huán)境保護(hù)部門來(lái)自：賓州環(huán)境保護(hù)部門受困礦受困礦工工救生救生吊籃吊籃豎井豎井1豎井豎井2進(jìn)氣口進(jìn)氣口出水口出水口Saxman礦井礦井Quecreek礦井豎井礦井豎井6/2/2022 13成功營(yíng)救的關(guān)鍵之處成功營(yíng)救的關(guān)鍵之處 通過(guò)通過(guò)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)將礦井內(nèi)高地轉(zhuǎn)成平面地圖；

8、導(dǎo)航系統(tǒng)將礦井內(nèi)高地轉(zhuǎn)成平面地圖； Bob Long負(fù)責(zé)此項(xiàng)決定；負(fù)責(zé)此項(xiàng)決定； 位置極為有利位置極為有利 事故地附近資源充足事故地附近資源充足 具有在該地區(qū)進(jìn)行大排量空氣鉆井活動(dòng)所需的壓縮機(jī)、具有在該地區(qū)進(jìn)行大排量空氣鉆井活動(dòng)所需的壓縮機(jī)、鉆具、工具、技術(shù)熟練的工作人員與鉆機(jī)。鉆具、工具、技術(shù)熟練的工作人員與鉆機(jī)。 在其他地方結(jié)果可能不同。在其他地方結(jié)果可能不同。6/2/2022 14最初的探孔最初的探孔 作用作用 利用氣室來(lái)驗(yàn)證營(yíng)救孔的地點(diǎn)；利用氣室來(lái)驗(yàn)證營(yíng)救孔的地點(diǎn)； 通訊聯(lián)絡(luò)；通訊聯(lián)絡(luò)； 提供溫暖的空氣；提供溫暖的空氣； 增加氣壓以減少水流入洞；增加氣壓以減少水流入洞； 結(jié)果結(jié)果 確定

9、礦工位置和狀況的關(guān)鍵。確定礦工位置和狀況的關(guān)鍵。6/2/2022 15探孔探孔 地點(diǎn)地點(diǎn)探孔鉆機(jī)將空氣排進(jìn)減壓艙里。事故發(fā)生后12小時(shí)鉆出6” 直徑的探孔。在掘出溝渠后，挖掘機(jī)向一號(hào)洞推入導(dǎo)水管。6/2/2022 16Atlas Copco 26” 和和 30/29”鉆頭鉆頭26” 660mm 營(yíng)救鉆頭30” 762mm 營(yíng)救鉆頭6/2/2022 17Atlas Copco QL200潛孔錘潛孔錘鉆出 26”的打通孔 QL200 潛孔鉆 3850 磅 (帶鉆頭) 17-1/2 至 26” 孔徑 800-900 BPM 5000 cfm 250 psi 620 磅的活塞鉆出 30”第二個(gè)營(yíng)救洞Q

10、L200S 潛孔鉆 5210 磅 (帶鉆頭) 28 至 36” 孔徑 800-900 BPM 5000 cfm 250 psi 620 磅的活塞6/2/2022 18鉆井現(xiàn)場(chǎng)鉆井現(xiàn)場(chǎng)裝有裝有 29” 鉆頭的鉆頭的QL200S，1號(hào)洞號(hào)洞6/2/2022 19現(xiàn)場(chǎng)的鉆井工具現(xiàn)場(chǎng)的鉆井工具裝有29” 鉆頭的QL200S6/2/2022 20氣穴壓力氣穴壓力 氣穴中的壓力氣穴中的壓力 上升水上升水 潛水潛水減壓癥減壓癥 (潛函病潛函病) 時(shí)間時(shí)間-壓力關(guān)系；壓力關(guān)系； 未知壓力未知壓力? 氣壓管理氣壓管理 氣鎖系統(tǒng)；氣鎖系統(tǒng)； 鉆桿；鉆桿； 救生吊籃；救生吊籃； 打通處的流量檢測(cè)打通處的流量檢測(cè) 測(cè)

11、量壓差；測(cè)量壓差； 氣穴中壓力不高；氣穴中壓力不高；受困礦受困礦工工救生吊救生吊籃籃Saxman礦井礦井空氣空氣進(jìn)入進(jìn)入豎井豎井2豎井豎井16/2/2022 21氣壓管理氣壓管理高壓減壓室高壓減壓室壓力栓壓力栓 (現(xiàn)場(chǎng)安裝現(xiàn)場(chǎng)安裝)用作加壓室的用作加壓室的回收工具回收工具6/2/2022 22水泵抽水作業(yè)水泵抽水作業(yè)礦井入口處礦井入口處400 hp（馬力）的（馬力）的Goodwin水泵。水泵。注意，水位已經(jīng)到建筑物上了。注意，水位已經(jīng)到建筑物上了。Goulds潛水泵潛水泵. 二十四小時(shí)內(nèi)組裝并運(yùn)送二十四小時(shí)內(nèi)組裝并運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。五臺(tái)到現(xiàn)場(chǎng)。五臺(tái) RD20 鉆出七個(gè)鉆出七個(gè)17-1/2 至至 24

12、”的鉆孔，的鉆孔，250 深，以作水泵之用。深，以作水泵之用。6/2/2022 23鉆孔用做水泵抽水鉆孔用做水泵抽水6/2/2022 24礦井入口的排水礦井入口的排水高水位Goodwin水泵吸水口6/2/2022 25經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)9天日夜的艱苦奮斗，天日夜的艱苦奮斗，9名礦工平安救出名礦工平安救出6/2/2022 26更多成果更多成果!6/2/2022 27Que Creek 礦山博物館礦山博物館6/2/2022 28賓夕法尼亞州礦工的故事賓夕法尼亞州礦工的故事 電視電影電視電影6/2/2022 礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案 在礦山搶險(xiǎn)施工中，快速、準(zhǔn)確的鉆進(jìn)到預(yù)計(jì)

13、孔位，贏得寶貴的時(shí)間才能挽救更多的生命。透水事故，瓦斯事故更是需要更短時(shí)間的鉆孔抽水或排氣，送氧。 經(jīng)過(guò)幾次事故的搶救經(jīng)驗(yàn)，采用潛孔錘一次性鉆孔的方案是最快捷，最有效的方法。6/2/2022 礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案 我公司依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際搶險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用潛孔錘鉆進(jìn)施工時(shí)，認(rèn)為配套的空氣動(dòng)力設(shè)備的匹配性非常關(guān)鍵。我公司針對(duì)礦山搶險(xiǎn)配套的設(shè)備推薦方案配置如下： 設(shè)備包括： 車載液壓鉆機(jī)： 阿特拉斯.科普柯RD20II 移動(dòng)空氣壓縮機(jī)： 阿特拉斯.科普柯XRVS1350 移動(dòng)照明燈車： 阿特拉斯.科普柯QLT4 可選鉆具：QL60（152mm鉆頭） QL80（215.

14、9mm鉆頭) QL120(311mm鉆頭) QL200（444-914mm鉆頭） 6/2/2022 礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案 關(guān)于配置空壓機(jī)的分析如下關(guān)于配置空壓機(jī)的分析如下: 工藝要求：搶險(xiǎn)鉆孔直徑660mm， 采用潛孔錘一次性鉆進(jìn)到400米深， 采用直徑146mm鉆桿。 如果采用空氣鉆井氣量計(jì)算方法，則需要的壓縮空氣量為6/2/2022 礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案6/2/2022 礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案 分析：在鉆孔直徑為660mm時(shí)，需要的氣量大約在360m3/min。因鉆桿和井壁之際的環(huán)隙面積很大，只有足夠的氣量，才能有效的排除巖屑。 要滿足360m3/min的氣量，36m3/min的空壓機(jī)就需要10臺(tái)，雖然需要的空壓機(jī)數(shù)量較多，安裝比較麻煩，工作面要求較大，但是采用空氣潛孔錘一次性鉆孔是唯一最快的方法。6/2/2022 礦山搶險(xiǎn)空氣潛孔錘鉆井解決方案總結(jié)