大直径气动潜孔锤在温州某中风化岩层起伏较大场地内的应用
大直径集束式潜孔锤反循环钻进技术研究
大直径集束式潜孔锤反循环钻进技术研究王四一;赵江鹏【摘要】针对大直径集束式潜孔锤反循环钻进试验发现的问题,选型配套了大规格双壁钻杆,改进设计了大直径集束式反循环潜孔锤和孔口密封装置等关键装置.依托某大直径工程项目进行了现场试验,结果显示:大直径集束式潜孔锤反循环钻进平均机械钻速3.41 m/h,与同条件下大直径牙轮钻头正循环钻进相比,效率提高了3.2倍;与原大直径集束式潜孔锤反循环钻进相比,效率提高了60％.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P119-122)【关键词】大直径钻孔;反循环潜孔锤;孔口密封装置;双壁钻杆;反循环钻进【作者】王四一;赵江鹏【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TD265许多煤矿为缩短井下管道、电缆的铺设距离，降低安装运行成本，以便于后期集中维护管理，利用地面大直径工程孔将井下瓦斯、生产水、废水、电缆等管道引至地面是其新选择。
近几年属于此类的大直径工程钻孔施工项目逐年增多。
另外，大直径工程孔还常用于矿井自然通风和矿山应急救援等方面，大直径工程孔具有广阔的市场应用前景[1-3]。
大直径工程孔硬岩钻进是影响其施工进度的最主要因素，提高硬岩钻进效率是缩短大直径工程孔施工时间的最有效技术途径[4-5]。
目前，大直径工程孔硬岩段主要利用大直径牙轮钻头和泥浆正循环钻进工艺来完成。
大量工程实践表明：大直径牙轮钻头碎岩效率较低[6]，泥浆正循环钻进携粉能力差、排渣困难，孔底存在严重的重复破碎现象，影响钻进效率[7]。
针对上述大直径工程孔硬岩钻进难题，国内已有多家研究机构研究了大直径潜孔锤反循环钻进技术，即利用空气潜孔锤高频冲击、体积碎岩的特性提高孔底碎岩效率，利用双壁钻杆空气反循环工艺解决排渣难题[7-10]。
近几年，该技术研究也取得较大进展[11-15]。
反循环气动潜孔锤的研制及应用
收稿日期:2009-02-07;改回日期:2009-04-04 作者简介:许刘万(1954-),男(汉族),陕西白水人,中国地质科学院勘探技术研究所教授级高级工程师,全国水井钻机情报网首席顾问,兰州军区给水团技术顾问,探矿工程专业,从事水文水井、工程钻探设备、各类钻具及钻探工艺的研究、推广工作及进口全液压动力头钻机、国产各类钻机、机具的配套研究,河北省廊坊市金光道77号,xuliuwan@;史兵言(1970-),男(汉族),山东人,中国地质科学院勘探技术研究所高级工程师、科研项目负责,探矿工程专业,从事各种钻探施工钻具及钻探工艺方法研究开发推广工作;赵明杰(1956-),男(蒙古族),河北承德人,河北省地矿物资总公司副总经理,全国水井钻机情报网秘书长,经济管理专业,从事地矿物资与各类钻机的配套销售工作,河北省石家庄市中山西路891号。
反循环气动潜孔锤的研制及应用许刘万1,史兵言1,赵明杰2(1.中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000;2.河北省地矿物资总公司,河北石家庄050081)摘 要:针对目前正循环气动潜孔锤施工中存在的若干问题,开发研制了新型派生系列反循环气动潜孔锤,经过在水井、砂金勘探施工中的应用,取得了非常显著的效果,为我国采用此种工艺方法施工提供了一种新的产品,使得这项技术更加完善,更加成熟,应用领域更加广阔。
关键词:空气钻进;水井;砂金勘探;反循环气动潜孔锤中图分类号:P634.4 文献标识码:A 文章编号:1672-7428(2009)04-0031-04D evelop m en t and Appli ca ti on of Reverse C i rcul a ti on D TH /XU L iu 2w an 1,SH I B ing 2yan 1,ZHAO M ing 2jie 2(1.The I n 2stitute of Exp l orati on Techniques,CAGS,Langfang Hebei 065000,China;2.Hebei Pr ovincial Geol ogy and M iningMateri 2als General Company,Shijiazhuang Hebei 050081,China ))Abstract:According t o the technical p r oble m s in positive circulati on constructi on,a ne w derived syste m of reverse circula 2ti on DTH was devel oped,which has been app lied in the constructi on of water well and alluvial exp l orati on with remarkable effect .This ne w p r oduct made DT H more perfect and br ought wider app licati on field .Key words:air drilling;water well;alluvial exp l orati on;reverse circulati on DTH1 概述反循环气动潜孔锤钻进技术,是多工艺空气钻进技术中的一个重要组成部分,也是空气钻进技术在碎岩方法上的一项重大突破。
空气潜孔锤在矿区充填孔施工中的应用
''(三开+气动潜孔锤施工*孔径'!&0"77*钻
!收稿日期!"#$ "( #% !作者简介张峰'#*$';("男"山东禹城人"工程师!安全生产标准化评审员!国家注册安全工程师"主要从事设备设施安 全技术与安全管理工作"<=>+"&'#;)%%#&!!&"?97@A>+)#$%!'$("BB0CD7%
全吻合钻探施工工艺精细化的要求-).%
''(遵循设备使用要求%钻探中要合理调整泵量!
以上两点结论为今后地质岩心钻探用泥浆泵的 流速等参数"尽量避免#憋泵$等高泵压钻进现象%高泵
改进优化提供方向参考%变频调速技术在能耗!调 压钻进会影响管路密封性"增大安全隐患"加速丝扣水
速特性!控制方式等方面具有较大优势"能够实现泥 力损坏"造成冲洗液泄漏"进而导致发生#烧钻$事故%
/!施工工艺 矿区上部回填段及第四系层段'("7(拟采用回
转钻进工艺"采用泥浆护壁牙轮钻头钻进"下入)(!) 77U$77!)'%%77U$77 螺旋钢管护壁"下部 井段采用)'!&77 气动潜孔锤钻进工艺施工% (0#!钻进技术参数 (0#0#!牙轮钻进
钻压和转速既决定着钻头破碎岩石的效率"又 影响到钻头牙齿!轴承的磨损%软地层"钻头以剪切 作用为主"一般采用高转速!低钻压*中硬地层"钻头 产生剪切!冲击!压碎综合作用"一般采用中等转速 和中!高钻压*硬地层"钻头以压碎!冲击为主"一般 采用较高钻压!低转速% (0#0!!气动潜孔锤钻进
大直径气动潜孔锤在硬岩地层桩基施工中的应用
大直径气动潜孔锤在硬岩地层桩基施工中的应用
董继昌
【期刊名称】《智能建筑与工程机械》
【年(卷),期】2024(6)1
【摘要】气动潜孔锤是以压缩空气作为动力的一种风动工具,其将提供冲击作用的气动装置与破碎岩石的钻头相结合,潜入桩孔孔底进行钻进,并充分利用潜孔锤排出的高压空气,对钻头进行冷却和排渣。
基于此,对大直径气动潜孔锤在硬质岩层桩基施工中的应用进行了总结分析,阐述大直径气动潜孔锤在硬岩地层桩基施工中的施工工艺流程、技术参数、操作要点等内容,并对施工中易发生的典型事故进行原因分析,总结相应的处理措施和经验,形成一套基本成熟的硬岩钻进施工工艺。
【总页数】3页(P41-43)
【作者】董继昌
【作者单位】中铁二十局集团第五工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU753.3
【相关文献】
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气动潜孔锤在钻孔硬岩钻进中的应用
Science &Technology Vision科技视界煤矿井巷揭煤工作工期紧、任务重。
揭煤钻孔施工过程中,当遇到高硬度岩时,使用普通复合片钻头进尺慢、效率低,很难满足揭煤工期要求。
当钻孔施工遇高硬度岩石时,对钻具、设备及施工进度都造成了较大的影响,为保证安全顺利揭煤,必须改进硬岩钻进施工工艺,将液压钻机与气动潜孔锤相结合,顺利地完成揭煤任务。
1概况1.1巷道情况西翼暗主斜井主要用途是做为张集矿(中央区)二水平采掘活动的运煤胶带机巷,北邻西翼回风大巷(二),右邻西翼-590回风大巷。
该巷位于西一采区系统大巷煤柱内,上口标高-484.6m,下口标高-816.2m,全长1360m。
西翼暗主斜井揭8煤巷道停头位置-724.13m,距8煤法距7米。
1.2地质情况8煤:黑色,粉末状为主,加块状,半暗~半亮型煤,平均煤厚3.2m;8煤顶板为石英砂岩,岩性坚硬,普氏硬度系数:11.5。
1.3钻孔设计措施孔共设计11排,每排11个钻孔,共计121个,钻孔总量:5206.2m。
钻孔掩护范围控制在巷道轮廓线外不少于12m,呈扇形布置,相邻两个钻孔终孔水平间距为3m。
钻孔方位:-45.7°~44.3°,倾角(以水平线为准):-40.7°~-5.9°,预计8煤见煤深度:9.3m~57.9m,止煤深度:14.2m~82.9m,实际终孔位置以穿过8煤后见岩1m 终孔。
由于岩石较硬,措施钻孔进行优化后,设计7排,每排7个钻孔,共计49个,钻孔量:2262.3m,相邻钻孔终孔水平间距为5m。
图1图22钻机及设备选择(1)钻机:ZDY3200S 型全液压钻机,额定转矩3200N.m,额定转速70~240r/min。
(2)钻杆:Φ63.5/73mm 肋骨钻杆。
(3)空压机:埃尔特空压机,型号:MLG21/10-132G,排气压力:1.0MPa,排气量:21m 3/min。
(4)潜孔锤1)潜孔锤的类型采用CIR90型低压冲击器,以压缩空气为动力,冲击器长度820mm,Φ80mm,冲击行程50mm,施工选择锤头Φ110mm、Φ90mm。
潜孔锤桩
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至基岩面后，关闭外动力头， 钢护筒停止钻进， 内动力头带潜孔锤继续冲钻入岩至设计孔深。 ④终孔后清孔 ：采用压缩空气吹渣与气动潜孔锤 冲渣。 ⑤桩机移位，要注意步履行走与场地土安全。 ⑥吊安钢筋笼：按灌注桩施工规范相关章程操作。 ⑦下导管灌注水下砼，由于没有沉淤，相对冲孔 灌注桩质施较好控制。 ⑧起拔套管：用激振锤的夹具卡住钢套管，边激 振边起抜。
3、机械设备配备：
• ①步履式气动潜孔锤钻孔桩机，是针对国外
履带式气动潜孔锤钻孔桩机支座面积小，施 工桩长短的不足，为适应我国建筑工程所需 桩长较长，以适应于桩长20-40m而研发的， 步履式桩机，底盘支座面积大，桩架高达 50m，施工桩长可达30-40m；②螺杆空气 压缩机，有国产产品与外国产产品，容积流 量 25 -33m3/min，额定排气压力 2.43.5Mpa，视桩径大小与岩性特征由一至二 台并联使用，可以满足凿岩、排渣、清孔的 需要。
摘要：
0 提要 • 1、成孔机理 • 2、技术优点 • 3、机械设备配备 • 4、快速施工技术 • 5、快速施工工艺流程 • 6、工程实例
1.成孔机理
• 大直径气动潜孔锤钻孔灌注桩是指直径>600mm，
采用气动潜孔锤钻孔的灌注桩。潜孔锤是以压缩空 气为动力介质与洗孔介质，压缩空气在潜孔锤身中 产生高频冲击功，作用于布满柱状合金牙的锤头冲 击岩石，使之破碎。锤头直径略小于钢护筒，钢护 筒下端焊有护筒钻头，潜孔锤锤头与护筒钻头破碎 后的岩石颗粒与粉尘受锤头排出的压缩空气向上吹 入螺旋钻杆，由螺旋叶片向上从出渣口排出桩管外， 从而实现快速破碎孔内岩石，加快了钻进速度，克 服了坍孔问题，减少了环境污染，提高了工效。
③长螺旋杆,联结动力头与潜孔锤，并排 出成孔形成的钻渣；④50-100T履带式起 重机，起吊钢筋笼，起拔钢护筒 ；⑤振 动锤，’选激振力大小由钢护筒长短、口
大直径气动潜孔锤冲击器动力学过程分析
大直径气动潜孔锤冲击器动力学过程分析訚耀保;岑斌【摘要】大直径气动潜孔锤是一种以压缩空气作为动力的冲击破岩工具。
建立了大直径气动潜孔锤的数学模型，采用有限差分法，模拟了活塞在气室内稳定运动状态下的动力学过程，得到了特性的规律以及各结构参数对工作过程的影响。
活塞低速运动时，后气室会出现压力波动现象，采取合适的时间步长可以减小数值仿真中出现的压力波动。
%The large diameter pneumatic Down-the-hole hammer is an entering-rock drilling tool powered by com-pressed air. The mathematical model is built and the kinetic process of impactor is analyzed by using finite differ-ence algorithm. The change rule of parameters is obtained. The overlarge input pressure leads to the unnecessary en-ergy consumption and too low input pressure can't generate the drilling required impact power and frequency. The phenomenon of pressure oscillation happening in the inlet chamber is theoretically analysed. The research results show that the pressure oscillation can be decreased by taking the appropriate time step.【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P9-14)【关键词】大直径;气动潜孔锤;动力学;入岩钻进【作者】訚耀保;岑斌【作者单位】同济大学机械与能源工程学院上海 200092;同济大学机械与能源工程学院上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TH137大直径气动潜孔锤是一种以压缩空气为动力的气动冲击破岩工具，其在硬岩和卵砾石地层的入岩桩基础和抗滑桩施工中，已取得了良好的效果，使该技术得到广泛应用。
大直径气动潜孔锤在温州某中风化岩层起伏较大场地内的应用
大直径气动潜孔锤在温州某中风化岩层起伏较大场地内的应用摘要：本文以工程实例为背景阐述了潜孔锤在中风化基岩起伏较大场地内的实际应用情况，并详列了潜孔锤与普通钻孔机械的使用效果和使用成本的比较。
关键词：潜孔锤；钻孔时间；钻孔费用；成桩质量1，工程及地质概况温州瓯浦垟公共租赁住房（廉租房）项目位于温州翠微大道与过境公路交叉口西南面800米处。
一期总面积74517㎡，其中地上52733㎡，地下21784㎡。
为六栋18层住宅，一栋27层住宅，一层商业及社区配套，以及一层大地盘满铺地下室。
根据温州市勘察测绘研究院提供的勘察报告显示，本工程场地范围内从浅至深主要有以下土层：①1层素填土；①2层粘土；②1层淤泥；③3层含碎石粉质粘土；④1层粘土；④2层粘土；④3层含碎石粉质粘土；⑤2层粘土；⑨层含碎石粉质粘土；⑩1层全风化基岩；⑩2层强风化基岩；⑩3层中风化基岩。
其中⑩3层起伏较大，整个地块岩层面为左上角高右下角低。
地下室底板面结构标高为-6.350m，底板折算厚度0.8m，顶板折算厚度0.30m，覆土厚度1.2m。
抗浮设计水位在室外地面标高，室内外高差0.3m，标准柱网8.1mx6.3m。
部分区域中风化岩层上土层较薄，侧摩值较小，如按传统钻孔灌注桩入岩1m作为抗拔桩，所需桩数较多，不利于控制造价和工程进度。
综合实际情况，舍弃上部土层的侧摩力，通过加深进入中风化层的深度来增加钻孔桩的抗拔力。
结合破坏性试桩的静载结果及地质报告，设计要求抗拔桩进入⑩3中风化层3m，直径为0.6m和0.8m，直径0.6m桩抗拔承载力特征值为1000KN，直径0.8m 桩抗拔承载力特征值为1500KN；承压桩进入⑩3中风化层1m，直径为0.6m，0.7m，0.8m及0.9m，所需达到的承压承载力特征值分别为2900KN，4000KN,5000KN,6000KN。
2，选用设备概况因抗拔桩进入中风化持力层较深且直径较大，一般设备难以达到要求，本工程钻孔设备采用大直径气动潜孔锤(专利ZL20091012569.1)。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。