煤矿深井建设技术国家工程实验室

发布时间:2015-09-10浏览次数:31

200877日,“煤矿深井建设技术”国家工程实验室基本获准建设。20081128日国家发展和改革委员会文件《国家发展改革委办公厅关于煤矿深井建设技术国家工程实验室项目的复函》:该国家工程实验室主要由北京试验系统和淮北现场检测系统两部分组成。淮北现场检测系统主要建设钻井和冻结2个现场工程检测平台,由中煤特殊凿井(集团)有限责任公司联合中国矿业大学、淮北矿业(集团)有限公司在安徽省淮北市共同实施。项目建设期3年。

实验室目标

实验室近期目标:完成实验室建设、设备研制、设备采购、安装调试,对全社会开放,共享实验资源;完成正在承担的 “十一五”国家科技支撑计划项目“煤炭资源高效采选关键技术与装备”项目课题“深厚冲积层冻结法凿井技术”、“矿井老空区探测与水害防治关键技术及装备”项目课题“矿井水害快速治理技术与装备研制”、 “深厚冲积层千米深井快速建井关键技术”项目课题“千米级深井高压注浆关键装备研究”、“千米级深井特殊地层注浆材料及注浆工艺研究”、“一扩成井” 钻井凿井关键技术及装备研究”、国家科技部科研院所专项资金研究开发规划项目“大直径煤矿风井反井钻井技术及装备”实验研究工作。

具体目标如下:

实验研究多重管冻结壁形成规律、井壁结构和检测方法,指导600m以上深厚冲积层冻结;

实验研究深厚冲积层千米深井注浆的高压大泵量注浆泵、高压化学材料专用注浆泵、高压耐用止浆机具、复杂地层专用注浆材料和适用的注浆工艺参数,使我国煤矿立井井筒基岩注浆治水技术从现有的800m突破1200m深度,实现千米深井“打干井”;

实验研究新型超钻井法超前和扩孔钻头、破岩滚刀,提高破岩和排渣效率,形成“一扩成井”钻井新工艺;研究冲积层钻井法凿井和基岩含水层注浆“钻-注平行作业”新工法;

“国家工程实验室”近期完成省部级科研项目510项,制定标准23项以上。

在人才培养方面,培养博士35人,硕士510人,煤矿建井技术人员培训100人以上。

实验室研究方向

我国煤矿井筒建设深度逐渐增加,冲积层达到600m以上,地质条件复杂,地压、水压、地温增大,现有冻结法、钻井法、注浆法等特殊凿井技术都存在许多需要近期解决相当多的技术难题。深井建井国家工程实验室拟突破的技术方向为:

1) 深厚冲积层冻结法凿井工程技术。主要研究:

    ① 超高围压下深厚冲积层的常规和人工冻土的物理力学性质试验研究;

    ② 深厚冲积层冻结壁形成规律、强度和变形关系及冻结工艺理论研究;

    ③ 深厚冲积层冻结井壁受力、井壁结构及其应用技术研究;

    ④ 深井冻结施工综合监测及信息化施工技术研究。

2)深厚冲积层钻井法凿井工程技术。主要研究内容:

    ① 深井高压条件下机械破岩机理研究,长寿命破岩滚刀和耐磨材料研究;

    ② 复杂地质状况煤矿深井井壁受力、破坏规律,新型钻井井壁结构研究;

    ③以提高钻井法凿井速度为目标的钻井法新工艺、新装备研究;

    ④ 深厚冲积层钻井泥浆护壁机理研究、废弃泥浆利用和处理技术;

    (3)深井含水岩层地面预注浆工程技术;

    ①高地压、水压作用行下注浆材料扩散规律;

    ②裂隙条件对注浆效果的影响;

    ③不同浆液材料在不同地层、围压条件下的结石规律;

    ④纳米及化学浆液以及在深部地层的适用性研究;

    ⑤适合千米深井的注浆工艺和装备研究。

    (4)深部硐室群破坏和支护技术

    ①深部岩体基础参数测试分析技术;

    ②多场耦合对硐室群破坏影响规律研究;

    ③深部岩石力学特性分析研究

    ④各种支护方式以及相互作用下的支护机理;

    ⑤现场测试技术及装备;