煤矿钻探工艺与安全PDF电子书下载

0绪论 1

0.1钻探技术的发展概况 1

0.2钻探工程常用方法 3

0.3钻探工程技术应用现状 5

0.4国内外钻探技术与装备现代化 7

0.5国外钻探技术研发新动向 11

复习与思考题 13

1岩石的性质与可钻性 14

1.1岩石的物理性质 14

1.1.1岩石的密度和孔隙率 15

1.1.2岩石的含水性、透水性 16

1.1.3岩石的松散性、裂隙性 16

1.1.4岩石的流散性、稳定性 16

1.2矿山岩石的力学特性 17

1.2.1岩石（体）的几个重要概念 17

1.2.2岩石的强度 18

1.2.3岩石的硬度 23

1.2.4岩石的研磨性 26

1.2.5岩石的弹性、塑性和脆性 29

1.3岩石的可钻性及其划分 30

1.3.1岩石的可钻性指标 31

1.3.2岩石坚固性系数 31

1.3.3岩石的可钻性划分法 32

1.4岩石的破碎机理 34

1.4.1岩石破坏基本形式 34

1.4.2受压岩石的弹性应力状态 34

1.4.3钻头静动压入时的岩石破碎机理 36

1.4.4受载荷作用时岩石破碎的影响因素 36

1.5岩体结构面的特征 38

1.5.1结构面的类型 38

1.5.2结构面的分级 39

1.5.3结构面的几何特征 39

1.5.4结构面的状态 40

1.5.5结构面的胶结情况及充填情况 42

复习与思考题 43

2钻机 44

2.1液压传动基本知识 44

2.1.1液压传动概论 44

2.1.2液压泵和液压马达 47

2.1.3液压缸 53

2.1.4液压控制阀 54

2.1.5液压基本回路 61

2.2坑道用钻机 66

2.2.1钻机概述 66

2.2.2钻机的类型 66

2.2.3 ZDY （MK）系列钻机原理分析 68

2.2.4 ZDY钻机应用现状 77

2.3 ZYW-3200煤矿全液压钻机 78

2.3.1用途、范围及组成结构 78

2.3.2钻机型号及主要技术参数 79

2.3.3钻机工作原理 81

2.4一般坑道钻机维护与检修方法 85

2.4.1 MK （ZYW）系列钻机单动操作 85

2.4.2 MK （ZYW）系列钻机事故处理 86

复习与思考题 92

3硬质合金钻进 94

3.1硬质合金钻进原理 94

3.1.1硬质合金钻进特点 94

3.1.2硬质合金钻进破碎岩石机理 95

3.1.3硬质合金的特性 100

3.2硬质合金钻具 102

3.2.1硬质合金的形式 102

3.2.2硬质合金钻头种类 103

3.2.3典型的硬质合金钻头 104

3.3硬质合金钻进的操作及注意事项 106

3.3.1钻头类型及钻进规程的合理选择 106

3.3.2硬质合金钻进的操作规程 109

3.3.3合理回次进尺时间的确定 110

复习与思考题 111

4金刚石切削钻进 112

4.1钻探用金刚石 112

4.1.1金刚石的分类 112

4.1.2金刚石的性质 113

4.1.3矿山钻探用天然金刚石的分级 114

4.1.4钻探用聚晶金刚石和复合片 116

4.2金刚石钻进原理 118

4.2.1粗粒金刚石破碎岩石过程 118

4.2.2细粒金刚石破碎岩石过程 119

4.2.3钻进时孔底破碎岩石过程 119

4.3金刚石钻头 120

4.3.1金刚石钻头的分类 120

4.3.2金刚石钻具 122

4.3.3金刚石扩孔器 127

4.4金刚石钻进工艺顺序 128

4.4.1开孔 128

4.4.2金刚石钻头、扩孔器的选择和使用 128

4.4.3金刚石钻进技术参数 130

4.4.4金刚石钻进事故预防措施 131

复习与思考题 132

5回转钻进工艺 133

5.1钻进效果指标与规程参数关系 133

5.1.1钻进效果指标和规程 133

5.1.2钻进过程中各参数之间的影响 135

5.2硬质合金钻进工艺 141

5.2.1钻头压力和轿速的选择 141

5.2.2冲洗液泵量及其性能的选择 143

5.2.3最优回次钻程时间确定方法 144

5.3全面钻头的钻进工艺规程 145

5.3.1翼片（刮刀）式全面钻头的规程选择 145

5.3.2干式螺旋钻的规程选择 146

5.4回轿钻进的操作 147

5.4.1钻场要求 147

5.4.2钻机稳装要求 147

5.4.3开孔及钻进中的要求 147

复习与思考题 148

6复杂岩层钻孔成孔工艺 149

6.1试验场钻孔岩石采样及力学测试 149

6.1.1取样地点、加工及测试内容 149

6.1.2岩石物理力学试验结果 152

6.2钻孔稳定性三维数值模拟分析 160

6.2.1建立数值模型及结果分析 160

6.2.2钻孔稳定性影响因素数值分析 171

6.3钻孔破坏失稳理论分析 182

6.3.1抽采钻孔二次应力的弹性分布 183

6.3.2抽采钻孔二次应力的塑性分布 186

6.4钻孔成孔控制工艺 188

6.4.1抽采钻孔成孔控制方案Ⅰ——增加钻孔围压 188

6.4.2抽采钻孔成孔控制方案Ⅱ——提高钻孔围岩力学强度 190

6.5工程实践案例 192

6.5.1丁集矿目标区实施 192

6.5.2钻孔固孔工艺方法 194

复习与思考题 195

7钻孔定向施工及应用 197

7.1钻孔轨迹要素与空间位置 197

7.1.1钻孔轨迹的基本要素 197

7.1.2钻孔的空间位置 198

7.1.3钻孔轨迹弯曲强度 200

7.1.4钻孔弯曲及其规律性 201

7.1.5钻孔弯曲的危害与影响因素 202

7.2钻孔弯曲测量 209

7.2.1钻孔测斜 209

7.2.2非磁性矿区常用测斜仪 210

7.3钻孔弯曲的预防与纠偏 214

7.3.1按钻孔弯曲规律设计钻孔 214

7.3.2按方位角变化规律调整钻孔设计 215

7.3.3采用合理的钻具结构 215

7.3.4预防钻孔弯曲的措施 216

7.4坑道定向钻进技术 218

7.4.1坑道钻探的特点和钻孔类型 218

7.4.2近水平定向钻进技术 218

7.4.3定向钻进技术的应用 220

7.5淮南矿区钻探工程实例 221

7.5.1谢桥煤矿抽排区突出煤层顺层长钻孔施工技术 221

7.5.2潘一矿1721 （3）运输上山水文孔施工安全技术 225

7.5.3顾桥矿1115 （1）轨道顺槽掘进排放钻孔施工技术 232

复习与思考题 235

8钻探安全与钻孔设计 236

8.1回转式钻机操作安全规程 236

8.1.1开工前的检查 236

8.1.2钻机的正确操作方法 236

8.1.3使用注意事项 237

8.1.4运转中的操作与维护 238

8.2钻探安全事故及处理方法 239

8.2.1影响钻孔内发生事故的原因分类 239

8.2.2处理事故的基本原则 239

8.2.3常遇事故及其处理方法 239

8.2.4钻探遇到断层带时的事故分析与处理方法 240

8.2.5孔内坍塌造成的埋钻事故分析与处理方法 241

8.2.6松软煤层钻进中造成的塌孔事故分析与处理方法 242

8.3钻探施工安全管理 245

8.3.1钻进中处理事故的基本要求 245

8.3.2对钻进班报记录的要求 245

8.3.3钻场管理制度 246

8.3.4钻孔施工埋钻、断钻事故分类 248

8.3.5事故的处理方法 248

8.3.6施工要求 249

8.4坑道防突钻孔安全设计 249

8.4.1钻孔设计基础参数 249

8.4.2穿层钻孔的设计 250

8.4.3石门揭煤钻孔设计 251

8.4.4上下山揭煤钻孔设计 257

8.4.5煤巷防突钻孔设计 261

8.4.6上下山煤巷掘进工作面钻孔设计 264

8.5矿井瓦斯抽采钻孔施工实例 269

8.5.1工程实例一 269

8.5.2工程实例二 274

复习与思考题 284

9钻探工艺课程设计 286

9.1设计内容提要 286

9.1.1施工矿区岩石的主要物理力学特性及可钻性 286

9.1.2钻孔及钻探工作量 286

9.1.3设备选择及施工安排 287

9.2钻探技术设计 288

9.2.1确定矿区的钻孔结构 288

9.2.2冲洗液与护壁堵漏 290

9.2.3硬质合金钻进方法 296

9.2.4质量保证技术措施 298

9.2.5定向钻孔的设计 299

9.2.6钻场施工安全技术措施 300

9.2.7钻探设计样本 300

9.2.8设计内容及步骤 301

9.2.9课程设计时间安排与质量要求 304

复习与思考题 304

10钻探工技能与考核 305

10.1鉴定基本要求（钻探工） 305

10.1.1鉴定对象 305

10.1.2申报条件 305

10.1.3考评员的条件及构成 305

10.1.4鉴定方式及鉴定时间 305

10.2鉴定内容 306

10.2.1初级钻探工鉴定内容 306

10.2.2高级钻探工鉴定内容 307

10.3考核与评分 309

10.3.1 “ 双结合” 309

10.3.2“两考评”考核 310

附表1丁集矿-910m水平11-2西大巷、1412切眼岩石物理力学试验结果 314

附表2 MK系列钻机参数对照表 316

参考文献 317