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

'!(二开+孔径(")0(77*穿过第四系"入基岩 &7"深约(&7"下入)'%%77U$77 螺旋钢管" 水泥封固%
''(三开+气动潜孔锤施工*孔径'!&0"77*钻
!收稿日期!"#$ "( #% !作者简介张峰'#*$';("男"山东禹城人"工程师!安全生产标准化评审员!国家注册安全工程师"主要从事设备设施安全技术与安全管理工作"<=>+"&'#;)%%#&!!&"?97@A>+)#$%!'$("BB0CD7%
全吻合钻探施工工艺精细化的要求-).%
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以上两点结论为今后地质岩心钻探用泥浆泵的流速等参数"尽量避免#憋泵$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】
1.气动潜孔锤配合长螺旋钻机在复杂地层桩基施工中的应用
2.气动潜孔锤在钻孔硬岩钻进中的应用
3.大直径风动潜孔锤引孔技术在含硬岩层预制桩施工中的应用与研究
4.潜孔锤-旋挖组合钻进技术在硬岩桩基工程中的应用
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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)。

气动潜孔锤钻探技术在浅层采空区勘查中的应用

第四系覆盖层为填土、土、石土，度２０～黄碎厚．２１．ｍ。基岩为石英砂岩、土岩。石英ｍｍ、７ｍｍ冲击频率：４５冲８５８１８０
次／ｎ８０／ｎｍｉ、２次ｍｉ。
层的钻进，以查明采空区分布范围及塌陷等情况；实践证明，这是一种经济技术效果好、率高的钻进效
方法。
关键词：气动潜孔锤；空区；用效果采应
中图分类号：６４文献标识码：文章编号：Ｏ４５ｌ（Ｏ１Ｏ — ０１一ＯＰ３Ｂ１０ — ７６２ｌ）２１２２
头；冲击器外径：ｌ０ｌｍｍ。（）５ｍｍ钻杆；４０套管１７２ｍｍ。
了加快钻孔施工进度，们采用气动潜孔锤钻进工艺，我结合传统的钻探方法，高了勘探进度，提确保了勘查质量，圆满地完成了本次勘查钻探任务。２地质条件
（）６风管：选用２、．” 压胶管，１５高耐压４ＭＰ。￣５ａ
３３采用异步跟管钻进．空压机离钻机１￣２ｍ，缩气动通过手动阀、５０压逆止阀、压胶管、高四通，水龙头、主动钻杆、杆进入潜孔钻
遍，土矿局部分布，粘分布没有规律，土岩赋存于石英粘砂岩中，厚度变化较大。石英砂岩的石英含量达７～５
２１０１年第２期
西部探矿工程
１３１
理确定风量。本工程考虑到局部碎石较厚，石英砂岩岩

浅谈气动潜孔锤钻进技术的应用

浅谈气动潜孔锤钻进技术的应用摘要：气动潜孔锤钻进技术以其钻进效率高、钻孔质量好等一系列优点已被广泛应用，为使这一技术能够更好的应用，作者以实践为依据，参考有关技术资料，对气动潜孔锤钻进技术的应用进行了论述。

关键词：气动潜孔锤钻进技术一、前言气动潜孔锤钻进是当代多工艺空气钻进技术方法之一，由于它具有钻进效率高、钻孔质量好等一系列优点已被广泛应用，而且得到了大家的认可。

此项钻进技术迄今为止已有50多年历史，早期用于建筑业，随后扩展到采矿、钻凿水井。

我国于20世纪80年代初期，在基岩水井施工中开始应用这一技术。

经过几十年的科研开发和推广应用，现已取得了非常显著的成效，从根本上改变了长期存在的钻进效率低、成本高、成井质量差、出水量小、使用寿命短等问题。

二、气动潜孔锤钻进原理气动潜孔锤钻进是以压缩空气作为动力，推动潜孔锤工作，利用潜孔锤对钻头的往复冲击作用，来达到破碎岩石的目的，被破碎的岩屑随潜孔锤工作后排出的废气携带到地表。

由于用途范围的不断扩大，促进了潜孔锤向多品种（常规式、偏心式、中空式、多种口径）、大口径以及集束式发展。

三、气动潜孔锤钻进的优点1.适用于极硬、中硬地层中钻进，效率和成孔质量均很高。

2.所需钻压小。

一般钻压在10～30kN。

3.钻孔垂直度好。

4.设备损耗小。

与回转钻进相比，潜孔锤钻进所需扭矩较小，这样对设备的损耗相对很小。

5.潜孔锤钻进维修费用低，使用寿命长，每米进尺成本比一般回转钻进降低50%。

6.钻进时不用水，有效的解决了干旱缺水地区施工供水困难问题。

四、气动潜孔锤钻进技术参数1.风量、风速和风压风量的确定，一方面是要根据所用冲击器的性能而定，另一方面则要满足所需的上返风速。

因为岩屑在气流介质中由于本身的粘度、密度和形状的不同而具有不同的悬浮速度，因此要使岩屑有效的排出孔外，达到孔底干净，就必须采用大于岩屑悬浮速度的上返风速才行，这也是潜孔锤钻进时重要参数之一。

除了反循环气动潜孔锤钻进不受孔径的限制外，正循环钻进风量在钻杆与孔壁环状间隙中的上返流速，不少资料推荐宜在15m/s～30m/s。

空气潜孔锤在灰岩地区水文凿井工程应用中应关注的几个问题

空气潜孔锤在灰岩地区水文凿井工程应用中应关注的几个问题【摘要】空气潜孔锤钻探工艺在云南抗旱救灾地下找水打井工程中的广泛应用，大大缩短了工期，为云南抗旱救灾地下找水打井工程赢得了宝贵时间。

文章主要对空气潜孔锤凿井施工中遇到的工程问题及解决方法进行了探讨。

【关键词】空气潜孔锤；灰岩；凿井；施工0.引言地下水的开发利用尤其是基岩水井钻凿，是人类可持续发展的重要内容之一。

空气潜孔锤钻凿基岩水井是国际上常规钻井方法，但技术和工艺上仍存在不足。

其是以压缩空气作为动力来破碎岩石，作为循环介质来洗孔、冷却钻头，将岩屑从孔底带出孔外的钻进方法。

它有以下特点：①钻进效率高。

产生的主要原因一是纯钻时间比率高，这是由于不需要提钻取芯，减少了频繁上下钻的时间。

二是钻孔内无液柱的静压力，使钻头下的岩石在地层的“反压差”效应作用下以最大限度释放残余应力，岩屑呈“爆裂”的形式崩离岩体，从而提高了破碎岩石的钻进效率。

同时，由于空气本身粘度小，又以高速吹洗孔底，使孔底净化程度高，几乎没有重复破碎现象。

②能延长钻头使用寿命，一个钻头在灰岩中钻进可超过1000米，钻进过程中对地层几乎没有污染，不但避免反复洗井过程，减少工期，而且到含水层由于汽液混合排出，起到了洗井的作用，出水量相对较大。

③钻进过程中几乎用不到冲洗液，避免了在缺水地区施工对水的依赖，减少了水的浪费和对地层的污染。

④钻探成本低，大约为常规钻进费用的50%。

在干旱缺水地区，采用空气潜孔锤钻进工艺可以提高钻进效率、降低成本、缩短施工周期。

1.空气潜孔锤凿井应用由来从2009年9月到2012年5月，云南大旱已经持续了近3年之久，云南省遭受了百年未遇的严重旱灾。

为打赢抗旱救灾攻坚战，继2010年抗旱打井之后，云南省国土资源厅组织开展了地下找水探采井实证工作。

截止2012年2月底，仍在持续的干旱已造成全省13个州市，91个县市区631万人受灾。

我院为履行“地下找水，共保民生”的使命，特意购买了一套空气潜孔锤钻探设备加入到抗旱突击行动中，期望能发挥其优越性，共保民生，共抗灾害。

空气反循环钻探技术在矿山勘查中的应用

钻探工程Drilling Engineering第48卷第12期2021年12月Vol.48No.12Dec.2021：38-42空气反循环钻探技术在矿山勘查中的应用苏敬达（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014）摘要：在矿山勘查中，传统的岩心钻探技术存在成孔周期长、成本高等问题，而空气反循环钻探技术的施工效率高、成本较低。

本文改进了空气反循环钻探技术的钻头和封隔套的流体构造，并将其应用到矿山勘查中。

与传统岩心钻探技术相比，空气反循环钻探技术的钻进效率提高了70%~90%，成本降低了30%~50%，钻孔事故率降低了60%~70%，施工过程无泥浆污染，产生粉尘极少，实现了绿色勘查的要求。

关键词：空气反循环钻探；矿山勘查；钻进效率；双壁钻杆；封隔套；反循环钻头中图分类号：P634文献标识码：B文章编号：2096-9686（2021）12-0038-05Application of air reverse circulation drilling technologyin mine explorationSU Jingda(Powerchina Zhongnan Engineering Corporation Limited,Changsha Hunan 410014,China )Abstract ：In mine exploration ，traditional core drilling has problems such as long drilling period and high cost ，while air reverse circulation drilling has high drilling efficiency and low cost.In this paper ，the fluid structure of the drill bit and the packing sleeve for air reverse circulation drilling has been improved and applied to mine pared with traditional core drilling ，air reverse circulation drilling has increased drilling efficiency by 70%~90%with costs reduced by 30%~50%，the drilling accident rate reduced by 60%~70%，no mud pollution in the drilling process ，and less dust ，meeting the requirements of green exploration.Key words ：air reverse circulation drilling;mine exploration;drilling efficiency;dual‑wall drilling pipe;packer;reverse circulation bit0引言空气反循环钻探技术以压缩空气为介质，具有钻进效率高、取心污染少、施工成本低的特点，可广泛应用于缺水地区［1-3］。

气动潜孔锤跟管钻进技术在钻孔桩施工中的应用

气动潜孔锤跟管钻进技术在钻孔桩施工中的应用摘要：以澳门地区实际工程为例，浅析气动潜孔锤跟管钻进技术原理及在钻孔桩施工中的应用。

关键词：跟管钻进技术气动潜孔锤钻孔桩The Application of Pneumatic DTH Hammer Drilling with Casing Technology in the Construction of Bored PilesYao suixi(China Civil Engineering Construction Corporation, Beijing 100038, China)AbstractExamples of actual construction projects in the Macau region, simple analysis of the application of pneumatic DTH hammer drilling with casing principle and technology in the construction of bored piles.KeywordsDrilling with Casing Technology , Pneumatic DTH hammer，Bored Piles1 引言气动潜孔锤跟管钻进成孔技术是多工艺空气钻进方法之一，广泛应用于地质勘探、水文钻井、滑坡防治、隧道及桥梁等工程领域。

近年来在城市建筑施工中亦多有应用，尤其适用于第四系冲击层地质的钻孔作业，具有钻进速度快、成孔率高、成孔深度大等优点。

2 气动潜孔锤跟管钻进成孔原理气动潜孔锤跟管钻具系统一般主要由潜孔冲击器、导向钻头、环状钻头、扩孔钻头、套管靴及套管组成。

跟管钻具由钻机提供回转扭矩及推进动力，空压机提供高压空气通过钻杆进入潜孔冲击器使其工作。

冲击器冲击跟管钻具的导正器并将冲击波及钻压传给中心钻头及环状钻头破碎孔底岩石。

在不同地层中气动潜孔锤钻进技术探讨

在不同地层中气动潜孔锤钻进技术探讨目录一、前言 (2)二、气动潜孔锤的工作原理 (2)三、气动潜孔锤的分类 (3)3.1 有阀式潜孔锤 (3)3.2 无阀式潜孔锤 (3)四、潜孔锤钻进工艺方法 (4)4.1 潜孔锤正循环钻进 (4)4.2 潜孔锤反循环钻进 (4)五、气动潜孔锤的钻进方法 (5)5.1 土层中气动潜孔锤的钻进方法 (5)5.2 卵砾石层中气动潜孔锤钻进方法 (5)5.3 硬岩地层和基岩地层中气动潜孔锤钻进方法 (5)5.4 复杂地层中气动潜孔锤钻进 (6)5.4.2 同步跟管钻进法 (7)5.4.3 贯通式气动潜孔锤反循环钻进法 (7)5.4.4 泡沫钻进法 (7)六、结语 (8)一、前言气动潜孔锤钻进广泛应用在露天开采和采石工作水井钻进、矿物勘探、桩孔钻进、现场勘察、岩层加固、桩墙钻进、地层锚固、特殊的地下钻进、地热孔钻进、通讯孔钻进、浅孔钻进、排水管和接地杆的安装等。

这样会遇到各种不同的地层情况。

二、气动潜孔锤的工作原理在气动潜孔锤钻进过程中，高压空气驱动冲击器内的活塞作高频往复运动。

并将该运动所产生的动能源源不断的传递到钻头上，使钻头获得一定的冲击功。

钻头在该冲击功的作用下，连续的对孔底岩石施行冲击。

岩石在该冲击功的作用下，形成体积破碎。

同回转钻进相比，该工艺是以钻头冲击破碎岩石取代了切削岩石；以动载冲击代替了静载研磨，以岩石的体积破碎代替了研磨剪切破碎。

在潜孔锤钻进的同时，一部分被体积破碎下来的岩屑被具有一定压力及速度的空气吹离孔底，并排出孔口、减少了岩石重复破碎的机会。

所以气动潜孔锤有较高的钻进效率。

气动潜孔锤的选择主要涉及其性能参数（冲击功、冲击频率、冲击能量以及压缩空气耗用量）、钻进规程（风量、风压、钻压、转速）和钻头。

实际上良好的冲击器应达到两个指标：及有较高的破碎岩石效率和较长的钻具寿命。

三、气动潜孔锤的分类气动潜孔锤按配气类别分为两大类：有阀式潜孔锤和无阀式潜孔锤。

气动潜孔锤钻进技术

⽓动潜孔锤钻进技术⽓动潜孔锤钻进技术摘要：⽓动潜孔锤的应⽤领域及分类和特点，根据常规潜孔锤钻进⽅法特点进⾏了总结与分类，吉林⼤学⾃主研发的贯通式潜孔锤及反循环钻进技术，研究成功，经⽣产性野外试验，取得了良好的效果。

关键词：⽓动潜孔锤、钻进技术、反循环1.概述风动潜孔锤20世纪60年代引⼊我国，70年代我国技术⼈员已经⾃⾏设计研制风动潜孔锤，应⽤领域主要是矿⼭爆破孔，完成的⼯作量愈年增加。

风动潜孔锤钻进以其很⾼的钻进效率、很长的钻头寿命、较低的钻孔成本、并不需配制洗井介质、适合全天候施⼯作业等显著特点，在各钻孔领域展现出巨⼤的应⽤前景。

⾃70年代始风动潜孔锤逐渐扩⼤其应⽤领域，发展到⽔⽂⽔井钻凿，其硬岩钻进效率较常规钻进⽅法(硬质合⾦钻进、钢粒钻进)效率提⾼5～8倍，风动潜孔锤钻凿⽔井做为⼀项⾼新技术当时被⼴为应⽤。

上世纪80年代国外已将风动潜孔锤拓宽应⽤到地质岩芯勘探领域，将潜孔锤施⼯爆破孔⼏⽶⾄⼗⼏⽶深延伸到勘探钻孔的⼏百⽶深，将潜孔锤爆破孔只成孔不取芯发展到取芯取样钻进，并由普通正循环钻进发展为中⼼取样钻进，即CSR(Center Sample Recovery)钻进⽅法。

80年代开始，随着潜孔锤应⽤于勘探领域，国外钻探技术⼈员开始研究贯通式潜孔锤及反循环钻进技术。

时值我国七·五计划开始，原地质矿产部瞄准国际前沿，也将贯通式潜孔锤及反循环钻进技术列为重点科技攻关项⽬，由原长春地质学院承担研究⼯作。

2. 应⽤领域⽓动潜孔锤钻进适⽤的地层⼏乎可包括所有⽕成岩和变质岩以及中硬以上的沉积岩。

对于硬岩和坚硬岩层来说，使⽤潜孔锤钻进更为有利。

因为硬岩和坚硬岩层的脆性⼤，在冲击载荷作⽤下，除局部岩⽯直接粉碎外，在钻头齿刃接触部位岩⽯将产⽣破裂形成⼀个破碎区，并产⽣较⼤颗粒的岩屑，因⽽钻进速度⼤⼤⾼于单纯回转钻进。

⽓动潜孔锤对容易孔斜的岩层，如⽚理、层理发育，或者软硬不均匀以及多裂隙的岩层等，能有效防⽌或者减少孔斜。

煤矿区地面大直径钻孔成孔关键技术与装备

煤矿区地面大直径钻孔成孔关键技术与装备摘要：根据井下巷道的布设情况，以及地面大直径钻孔与巷道的不同连通方式，提出2种孔身结构设计方法。

在此基础上，为提高成孔效率，结合煤矿区地面大直径钻孔主要成孔工序，采用理论分析及工程总结的方法，分别对导向孔钻进、扩孔钻进、下套管及固井等成孔关键技术进行论述，并介绍了典型施工案例，总结了配套装备技术现状，重点分析了集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺及配套机具，提出了大直径钻孔成孔技术与装备发展趋势。

实践表明：空气潜孔锤钻进工艺和下导管钻进工艺能够提高导向孔钻进效率，气举反循环钻进工艺及集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺可提高扩孔钻速，提吊浮力法下套管及内插法固井工艺能够满足套管安全下放及固井质量要求；上述成孔关键技术及配套装备可为煤矿区地面大直径钻孔快速成孔提供技术支持。

随着工艺技术的持续改进和配套装备的不断完善，在国家重点研发计划的支持下，集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺有望成为煤矿区地面大直径钻孔核心钻进技术，最终发展成为应对矿山应急抢险救援的可靠技术体系。

关键词：煤矿区；大直径钻孔；成孔技术；集束式潜孔锤；反循环0 引言随着地下煤矿横向采掘面积的扩展和纵向开采深度的增加，井下与地面间的管线连接、物资运送等工作量随之增大。

单依靠传统的井工巷道作为输送通道，加重了巷道负担，迫使巷道掘进断面扩大、掘进长度增加，由此带来的成本投入及安全风险也随之增加[1-2]。

矿区地面大直径钻孔可实现地面与井下直接连通，其主要用途包括：①抽排水、抽采瓦斯；②通风；③下料，如用于采空区沉陷治理的填充物料，可通过大直径钻孔直接投放到治理区域附近；④布设缆线；⑤抢险救援，当井下发生事故人员被困时，可通过地面大直径精确透巷钻孔作为逃生通道，将被困人员救出[3-5]。

因此，地面大直径钻孔可弥补或替代部分井下掘进巷道的功能，经济效益和安全效益显著，应用前景广阔。

地面大直径钻孔作为井下与地面的连接通道，孔深一般不超过1 000 m，终孔孔径为400～1 500 mm。

气动潜孔锤技术

上行，当底端面越过衬套上径向排气孔后，前气室开始排气，经衬套内孔直接排到下部环槽，此时前气室为排气行程。当活塞上环面越过内缸环槽后，压气开始进入后气室，后气室处于进气行程，活塞作减速运动，直至速度为零而停止运动，即完成了活塞的回程运动。活塞冲程时前后气室经历的过程相反，前气室依次经历排气行程，压缩行程和进气行程，后气室依次经历进气行程、膨胀行程和排气行程。经潜孔锤作功后的废气内衬套下环槽经外缸径向孔排至外缸与外套管之间的环状通道，再经上接头右侧排气孔及专门排气管排出外，压气在孔内形成完全的封闭循环。
2、设备研制成功空气反循环钻进用“WP”系列双壁钻具（Ф114、Ф89、Ф73）三牙轮钻头，双通道水龙头，主动钻探及岩样接收装置等，并研究总结了一套空气反循环钻进工艺。
3、气举反循环双壁取样器具和工艺
设计研制成功SHB系列气举反循环钻进双壁钻杆（Ф114、Ф12、Ф140、Ф168mm），各型钻头、气液分离和岩样接收装置等，并研究总结了一套取样判层和钻进工艺。
（五）非开挖地下管线施工中潜孔锤钻进，它是一种机构简单，使用广泛，费用低的非开挖铺管施工设备。
空气潜孔锤是以压缩空气为功力的一种风动冲击工具。它所产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻机和钻杆的回转驱动，形成对岩石的脉动破碎能力，同时利用冲击器排出的压缩空气，对钻头进行冷却和将破碎后的岩石颗粒排出体外，从而实现了孔底冲击回转钻进的目的。因此，冲击器的结构、性能是实现风动钻进的重点。
4、空气钻进用泡沫剂和钻进工艺
共研制成功四种泡沫剂（ADF－1、CDT－182、 CDT－183）和一种清泡剂（DX），其性能达到或超过国外同类产品水平。
5、多功能空气钻进用钻机和各类监测系统，为发展多工艺空气钻进技术装备创造了条件。

大直径风动潜孔锤引孔技术在含硬岩层预制桩施工中的应用与研究

大直径风动潜孔锤引孔技术在含硬岩层预制桩施工中的应用与研究作者：张苹来源：《城市建设理论研究》2013年第20期摘要：本文介绍了大直径风动潜孔锤应用于含块石、孤石、中风化和微风化硬岩或夹层的预制桩沉桩施工，成功解决了复杂地层管桩沉桩难题的实例，对工程地质条件进行了分析，并对大直径预应力管桩引孔工艺及参数进行了论述。

同时，讨论了潜孔锤沉桩过程中遇到的问题，并提出了相应的处理措施。

关键词：风动潜孔锤；预应力混凝土管桩；引孔；强风化；微风化；粗粒花岗岩中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：预应力混凝土管桩是目前应用最广泛的、较成熟的桩基，因预应力管桩桩体强度高、施工管理简单、施工现场文明、施工速度快等优点，而被广泛应用于沿海地区的基础工程中。

随着管桩应用的普及，管桩难以穿越复杂地层尤其是块石、孤石、中风化和微风化硬岩或夹层地层，成为管桩应用的一大障碍。

1工程实例深圳市大鹏新区大鹏下沙整体搬迁安置区第II标段，工程总造价3.05亿元。

由深圳市新城市规划建筑设计有限公司设计。

原设计B区、C区住宅楼和幼儿园基础类型全部为高强预应力混凝土管桩（PHC-AB-Φ500-125，桩型为PHC-AB，桩径Φ500mm，壁厚125mm，桩身混凝土强度等级C80）基础。

其中C区总桩数1026根，桩基础为摩擦端承桩，桩端支撑于强风化花岗岩层，持力层桩端阻力特征值qpa=4000(L>6m)KPa，设计有效桩长>6m，沉桩方式为锤击桩。

后因噪音问题，经业主组织召开专家论证会，后期管桩沉桩施工工艺设计变更为静压桩。

C区东南侧为孤石集中分布区，其中32个承台内116根管桩因地下孤石影响，采用“大直径潜孔锤引孔+静压管桩工程”施工。

2潜孔锤引孔沉桩工艺大直径潜孔锤在空压机的作用下，以压缩空气为动力介质驱动其工作的，对硬岩进行高频率破碎冲击；在气动潜孔锤钻进过程中，高压空气驱动冲击器内的活塞作高频往复运动，并将该运动所产生的动能源源不断的传递到钻头上，使钻头获得一定的冲击功。

气动潜孔锤在大口径基岩深井施工中的应用

（）Ｐ一３０型钻机ｌ台套，定转速：８７、１ＳＪ０额４、２１６／Ｎ；
（）２英格索兰螺杆空压机（ＨＰ５ｗＣＴｌ容Ｒ７０Ａ）台，积流量２．ｍ３ｍｉ，气压力２ＯＭＰ；１２／ｎ排．７ａ（）Ｐ６３ＳＭ３０冲击器３，套及配套的柱齿２０钻５头，２０ｍ钻头，１８ｍ钻头，作气压０８３ｍ７ｍ工．～２１ａ耗风量８５５／ｎ．ＭＰ，．￣２ｍ。ｍｉ；
２１年第１０２期
西部探矿工程
６５
气动潜孔锤在大口径基岩深井施工中的应用
李世军
（肃省地矿局第四地质矿产勘查院，肃酒泉７５０）甘甘３００
摘要：通过新疆某矿业公司施工生产用水井的实例，介绍气动潜孔锤正循环钻进工艺在大口径基岩深孔施工中的应用尝试。施工实践证明在同样地层、同样口径、同样施工条件下气动潜孔锤钻进Ｇ艺－－钻效明显高于传统泥浆钻进工艺。同时分析了该工艺的优点与不足，出以后改进完善的方向。提
（）孑锤冲击器在深部，其是在１０以下能４潜Ｌ尤２ｍ不能正常工作？
（）５这次生产性试验使用正循环工艺，随着井深的加大，排粉、屑的问题如何解决？排在开钻前我们对这些问题进行了认真地分析，能解决的提前解决，对不能确定的提前做好预备方案，以在后的生产实践中摸索解决。２钻进技术方案