[摘 要] 煤礦井下常發(fā)生透水、火災、冒頂等事故，工作人員被困在災區而救援人員又無(wú)法靠近災區時(shí)，設法盡快下井，建立直達災區的通道進(jìn)行施救以及消除災情、恢復生產(chǎn)，是煤礦應急救援的主要任務(wù)。筆者提出地面快速鉆孔技術(shù)在此領(lǐng)域的實(shí)踐應用，為實(shí)現快速透巷、快速施救增加了一條有效途徑。此項技術(shù)如能繼續改善和配套使用，必特有效降低生產(chǎn)事故造成的損失并促進(jìn)我國煤礦應急救援水平的進(jìn)一步提高。

　　[關(guān)鍵詞] 煤礦；救災技術(shù)；地面透巷

　　1 引 言

　　衡量一個(gè)國家職業(yè)安全健康水平高低，一方面要看事故發(fā)生頻率，另一方面要看每次事故造成的傷亡及經(jīng)濟損失大小，或者說(shuō)是應急救援成效?？v觀(guān)世界各國改善安全狀況的客觀(guān)實(shí)踐，凡是安全生產(chǎn)水平較高的國家與地區，不但事故少，而且均擁有較強的搶險救災能力。因此，從政府管理與社會(huì )發(fā)展角度出發(fā)，應該做到兩手抓，在盡量降低事故發(fā)生次數的同時(shí)，必須重視事故發(fā)生后的搶險救災，以減少事故造成的損失。
　　目前我國煤礦在產(chǎn)量大幅度增加的形勢下，煤礦死亡人數下降，據調度統計，2004年1～4月，國有重點(diǎn)礦的百萬(wàn)噸死亡率已降至o．42，創(chuàng )歷史最好水平。但與世界先進(jìn)采煤國家比較，我國煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻，主要表現為，傷亡事故總量居高不下，重大、特大事故尚未得到有效控制，例如，2003年，生產(chǎn)事故共計造成死亡6434人，其中3人以上重大、特大災害事故337起，死亡2318人。要降低傷亡總量，控制特大事故，必須加強煤礦安全的源頭管理、過(guò)程控制、應急救援和事故查處等4個(gè)重要環(huán)節。
　　加強應急救援工作，不僅要有完善、精干、布局合理的救援隊伍，還要有先進(jìn)的應急救援技術(shù)，以保障快速有效地搶救被困人員、恢復災區生產(chǎn)，最大限度地減少人員和財產(chǎn)損失。事實(shí)上，有些事故發(fā)生后，企業(yè)也采取了一些救援措施，但都由于技術(shù)落后，裝備缺乏，延誤了最佳搶救時(shí)機，致使原本可能通過(guò)救助而生還的人員，最終也未能幸免。
　　2001年11月17日，山西大同市南郊區大泉灣煤礦第一水平發(fā)生局部瓦斯爆炸事故，第二水平14人被困井下，具備生存條件(當時(shí)曾向地面電話(huà)求救)，但因巷道坍塌、火勢嚴重，救援人員不能進(jìn)入災區，未能及時(shí)實(shí)現反風(fēng)、供風(fēng)，致使被困人員全部遇難。
　　2003年4月16日，湖南婁底漣源市七一煤礦發(fā)生突水事故，水、泥石封堵了安全出口，17名礦工被困井下。事故發(fā)生后礦方立即組織搶救，井下清理巷道淤泥、新掘繞巷、井下探水鉆機透孔等3個(gè)方案同時(shí)實(shí)施。但由于清淤、掘巷速度慢，鉆進(jìn)設備落后，直到事故后第6天，通過(guò)實(shí)施掘繞巷方案才掘透通往災區巷道，但發(fā)現被困人員已窒息死亡。
　　2003年，煤礦企業(yè)發(fā)生3人以上的頂板、透水事故共計107起，死亡614人。實(shí)際上，不少冒頂事故、透水事故的發(fā)生，當時(shí)并未直接傷及人身，往往是因淤積或垮頂而堵住了逃生通道。此時(shí)，能否迅速打通隔離層，將關(guān)系到遇險人員的生死存亡。就以往避災通道堵塞、災區人員與外界隔絕的事故救援，大多采用直接透巷或新掘繞巷方法，實(shí)施起來(lái)時(shí)間較長(cháng)，意外因素多，方法單一，成功率不高。筆者認為，發(fā)展快速鉆孔技術(shù)是非常必要的。據了解，在此方面國外已實(shí)現了技術(shù)突破并取得了成功的經(jīng)驗，例如：
　　2002年7月24日-28日，美國賓夕法尼亞州-煤礦 (Black WoLf Coal Cempcmg Queereek No．1 Mine)發(fā)生特大突水事故，井下9人被堵在采掘工作面，距離地面300多米，當局應用快速鉆機從地面進(jìn)行鉆孔救人，48小時(shí)完成鉆孔施工，用小鉆孔給災區人員供氧，實(shí)現通訊聯(lián)系，用大鉆孔下放吊桶將9人全部救出地面。
　　2003年1月16日澳大利亞西部霍爾斯克里克一煤礦發(fā)生一起冒頂事故，并伴有含水地層的涌水事故，有2名礦工被困井下，他們使用快速鉆機在26小時(shí)內鉆進(jìn)287m，準確透巷并與2名被困人員取得聯(lián)系，最后實(shí)施擴孔，下放吊桶，使2名人員成功獲救。

　　2 快速鉆孔技術(shù)的特點(diǎn)和適用條件

　　中煤大地技術(shù)開(kāi)發(fā)公司于2002年從美國引進(jìn)了Schramm公司生產(chǎn)的T685WS型車(chē)載頂驅鉆機，主要用于煤層氣勘探，以開(kāi)拓和擴大地質(zhì)勘探市場(chǎng)。經(jīng)研究發(fā)現，這種準確、快速的鉆探新手段，可以用在我國煤礦事故搶險救援中，其優(yōu)越性與先進(jìn)性正逐步體現出來(lái)。

　　2．1 快速鉆機主要技術(shù)特點(diǎn)
　　(1)行動(dòng)迅速
　　快速鉆機是一臺集空氣鉆進(jìn)、機械傳動(dòng)、提升鉆塔、液壓動(dòng)力為一體的車(chē)載鉆機，正常行駛100公里／小時(shí)，到達工作現場(chǎng)后一小時(shí)準備即可開(kāi)鉆。
　　(2)鉆進(jìn)高效
　　該鉆機利用頂驅動(dòng)力裝置及空氣潛孔錘沖擊鉆進(jìn)與牙輪回轉鉆進(jìn)功能，明顯提高了鉆進(jìn)速度。其中在第四系沖積層中鉆進(jìn)可達10m／h(傳統方式鉆進(jìn)約2m／h)；在基巖地層中鉆進(jìn)平均20m／h，最高可達30m／h(傳統方式鉆進(jìn)1-2m／h)。
　　(3)鉆孔直徑大
　　鉆孔直徑一般為190-216mm，最大經(jīng)擴孔可達311-500mm?？梢宰鳛橥L(fēng)、輸送食品、通訊聯(lián)絡(luò )乃至升降人員的救援通道。
　　(4)定位準確
　　快速鉆機通過(guò)無(wú)磁鉆鋌、單點(diǎn)照相測斜儀和導向螺桿組成的方位監控系統，使鉆進(jìn)方向沿著(zhù)預定目標前進(jìn)，最終準確中靶，可按要求進(jìn)行垂直、側斜及水平鉆進(jìn)。地面透巷準確率100％。
　　(5)適應性強
　　快速鉆機具有自身動(dòng)力裝置，可用泥漿做循環(huán)介質(zhì)也可用空氣做循環(huán)介質(zhì)?？稍赸40℃、缺水、缺電條件下進(jìn)行正常工作?！　?/P>

　　2．2 應用范圍
　　據目前掌握情況，筆者認為，在以下種類(lèi)的煤礦重大事故發(fā)生時(shí)，可考慮運用快速鉆機施行救援行動(dòng)：
　　(1)因頂板冒落而堵塞巷道，造成人員被困井巷中的事故。
　　(2)因透水帶出的泥石淤積堵塞巷道，造成人員被困井巷中的事故。
　　(3)透水淹井后，注漿封堵水源，實(shí)現快速恢復生產(chǎn)。
　　(4)井下發(fā)生區域性火災，人員被困井下事故。
　　(5)煤層自燃發(fā)火失控、井巷封閉后，從地面布置鉆孔進(jìn)行直接滅火。

　　2．3 適宜條件
　　據國內外取得的成功經(jīng)驗，筆者認為，如能同時(shí)具備以下條件，將可取得更好效果：
　　一是開(kāi)采深度不超過(guò)400m；
　　二是礦區技術(shù)資料可靠、定位準確、可以準確推斷出遇險人員位置；
　　三是地面可形成20mx30m的一塊平整場(chǎng)地。
　　當然，隨著(zhù)救援活動(dòng)增多，實(shí)踐經(jīng)驗不斷積累，技術(shù)工藝不斷完善，其應用范圍定會(huì )逐步擴大，救援效果也將更加顯著(zhù)和有效。

　　3 快速鉆孔技術(shù)在搶險救災中的實(shí)踐

　　3．1 注漿堵水
　　2003年4月12日，河北省金牛能源股份有限公司東龐煤礦發(fā)生特大突水淹井事故。中煤大地技術(shù)開(kāi)發(fā)公司接通知后，從山西左權施工現場(chǎng)緊急調動(dòng)T685WS車(chē)載鉆機，趕赴事故現場(chǎng)參加救援行動(dòng)。注漿堵水工程中，共布置鉆孔8個(gè)，由4個(gè)單位共同完成，其中中煤大地公司T685WS鉆機完成4個(gè)鉆孔，在準確透巷基礎上，單孔完鉆時(shí)間比其他鉆機提前約30％，實(shí)施快速堵水，贏(yíng)得了搶險救災時(shí)間。
　　探查陷落柱產(chǎn)狀，按傳統鉆探法，需要布置最少兩個(gè)鉆孔才能查到一個(gè)不確定的邊緣，欲查清其邊界至少要布置10個(gè)鉆孔，而大地公司T685WS鉆機采用造斜側鉆技術(shù)，地面2個(gè)孔口形成5個(gè)分支，使側斜鉆孔從不同方位、不同角度定向斜鉆延伸至陷落柱內，將物探資料圈出的100mx70。陷落柱范圍縮小到30mx20m，為治理陷落柱水害提供了科學(xué)依據。

　　3．2 注漿滅火
　　2003年11月28日，寧夏煤業(yè)集團白芨溝煤礦發(fā)生火災事故，滅火和打密閉中多次發(fā)生瓦斯爆炸，被迫實(shí)施封井，為撲滅火災，中煤大地公司攜T685WS鉆機又一次前往救助。在低于零下20t、無(wú)法供電的陡峭山頂，T685WS鉆機采用空氣潛孔錘沖擊鉆進(jìn)工藝，依靠鉆機本身配置的動(dòng)力系統和液壓系統正常開(kāi)鉆，采用造斜定向新工藝向火區定向側斜鉆進(jìn)，并準確進(jìn)入火區，使直接滅火、快速救災方案得以實(shí)施。
　　滅火鉆孔只有穿越采空區才能到達發(fā)火煤層，常規鉆井技術(shù)很難完成。T685WS鉆機采用空氣潛孔錘沖擊鉆進(jìn)工藝、無(wú)外接箍小鉆頭(?190一)鉆進(jìn)，卻順利實(shí)現了鉆孔橫穿采空區、直達目的煤層。
　　通過(guò)采用快速、定向鉆進(jìn)技術(shù)，42天共施工滅火鉆孔11個(gè)，使得礦方不足2個(gè)月即將煤層明火撲滅，大大縮短了恢復生產(chǎn)時(shí)間。

　　3．3 透巷教人
　　2004年4月11日，河南鄭煤集團超化煤礦發(fā)生透水事故，12人被困井下。4月12日晚8時(shí)，中煤大地公司接救援通知，速調T685WS鉆機出動(dòng)，次日10：30分到達現場(chǎng)。救災指揮部決定采取掘繞巷、掘聯(lián)絡(luò )巷、地面快速鉆進(jìn)、井下鉆進(jìn)等多種方案同時(shí)進(jìn)行搶救，經(jīng)共同努力終于在事故發(fā)生l09小時(shí)后，通過(guò)掘繞巷使得12名遇險人員獲救生還。
　　但需加以說(shuō)明的是：
　?、偈鹿拾l(fā)生后第95小時(shí)，地面快速鉆機已鉆進(jìn)142m，(僅差20m就可到達透巷位置)時(shí)，按救災指揮部要求停止鉆進(jìn)；
　?、诰瘸鲇鲭U人員后，地面鉆進(jìn)繼續，3小時(shí)20分后成功遣巷；
　?、弁赶锖笱菥毩讼驗膮^投放物品，鉆孔窺視儀全程偵察等項目。
　　實(shí)踐證明，通過(guò)地面透巷鉆孔能夠完成向災區供風(fēng)、輸送食品任務(wù)，也可以和災區進(jìn)行簡(jiǎn)單的通訊聯(lián)系，是一種切實(shí)可行的救援手段。

　　4 結束語(yǔ)

　　目前快速鉆機在救災中發(fā)揮作用尚處在起步階段，還未達到熟練掌握新型設備各種技術(shù)性能的程度。為充分發(fā)揮此項技術(shù)快速、高效的優(yōu)越性能，筆者認為，須就以下問(wèn)題進(jìn)行深入研究、盡快解決并加以完善。

　　4．1 改善鉆探工藝 提高操作技能
　　在鄭煤集團超化礦的救援施工中，鉆孔純鉆進(jìn)時(shí)間24小時(shí)52分鐘，輔助時(shí)間(下套管、固井、上下鉆具、安裝設備等)8小時(shí)15分鐘，事故處理(粘鉆和二次封固表土層套管)16小時(shí)50分鐘，從鉆進(jìn)效率上講并不十分理想。如何減少提鉆次數，如何根據實(shí)際創(chuàng )造條件更多地采用空氣潛孔錘跟管鉆進(jìn)、空氣潛孔錘沖擊鉆進(jìn)、空氣泡沫潛孔錘鉆進(jìn)，如何減少故障率及處理故障時(shí)間等等，都需要認真研究解決。

　　4．2 配套救援裝備 完善救援體系 追求救援實(shí)效
　　(1)針對不同礦山災害的特點(diǎn)，應盡快開(kāi)發(fā)出與快速鉆孔技術(shù)聯(lián)合使用的配套設備，并達到一定程度的實(shí)用性、穩定性和安全性，以向災區輸送物品與提升人員。
　　(2)要改善和優(yōu)化鉆孔窺視儀的現有技術(shù)性能，使其在透孔后能觀(guān)察井下情況。
　　(3)為提高鉆效，盡快透巷并向災區供風(fēng)，可配備一定數量的小孔徑(?70mm)鉆具。
　　(4)加快開(kāi)發(fā)研究井下快速鉆探設備，切實(shí)提高鉆進(jìn)效率和鉆進(jìn)準確性，以勝任相應的應急救援任務(wù)。

　　4．3 加強隊伍建設 努力提高實(shí)戰能力
　　平時(shí)應對鉆井員工業(yè)務(wù)能力與綜合素質(zhì)有高標準的具體要求，要突出培養一批能夠頑強作戰、隨機應變的骨干隊伍，以在搶險救災行動(dòng)中，抓住戰機、成功實(shí)施救援。

　　4．4 增加裝備數量 保持合理布局
　　我國煤炭資源分布廣泛，煤炭生產(chǎn)中安全事故時(shí)有發(fā)生?？焖巽@機作為礦井搶險救災重要設備，運輸線(xiàn)路不宜太長(cháng)，應按地域配備一定數量的鉆探設備，在盡可能短的時(shí)間內投入救災工作。同時(shí)要健全應急救援機制，有效整合各種社會(huì )資源，充分保證救援行動(dòng)協(xié)調、統一、及時(shí)、高效。