ICS 13.200 CCS A 90 13 河北省 地方 标准 DB 13/T 5653—2023 矿山应急救援钻探技术规范 Technical specification for mine emergency rescue drilling 2023 - 02 - 06发布 2023 - 03 - 06实施 河北省市场监督管理局 发布 DB 13/T 5653 —2023 I 前言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由 河北省地质矿产勘查开发局 提出并归口。 本文件起草单位： 河北石探机械制造有限责任公司、河北省地质矿产勘查开发局国土资源勘查 中心（河北省矿山和地质灾害应急救援中心） 。 本文件主要起草人： 王克虎、李予红、满国祥、孔令沪、和新、程林、李晓晖、张强、解少朋、 王浩、朱立强、任立坤、王士昭、张益男、王洪炜、苏辰兆、冯小双、吴浩宇、闫成浩、谷翔。 DB 13/T 5653 —2023 1 矿山应急救援钻探技术规范 1 范围 本文件规定了矿山应急救援井工程设计、钻探设备选择、钻进方法及成井工艺、工程质量等技 术工作要求，可作为矿山应急救援钻探工程设计、施工、管理等各项工作的依据。 本文件适用于固体矿山地下采掘过程中发生事故时，通过地面实施应急救援井的钻探工作。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用 文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 DZ/T 0148 水文水井地质钻探规程 DZ/T 0260 地热钻探技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 矿山应急救援钻探 mine emergency rescue drilling 以矿山应急救援为目的的钻探工程 。 矿山应急 救援井 mine emergency rescue well 用于矿山应急救援时对井下人员提供生命保障和实施救生的钻井 。 4 总则 基本要求 4.1.1 矿山应急救援钻探工作应遵循“快速、准确、安全”的原则，按照钻探施工设计进行。 4.1.2 矿山应急救援井应在详细掌握矿山水文地质资料、矿井资料、灾情评估及人员定位等情况基 础上，按照相关规范和技术要求设计和施工。 4.1.3 井位布置应结合救援目的、场地具体情况及矿井巷道布局确定，尽可能一井多用。 4.1.4 矿山应急救援井应满足生命探测、通讯、物资补给、排水、通风、注浆堵漏及垂直救生等相 应的功能要求。 矿山应急救援井类型及井身结构 4.2.1 矿山应急救援井类型 矿山应急救援井包括生命保障井（生命探测井、通讯井、物资补给井、排水井、通风井、注浆堵 漏井等）和救生井。 4.2.2 井身结构 4.2.2.1 生命保障井 一开穿过基岩风化带进入完整基岩后，下入表层套 管并固井；二开钻至接近巷道顶板、进入隔 水层后，下入技术套管并固井；三开直接与巷道贯通。推荐井身结构设计见表 1。 DB 13/T 5653 —2023 2 表1 生命保障井推荐井身结构 单位为毫米 开钻次序 钻头直径 套管规格 一开 311.1 244.5 二开 215.9 177.8 三开 152.4 裸眼 4.2.2.2 救生井 救生井作为救援通道，口径一般不小于 565 mm，满足救生舱下入要求。特殊情况下不应小于 460 mm。 使用刮刀钻头开孔的救生井，推荐井身结构设计见表 2。 使用旋挖钻机开孔的救生井，推荐井身结构设计见表 3。 表2 使用刮刀钻头开孔的救生井推荐井身结构 单位为毫米 开钻次序 钻头直径 套管直径 一开 900 750 二开 711 610 三开 565 裸眼或508套管 四开 460 表3 使用旋挖钻机开孔的救生井推荐井身结构 单位为毫米 开钻次序 钻头直径 套管直径 一开 1500 1400 二开 1250 750 三开 711 610 四开 565 裸眼或508套管 五开 460 4.3 钻进方法选择 应根据地层岩性、钻孔直径、孔深和施工条件，选择相适应的钻进方法，见表 4。 表4 钻进方法选择 选用方法 适 用 范 围 优 点 旋挖钻进 第四系粘土、 砂层及风化基岩 ,大口径(一般 1000 mm以上),钻孔深度一般不超过 60 m 安装快，钻进效率高，成孔直径大，适用地 层广 刮刀钻头钻进 第四系松软地层及较致密 、完整基岩钻进 , 不适用卵砾石层及破碎地层钻进 钻头加工容易 ,成本较低 牙轮钻头钻进 第四系松软地层及完整 、破碎、致密、研磨 性岩石及卵砾石层 适用范围广 、效率高,尤其在卵砾石及破碎 地层钻进较其他回转钻进效果更好 气动潜孔锤 正(反)循环钻进 基岩及第四系胶结、半胶结地层和卵、砾石 层钻进。尤其适用于缺水或供水困难地区 具有冲击和回转双重碎岩作用 ,孔底岩石受 压小、钻效高 气动潜孔锤跟管钻进 含有漂石、卵砾石不稳定第四系覆盖层 ,钻 进深度一般小于 50 m 以潜孔锤破碎岩石 ,钻头超前钻进 ,套管随 后紧跟,对易坍塌的卵砾石地层极为有效 气举反循环钻进 第四系砂土、 砂粒层以及硬度不大的基岩大 口径孔钻进 ,孔深大于 30 m后使用,超过50 m后效果最佳 冲洗液上返速度快、 洗孔彻底 ,孔内干净 ,钻 进效率高 5 矿山应急救援井工程设计 设计要求 5.1.1 设计应由地质、钻探技术人员共同编制 ,经审核批准后实施。 DB 13/T 5653 —2023 3 5.1.2 设计应以矿山水文工程地质资料、矿井资料、灾情评估及人员定位等情况为依据。 5.1.3 设计与实际情况不符时 ,应及时变更设计并报批。 5.1.4 根据地层条件、被困人员巷道深度，确定救援井设计深度、钻头选择、开孔直径，确定换径 次数，确定套管的规格、数量、下入深度和程序，编制施工设计指示书，绘制地质柱状图和钻井结 构设计图。 设计内容 5.2.1 概况 钻井编号、钻井类型、孔口坐标、设计井深、钻井目的及任务等基本信息。 5.2.2 水文工程地质条件 水文地质条件、工程地质条件、地质构造概况、地层概况、钻遇地层岩性预测表等。 5.2.3 钻探设备及场地布置 主要设备及附属设备；施工场场地面积、通水、通电、通路措施、场地平整；设备安装及钻前准 备。 5.2.4 钻井技术设计 5.2.4.1 井身结构 各井段钻孔直径、套管直径；套管下入深度；固井井段、裸眼成井井段；套管壁厚与钢级技术 性能要求。 5.2.4.2 钻井工艺 各井段钻进方法、钻头类型、钻具组合、钻进参数和技术要求。 5.2.4.3 钻井循环介质 各井段钻井循环介质类型、性能要求、维护 与管理、防漏与堵漏措施、固控措施。 5.2.4.4 事故预防措施 对各井段施工重点提出要求 ,对可能出现的井内事故及复杂情况提出预防与处理措施。 5.2.4.5 成井工艺 根据钻进地层确定成井工艺。 6 救援钻井装备的选择 一般要求 6.1.1 救援钻探装备主要包括救援钻机、空气装置、泥浆泵、固控设备、钻具和其他附属装备等。 6.1.2 救援钻机应具备高机动性，可实现快速转场，快速就位，快速施工。小直径生命保障井施工 钻机提升能力应不小于 30 t，扭矩应不小于 10000 Nm。大直径生命保障井和救生井施工钻机提升能 力应不小于 90 t，扭矩应不小于 60000 Nm。 6.1.3 透巷前应采用高压空气作为动力源和循环介质，防止钻井液溃入造成二次伤害。 6.1.4 小直径生命保障井施工钻具应优先选择外平钻具组合， 钻具由外平钻杆、 钻铤、 空气潜孔锤、 转换接头、定向导斜仪器等组成。小直径生命保障井空气潜孔锤正循环钻进推荐钻具配套见表 5。 DB 13/T 5653 —2023 4 表5 小直径生命保障井 空气潜孔锤正循环钻进推荐钻具配套 序号 名称 规格 单位 数量 1 外平钻杆 φ114 mm × 9.15 m 根 100 2 钻铤 φ127 mm × 9.14 m 根 4 3 钻铤 φ159 mm × 9.14 m 根 2 4 钻铤 φ178 mm × 9.14 m 根 2 5 潜孔锤 6＂ 具 2 6 潜孔锤 8＂ 具 2 7 潜孔锤 12＂ 具 2 8 井口除渣器 350 套 1 6.1.5 大直径生命保障井和救生井施工钻具宜选用正反循环转换式大直径双壁钻具组合， 钻具由大 直径双壁钻杆、双壁钻铤、双壁扶正器、正反转换装置、减震器、潜孔锤等组成。大直径生命保障井 和救生井空气反循环钻进推荐钻具配套见表 6。 表6 大直径生命保障井和救生井 空气反循环钻进 推荐钻具配套 序号 名称 规格 单位 数量 备注 1 气盒子 φ219 mm/φ152 mm 件 1 含气盒子下接头