全省首用！张掖采用“上钻下掘”工艺 实现煤矿新“掘径”

探访全省首个“上钻下掘”钻井法煤矿项目回风立井井筒施工工程

“打井不用下井挖”穿越地层有密码

连日来，张掖市山丹县东水泉矿区青阳煤矿项目回风立井井筒施工工程建设现场机声隆隆，人头攒动，中煤特殊凿井工程的建设者们采用领先的“上钻下掘”钻井法工艺顺利深钻514.5米立井井筒，进行井壁深沉作业，确保青阳煤矿项目早日建成运行，为西部能源资源核心储备区增添新产能。

山丹县东水泉矿区青阳煤矿查明资源量1.33亿吨，产能为180万吨/年。工程钻井项目首次在甘肃省采用“上钻下掘”工艺，钻井段选用“超前钻+扩孔钻”策略，其中超前钻使用直径4.2m钻头，钻进深度517m；扩孔钻为直径8.5m钻头，钻进深度514.5m。目前，钻深514.5米煤矿立井的85节井壁井筒进入沉井作业最后的冲刺阶段。施工现场，门式起重机缓缓吊起重达200吨的预制井壁，稳稳移向井口，缓缓下沉，工人们在地面完成焊机操作，井下空无一人。

“千年铁树开了花，打井不用下井挖。这是在甘肃省首次采用‘上钻下掘’钻井法建设工程，既安全快捷又便于操作，加快了项目开发建设进程。”中煤特殊凿井有限责任公司项目经理郑立锋这样形容创新工艺带来的变化：“过去，井筒每深100米，温度升高3摄氏度，到四五百米深处，温度超过30摄氏度，工人即便不干活也热得难耐，还要时刻提防头顶掉落的矸石。如今，工人们站在井口边操作气体保护焊机，脚踩坚实的水泥地，工作服干干净净，更不用提心吊胆担心自己的安全。”郑立锋表示，“打井不下井，本质安全行。此钻井法最大的好处，就是所有作业在地面上，工人不用下井，从源头上消除了职业伤害和安全事故风险。”但穿越“上软下硬”的地层绝非易事。首次应用的钻井法，地层并未因此“手下留情”。

青阳煤矿回风立井的地质条件堪称“教科书级难题”：上部第四系松散黄土和砂砾石层遇水即软，像酥糖一样易坍塌；下部二叠系砂岩坚硬致密，地层还带有倾角，钻头下去极易跑偏。项目团队多次勘测实验后，决定“顺着地层走”——上部采用精准控向稳住钻头，配合复合泥浆体系，既携出岩屑，又在孔壁形成保护层；下部硬岩段将8.5米钻具下部的刮刀钻头换为滚刀钻头，以滚压破碎方式“啃”下硬骨头。

效果立竿见影。2025年5月10日正式开钻，两个月就完成了400米的超前钻钻进，仅首月完成超前钻237.05米，全程井筒无偏斜，优于行业标准，创新钻井法施工取得重大突破。“这在西部钻井施工中，是一个新纪录，成功攻克了上部松散地层遇水易塌，下部坚硬砂岩难掘等施工难题。实践证明这个工艺不仅适用于东部平原，也能在戈壁滩上‘扎下根’。”郑立锋介绍，目前，项目正进行井壁对接下沉作业，井壁对接极为精细：一节井壁运至井口，坐落于上一节之上，清理接口后，进行气体保护焊机焊接，每焊完一道缝便检查一道。焊接完成后，通过预留灌浆口注入水泥浆和水泥砂浆，确保“严丝合缝”。截至3月23日下午，86节井壁井筒已下沉62节，其余24节正排队“上天”再“入地”。

“全部下沉工程结束后，将进行壁后充填，用水泥浆填实井壁与钻孔之间的空隙，将井筒牢牢‘种’在地层里。充填也就10多天，再算上收尾，30来天，这个钻井段的工程就基本结束了。”青阳煤矿项目回风立井井筒施工项目副总工程师李峻锋告诉记者，“接下来，井筒还要继续往下延伸，改用普通钻井法掘进，直至878米设计深度。”按照计划，青阳煤矿将于2029年1月进入联合试运转，7月正式投产。这个查明资源量1.33亿吨、可采1/3焦煤的矿井，将为西部地区增添新能源。

“在甘肃省，此钻井法虽是首次应用，但在全国范围内，我们已经建设了6个回风立井井筒施工工程。以前这个钻井法主要在中东部应用，因为那里有流沙层、不稳定地层，钻井法正好能穿过去。”郑立锋面露喜悦，“现在西北地区也能用了，青阳煤矿这个项目证明，像这种‘上软下硬’的复杂地层，此钻井法完全能适应。西北建井也有了新路子，可以改变原来的传统建井模式。”

“这种钻井法机械化程度较高、无风险，安全、节能、环保，如果能在我们西部的矿井建设中广泛应用，将发挥重要作用，为我们区域经济发展和人民生活条件改善提供一定的帮助。”李峻锋算了笔账，综合人工、时间、质量、效率等各要素，“上钻下掘”钻井法比传统钻井法要好很多，也大大节约成本。“井下无人，井上有人。”这句顺口溜竟然在戈壁滩上变成了现实，不仅改变传统煤矿项目回风立井井筒施工模式，也为西部煤矿项目建设开创新“掘径”。（记者 陈海 王将 刘秉刚 实习记者 张彤）