中国煤科北京中煤

北京中煤核心技术

人工地层冻结技术

北京中煤是从事人工地层冻结技术研发、设计、咨询及施工一体化的专业机构，核心技术主要有深井冻结法凿井关键技术和复杂隧道冻结设计及施工关键技术。

△新疆库尔勒市塔什店副、风井

（1）深井冻结法凿井理论与关键技术：

作为国内最早进行 冻结法凿井技术研究单位，60年来，引领国内深厚不稳定地层冻结法凿井理论与技术、斜井冻结技术、以保护已有构建筑物为核心的井筒控制冻结技术、冻结法信息化施工技术等方向。解决了千米深井东部冲积层和西部软岩地层冻结法凿井关键技术，示范项目已推广到煤矿、金属矿、冶金矿山等领域，研究成果多次获得国家科技进步特等奖、二等奖及相关深部级奖项50余次。

△上体场冻结穿越工程隧道内冻结站

（2） 复杂隧道冻结设计及施工关键技术：

1993年北京中煤 首次将冻结法应用于地铁旁通道地层加固，开创国内冻结法向矿山以外领域应用先河，经过20余年的发展，研发并成功解决了复杂地层冻结孔精准成孔、隧道长距离水平控制冻结技术、“冻土 管棚”联合承载预支护技术、浅埋地下结构穿越冻结、液氮地层快速冻结及修复、盾构进出洞免拔管冻结、富水浅覆土层大断面隧道微扰动冻结、大体量软土地层冻结工程冻胀与融沉控制等技术难题，为复杂条件下地铁隧道安全施工提供有效保障。

注浆技术和高精度定向钻进技术

北京中煤从事与注浆相关的材料、工艺、装备以及高精度定向钻进技术的研发与工程施工，主要核心技术为立井井筒地面预注浆技术、地面L型多分支钻孔注浆技术、沉陷区减沉注浆技术。

（1）立井井筒地面预注浆技术：

从90年代开始开展综合注浆法的研究，通过对材料、工艺、设备及机具等一系列科技攻关, 已解决1300 m以内地面预注浆关键技术，示范项目已推广到煤矿、金属矿山、化工矿山、铁路隧道等领域。快速建井的迫切需求使地面预注浆成为我国深井井筒基岩防治水的重要措施，研究成果处于国际领先水平。

△峰峰集团辛安矿水害区域治理工程

（2）地面L型多分支钻孔注浆技术：

通过定向钻进使地面L型多分支钻孔注浆加固煤层底板技术在华北、华东、华中地区取得了较好的应用效果，并将该项技术延伸到市政盾构覆土加固、巷道围岩加固、煤层顶板破碎带加固等多个领域。

△马脊梁矿副立井广场采空区治理工程

（3）沉陷区减沉注浆技术：

利用综合物探及钻探技术探明采空区的分布及赋存情况，利用注浆的手段防止和减少由于开采而引起的地面沉降，保证地面建筑物的安全稳定运营；在井筒穿越多层采空区中，通过综合预治理技术，降低了井筒掘进的安全风险，也确保了井筒的运营安全。

机械破岩井筒钻井技术

北京中煤围绕机械破岩井筒钻井技术及其应用，在工艺、装备、施工等方面均达到国际先进水平，反井施工涵盖煤炭、冶金、有色等矿山的煤仓、溜井、切割井、瓦斯井、逃生井，厂房式水电站、抽水蓄能电站的压力管道井、引水斜井、闸门井、电缆井，交通长大隧道的通风竖井、斜井等工程。

（1） 反井钻机钻井技术：

适用于具备下部巷道的井筒，钻井系统由主机、钻具和辅助系统构成，先由上向下进行导孔钻进，破碎岩渣依靠洗井液循环排除，再由下向上进行扩孔钻进，破碎岩渣依靠自重落到下水平运离。

（2）长斜大直径定向反井钻井技术：

定向钻机钻进超前导孔并实现轨迹控制，反井钻机扩大超前导孔，大直径扩孔钻进一次形成高精度斜井导井。

（3）基于反井钻机钻井的瓦斯管道井建设技术：

反井钻机一次钻进精确成井，管道设计制造与焊接下放，富水岩层瓦斯管道壁后充填。

北京中煤核心产品

BMC系列反井钻机及成套装备

北京中煤自主研发并生产的BMC200、BMC300、BMC400、BMC500和BMC600型等反井钻机系列，以及配套的滚刀、钻头、钻杆等产品，具备施工直径0.7m～6m，深度50m～1000m的能力，累计销售近百台套。目前，已被国内多数矿务局、水电局普遍采用。

智慧建井整体解决方案

北京中煤在数字化矿山综合自动化系统基础上，自主研发了智慧建井整体解决方案。解决方案包括：KJ631煤矿井下精确人员管理系统、KT92矿用救灾无线通信系统、KT564矿用广播通信系统、KJ478煤矿用洒水降尘系统、J849煤矿供电监控系统、调度管理系统等诸多子系统。

通过智能信息技术的应用，实现物物、物人、人人的全面信息集成和响应能力，主动感知、分析、并可快速做出正确的处理。该系统已在全国10余省份50多个大中型煤矿得到了广泛的应用和实践，为煤矿企业创造了巨大的经济效益和社会效益。

顶驱钻机

北京中煤自主研发的TD2000/600全液压顶部驱动钻机可适用于煤矿底板治理、页岩气、煤层气等水平钻孔施工、快速救援抢险大直径钻孔施工、立井井筒地面预注浆钻孔施工、立井井筒冻结钻孔施工、地面反井导孔钻孔施工、地质勘探钻孔施工等。

全液压动力头式顶部驱动结构，无需主动钻杆，可以实现钻杆的主动抓取和自动上卸扣、处理事故能力强，立根（18m）钻进，加尺方便，扭矩和转速易于调节，定向钻进精度更易控制，自动化程度高，工人的劳动强度低。

ZSYD 1.0/40/60移动式上向反井钻机

△ZSYD 1.0/40/60移动式上向反井钻机整体图

ZSYD 1.0/40/60移动式上向反井钻机是2015年设计完成的具有自主知识产权的全新产品，设计钻进直径1.1m、深60m，具有自动化程度高、移动灵活等特点，产品获得MA标志及俄罗斯海关联盟认证。可以在巷道内向上钻凿大直径孔，为高效崩落法开采矿石提供自由面。已有两台装备出口，在俄罗斯好运钻石矿开采中应用，项目取得授权专利9项，其中发明专利5项。

矿用注浆材料

△C-F-S堵水充填材料微观形貌低粘度复合化学注浆材料改造地层

近年来，北京中煤在矿用注浆材料方面不断加强研发力度，现已研发出加固、堵水、防灭火、充填及密闭等系列矿用注浆材料，适用于巷道破碎带加固、工作面松散煤层加固、松散岩体加固、锚索和锚杆加固、煤柱和顶、底板加固等范围，并成功运用于煤矿注浆项目中。

北京中煤技术之最

世界上首次突破950m大关的冻结工程

△核桃峪副井冻结孔打钻造孔

甘肃庆阳核桃峪煤矿副井设计井深1005m，井筒直径9m，冻结深度950m，为世界上首次突破950m大关的冻结深井。

国内首例三条斜井同时冻结施工

△李家坝煤矿冻结站厂房

神华国能宁夏煤电有限公司李家坝矿冻结项目，主、副、风三条斜井冻结斜长分别为163.2m、167.2m、152.7m，钻孔总延米达16.13万m，穿越垂深36m巨厚流沙层。

国内最大冻结断面隧道

△冻结暗挖工程隧道成型

广州地铁3号线北延伸段隧道冻结暗挖工程，该工程冻结长度约60m，采用冻结法加固暗挖施工，隧道为单洞双线椭圆形隧道，顶部埋深7.89m，开挖宽度12.60m，高度8.82m，开挖面积达90.20㎡，是目前国内纯冻结法加固暗挖断面最大隧道。

国内最大冻结体量

△国权路冻结暗挖隧道与上部已有车站示意图

上海轨道交通18.16标穿越国权路运营车站水平冻结清障工程为目前国内软土地层穿越既有车站障碍物最复杂，距离最长（42m），冻土体量最大（近1万方）的冻结工程项目。

国内首个铁路施工领域地面预注浆项目

大瑞铁路高黎贡山隧道通风井地面预注浆工程，注浆深度近600m，工程克服高地热、高地应力、高地震烈度等施工难点，顺利完成所有施工。

国内首次在磷矿井筒施工中采用地面预注浆施工

老虎洞磷矿地面预注浆工程，通过新型注浆材料解决大溶蚀裂隙带注浆浆液超扩散和小溶隙带常规注浆材料难以注入的难题。

国内首次在泥盆系白云岩地层实施的井筒预注浆工程

彝良驰宏矿业有限公司毛坪铅锌矿盲混合井井筒预注浆工程，也是国内首个地下盲井井筒预注浆工程。

国内最大直径反井工程

王台铺煤矿一号回风立井工程，采用BM600型反井钻机，在国内首次一次施工5.3m直径反井井筒。

国内最深反井井筒

河南平煤四矿施工瓦斯管道井，井筒深度562m，为国内已完工最深反井工程。

国内反井施工的最硬岩石记录

泰安抽水蓄能电站引水竖井，采用反井钻机施工压力管道竖井，施工地层为坚硬花岗岩，其单轴抗压强度达到320MPa。