一、大直径工程井
大直径工程井首先是为满足矿山生产需要，从矿山开掘而逐渐兴起。
目前，大直径工程井已广泛应用在国防、矿山、交通、房建、市政工程等 领域，且应用范围越来越广。
对于大直径工程井尚缺乏统一的定义，在不同的工程领域，大直径工程井 的定义有所不同。如在桩基工程中，对于直径大于800mm的桩，称为大直径桩 ；在水文水井工程中，对于井径大于800mm的井，称为大直径工程井；在交通 、市政工程中，对于污水曝气井、通风井等也称为大直径工程井。
在矿山工程中，直径一般均在2米以上，称为大直径工程井。
优点及适用范围：钻井法凿井具有机械化程度高、施工工序简便、安全、 质量易控制、适用地层广等优点。尤其适用于地下水较丰富、第四系覆盖层较 厚或易发生涌砂的地区。
二、大直径工程井钻井法凿井在国外的发展
1850年德国（肯特（Kind）利用改造的冲击钻完成了世界上第一口直径4.2 5m、深98m的井筒。但由于这种方法钻井时钻具受力复杂，易掉入井内，故没 有得到发展。
1871年德国人霍尔格曼（Honigmann）开始试验研究回转式钻机，完成了 两口直径1.5m、深85m的井筒。1892年到20世纪50年代，欧洲国家采用霍尔格 曼方法钻成了40余个井筒，直径在2〜7.65m,井深为80〜512m,总累计深度为 5300m。这种钻井法的特点是通过旋转钻具破碎岩石，一次成井或多次扩孔成 井、减压钻进，用泥浆冲洗及护壁，悬浮法下沉井壁。它的成功给现代钻井法 凿井打下了基础，该钻机的基本型式和工艺沿用至今。目前，在我国使用的钻 机也属于此类钻机。 美国1910年从西欧引进钻井技术，大量应用是在20世纪50年代以后。据不 完全统计，1953年〜1967年间，美国用钻井法钻成直径0.91〜5m的竖井360余口 ，其中半数为地下核试验井，其余用于煤矿、天然气、钾矿、盐矿等工业。
美国钻井界认为，当钻井直径＜3.6m时，钻井法具有最佳经济效益，因而 在小直径硬岩钻
井设备和技术方面处于领先地位。美国休斯公司利用研制的CS D-300型钻机于1981年10月在澳大利亚西部的阿格纽镍矿岩层中，钻成一个直径 4.267m,深663m的风井。近几年，美国钻井机国际公司（SDI）在煤矿施工大 直径工程井近百口，竖井直径为1.52〜4.9m,深度达到426m,多用于风井和进 水井。19世纪末，美国将钻井法施工应用于大直径桩基工程，并逐渐推广应用
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前苏联1936年开始用钻井法钻井，1940年〜1950年利用改装的石油钻机施 工直径5〜6.2m井26口，总深为膏药制作1840m汽结构, 20世纪50〜60年代，先后研制成功了Y3 TM型分级扩孔钻机、YKE型取芯钻机、PTE型涡轮钻机等。据统计，苏联先后 制成了35种以上不同型式和规格的钻机，施工井筒170余口，总工作量达42700 m。
荷兰也是使用钻井法较早的国家，早在19世纪90年代，荷兰就采用霍尔格 曼法钻成直径4.5m、深108m的煤矿竖井。1955年〜1960年钻成直径7.65m、深 度分别为512m和505m、完全不渗水，中心误差仅为30mm的两口竖井。
在日本钻井法使用较晚，但发展较快。1962年日本从西德引进PS-150型反 循环钻井机，随后，日立建筑机械公司、利根钻机公司、加藤公司等相继研制 和发展基础工程用反循环回转钻机，型号多至几十种。1972年日本研制的MD3 60型、KSD-4型等岩石钻机在日本本州一一四国联络线桥梁基础工程中完成了 在海底花岗岩中直径3.6m的钻井，1977年利用MD400型钻机在大鸣门大桥基础 工程中完成了直径4m及7m的钻井。在日本横滨港横断大桥跨径460m的钢斜拉 桥的基础中，钻孔经多次扩孔至直径10m,是目前世界上最大直径的钻孔桩。
止匕外，英国、法国、加拿大、波兰、罗马尼亚等20多个国家也先后采用钻 井法完成了上千口大直径工程井的施工任务。
三、大直径工程井钻井法凿井在我国的发展
大直径工程井钻井法在我国应分成三个方面：
——矿山竖井；包括煤矿、铁矿等。
——桩基础；主要应用于大型桥梁或高层建筑等领域
一国防工程的导弹发射井、核试验井，天然气、油、水的贮藏井等中也 利用钻井法施工大直径工程井。
1.煤矿领域
1963年煤炭科学研究院进行了钻井法小型试验，1968年底利用石油钻机改 装成ZZS-1型中间试验钻井机，1969年在淮北煤矿矿区朔里南风井成功地钻凿 了第一个直径4.3m，成井直径3.5m，深90m的井筒，填补了我国钻井法凿井技 术的空白。由于钻井法施工技术新颖，优点突出，一些地区在很短时间内相继 配套了四台性能类似的钻机，并先后完成了20个井筒的施工。期间对钻机的结 构形式进行了各种探索，但均因可靠性不高、效率低等原因，每种钻机仅施工 一两口竖井就被后来的专用钻机所淘汰。但通过这些钻机的工程实践，比较完 整地总结出了具有我国特的大直径竖井井筒的钻井工艺，为煤矿大型专用钻 机的研制奠定了基础。
从1972年开始，我国煤矿钻井法施工进入了专用钻井机阶段，研制了一台 ND-1型钻机；针对淮南、淮北矿区的地质条件，多家单位联合研制了5乙9/700 型大型钻井机和AS-9/500型大型钻井机；也引进原西德产的L40/800型钻机。这 些钻机为我国的大直径工程井钻井
法施工做出了很大的贡献。
与初期改装的钻机相比，钻机能力得到了很大的提高，提升能力由1300kN 提高到3000kN，扭矩40kN-m提高到300kN-m。钻深由150m提高到500m，直径 由4.3m提高9.3m，基本适应了大直径深井钻井工程的需要。大钻机采用抱钩提 升、转盘旋转无级调速，恒钻压自动给进，起下钻具时各抱卡压气驱动，钻进 过程钻进参数控制台面自动显示，集中操作等一系列先进技术，机械化和自动 化程度较高，从而大大地提高了我国钻井法凿井的技术水平，这些钻机已成为 我国钻井法突破500〜600m深大井筒钻进的基本设备。特别是在1982年〜1997 年间，两台AS-9/500型钻机和两台L-40/800型钻机共钻成7个400m以上的深大型 井筒，为大直径工程井钻井法凿井技术的发展立下了大功。
进入21世纪后，钻井法凿井朝着两个方向发展，一是小型的浅表土井筒凿 井；一是大型的深厚冲积层井筒凿井，特别是冲积层大于500m的井筒。中煤特 殊凿井（集团）公司研制了四台中型钻机，在2000年〜2005年间完成12个中小 井筒，同时对一台SZ-9/700型钻机、两台AS-9/500型钻机、两台L40/800型钻机 进行了改造，提高了钻机的能力。为进一步提高钻进效率，加快建井速度，降 低成本，满足特大直径井筒施工的需要，2004年研制
并投入使用了八5-12/800型 竖井钻机，该机设计大钩提升能力6376kN,转盘最大扭矩500kN・m,最大钻孔 直径12m,钻井深度800m。2005年开始研制的AD130/1000型钻机，采用全液压 动力头结构，钻机最大提升力8000kN,钻机扭矩达600kN萝卜切条机・m,钻井深度1000m ，钻孔直径为13m,动力头转速为0化学泥浆〜18r/min。这些新钻机的投入，进一步促进 我国煤矿钻井法凿井技术的发展。
至今，在煤炭行业，钻井法凿井已竣工70多个井筒，累计长度超过16000m ，其中深度超过300m的有21个，深度超过400m的有10个，施工井筒平均深度逐 年增加。目前正在施工的板集煤矿主、副、风井三个井筒，最大钻井直径达到 了 10.8m。
2.铁矿领域
铁矿相对于煤矿而言，基岩为脆性岩石（硬岩），岩石强度高达100MPa以 上，钻进更为困难，但钻井直径和深度较小，所施工的工程井数量也相对较少 ,目前可以说处于开始起步阶段。
2004年，河北建设勘察研究院有限公司利用自行研制生产的GYD-400型全 液压动力头钻机
在河北遵化完成了第一口直径3.4m的铁矿竖井，竖井深度为59 m。在此基础上，针对铁矿竖井施工的特点，河北建设勘察研究院有限公司进 行了钻井法施工工艺和设备的研究，2005年12月，该公司完成的《机械钻孔竖 井施工工艺研究》课题通过了专家鉴定，2006年《机械钻孔矿山竖井施工工法 》申报为河北省省级工法，为铁矿竖井的钻井法凿井施工奠定了基础。
结合铁矿竖井钻井法凿井的特点，河北建设勘察研究院有限公司分别和洛 阳矿山机械工程设计研究院、中升建机（南京）重工有限公司联合研制了 AD60 /400型和ZSD-400型全液压动力头钻机。其中AD60/400钻机扭矩为300kN-m，钻 机提升力3000kN，钻井深度400m，钻孔直径（一次成孔直径）6m； ZSD-400钻 机扭矩为300kN・m，钻机提升力3000kN，钻井深度300m，钻孔直径（一次成孔 直径）4m。变径套
到目前为止，在唐山地区已施工了铁矿竖井40余口，钻井直径达6.3m，深 度 132m。
3.桩基础
20世纪60年代初在大直径钻孔混凝土灌法桩开始应用，进而推广至全国。 随着我国交通运
输事业的不断发展，桥梁工艺的不断更新，大型钻孔施工机械 的问世，桩基钻孔直径逐渐加大，到目前为止，全国许多大型桥梁都采用了大 直径钻孔桩，其中韶关五里亭大桥采用了直径①5.6m/①3.5m/①3.0m的变截面桩 ，湖南石龟山大桥采用钻埋空心桩，最大钻井直径为①5.0m。
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