杨村煤矿副井冻结孔施工技术.doc

杨村煤矿副井超深冻结孔施工技术 摘 要：本文主要介绍超深冻结深度、深厚表土层、强风化带冻结钻孔施工方案设计及施工技术。 关键词：布孔方案设计 测斜纠偏 焊接打压 泥浆管理 一、工程概况 杨村煤矿设计生产能力5.0MT/a，采用立井开拓方式，在工业场地内布置主、副、风三个井筒，均采用冻结法施工。副井井筒净直径为Ф7.5m，冻结深度为725m，表土层埋深为536.65m，强风化带埋深为674.95m，弱风化带埋深为703.55m。第四系松散层以砂质粘土、砂层为主其中土层累计厚度183.37 m占34%，砂层累计厚度353.28 m占66%。 二、水文地质 新生界松散层主要有4层含水层和3层隔水层组成。 第一含水层32.70m，第一隔水层32.80m-59.10m； 第二含水层59.10m-85.30 m，第二隔水层85.30m-96.85m； 第三含水层96.85 m -320m，第三隔水层320.00m-445.35m； 第四含水层底界埋深445.35m -536.65。 下第三系砂砾岩含水层m。 3.2．冻结管结构 （1）防片帮孔：300m以上采用? 140×6mm无缝钢管，300m以下采用?140×7mm无缝钢管，采用内接箍连接方式。 （2）内圈孔、中圈孔：300m以上为?159×6mm无缝钢管，300m以下为?159×7mm无缝钢管，采用内接箍连接方式。 （3）外圈孔：300m以上采用?168×6mm无缝钢管；300m以下采用?140×7mm无缝钢管，300m以上外采用外接箍连接，300m以下内接箍连接方式。4个井架基础附近的18个钻孔，300m以上采用?108×5mm无缝钢管，40m以上采用保温材料保温，300m以上外采用外接箍连接，300m以下内接箍连接方式。 （4）测温孔、水文孔、隔热孔：测温管采用?127×5mm无缝钢管，外接箍连接。 3.3. 质量标准和要求 偏斜要求：冻结孔300m以上不大于2‰,300m以下采用靶域控制，表土层靶域不大于1000 mm,基岩段不大于1500mm；防片孔内偏不大于400mm,外圈孔内偏不大于800mm； 孔间距要求：防片孔，210m≤4800mm,420m≤6100mm;内圈孔，表土段孔间距≤4200mm，基岩段≤4800mm；中圈孔，表土段孔间距≤3000mm，基岩段≤4100mm/4800mm；外圈孔，表土段孔间距≤3700mm，基岩段≤4200mm。 四、工程施工情况 4.1．基础施工 为保证钻孔垂直度和便于钻机移位，施工了牢固、平整的灰土盘。灰土盘的施工规格及技术要求：a、三七灰土盘直径48m，砼灰土盘直径42m，能满足钻机安装和移位要求。b、在三七灰土盘之上建造厚度0.40m的砼灰土盘，并预留出钻孔位和泥浆循环沟槽。c、砼灰土盘采用C30砼，表面平整、光洁，允许误差小于5mm。 4.2．钻孔结构 a、防片帮孔、内圈孔、中圈孔、测温孔、水文孔孔径根据冻结管规格均钻孔孔径为?190mm。 b、外圈孔根据冻结管规格：0—300m孔径为?215mm；300以下孔径为?190mm。 4.3．孔位 布孔时先将经纬仪支在井心，以正北的井心十字桩为起点，按照计算好的数值顺序拨角，用钢尺量出径向距离和孔间距，对每一圈孔都必须进行闭合。 4.4．孔深 在钻进过程中随时丈量孔深，一般都在钻孔结束前起钻丈量全长，打够深度时测斜提钻下管。为确保冻结管下放深度，下管前按设计要求规格对冻结管逐根进行丈量、检查配管，配好管后通知监理、矿方进行验管，经检验合格后才准许运至钻机进行下放。冻结钻孔施工结束后，冻结方又进行了冻结管下放深度复测，下管深度均符合设计要求。 4.5．偏斜及孔间距 在施工过程中，0-100m采用经纬仪灯光测斜，其特点是比较直观、经济、省时、测量准确。100m以下采用JDT-5型陀螺测斜仪，基本测点间距为60m左右特殊地层加密测斜。 钻孔施工结束后，根据钻孔实际孔位，对各水平冻结孔最大孔间距进行了统计，各水平冻结孔最大孔间距均符合设计及规范要求。 4.6．泥浆管理 本工程采用低固相泥浆作冲洗液，以携带岩粉、冷却钻具和保护孔壁。 泥浆的主要成分是膨润土，添加剂主要有纯碱（添加量为膨润土用量0.5%-1.5%），纤维素（添加量为膨润土用量的0.3%-0.5%），腐植酸甲（添加量为膨润土用量的0.1%-0.3%）。 泥浆的主要性能指标为：粘度18-25S，密度1.15-1.25t/m3，含砂量≤4%，胶体率≥97%。 钻进过程中，用振动筛进行除砂，以保证泥浆密度、粘度、含砂量等指标符合钻进要求。对泥浆的调配使用设专人管理，对相关参数进行专项测试。 4.7．冻结管焊接、打压 冻结管焊接时管材、管箍、焊条材质一致，焊接厚度不低于冻结管壁厚，无砂眼，无裂纹，管端对正，