关于亚洲最深冻结造孔工程核桃峪煤矿回风立井井筒冻结造孔施工及纠偏管理研究

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1、8兰州煤矿设计研究院关于亚洲最深冻结造孔工程核桃峪煤矿回风立井井筒冻结造孔施工及纠偏管理研究虎小珍（兰州煤矿设计研究院监理分院）【摘要】我国煤炭资源以及储量丰富，但是人均煤炭资源较少，随着煤炭资源面临短缺，人们逐渐向更深处发掘资源。然而，技术成为了限制这一趋势的普及，国内外科研人员正在努力攻克技术难关，本文主要阐述有关煤矿井筒冻结孔工艺的相关知识。【关键词】 煤矿冻结造孔纠偏管理g中国论文网 　前言 　　作为矿井建设中的首要问题，井筒冻结造孔工艺质量的高低直接影响到了工程质量与标准。其发展已有50年时间，其发展工艺对煤炭工业的发展影响极大。人们对工程质量以

2、及工程期限要求逐渐提升，下面我们来讨论有关该工艺的问题以及解决方案 　　煤矿发展现状 　　随着我国煤炭资源开发利用的不断深入,矿井的建设也在不断向深部延深,冻结造孔工程作为井筒建设中首要的措施工程,其质量好坏直接影响到矿井建设的周期,钻孔各水平孔间距的大小直接关系到冻结壁交圈时间长短。如何高质量的完成每一个冻结孔施工,缩短冻结时间,使矿井早日建成投产,是摆在每位矿井建设者面前的一个重要课题。与此同时,施工工艺是取得冻结钻孔质量的重要影响因素,可以说一定程度上对冻结施工质量起到决定性的作用。下面就核桃峪煤矿回风立井冻结造孔的施工工艺及技术措施、冻结施工的监测

3、监控做一讨论研究。工程概况 第8页8兰州煤矿设计研究院核桃峪煤矿回风立井井口标高+1195m，井底车场标高+220m，井净径7.0m，净断面面积38.465㎡，全深987m。采用普通法施工至430.2m时进入洛河组强含水层，井筒涌水量增大，注浆施工至460.5m时效果不明显，无法正常施工，井筒在垂深460.5-916m采用冻结法施工，冻结深度为亚洲最深。冻结孔设计思路1、核桃峪回风立井井筒已掘砌至460米，冻结深度为916米，因属第四黄土层和至460的岩石地层，可以不考虑冻结壁的强度，只要考虑冻结封水和保护已有井壁问题。2、白垩系下统洛河组井筒涌水量大、井

4、筒下部地温较高，为确保冻结封水，冻结设计宜采取全深冻结方式、大直径冻结管、大盐水泵、大装机制冷量。冻结孔施工工艺及技术措施一、施工方案1、造孔工程难点1.1井筒已经施工460米，在造孔施工时已掘砌部分会出现漏浆现象；1.2地层不造浆、易塌孔埋钻，需优质化学泥浆护壁；1.3部分岩层破碎，可能在造孔时出现漏浆现象；1.4钻井井盘需特殊处理；1.5本工程钻孔垂直度要求高、工期紧；1.6成品井壁的保护。2、设备选型和钻具组合2.1造孔设备根据冻结钻孔设计要求和工期安排之需，本工程选择TSJ-2000水井钻机同时进行施工。拟投入5台套钻机。该机转盘扭矩大，提升能力高

5、，是理想的深冻结孔施工设备。钻机共配套TBW850/50型泥浆泵6台，实行5台工作、1台备用制度，以保证工期，防止孔内事故发生。该型泥浆泵额定压力高，排量大，可满足深冻结孔供浆需要。同时又是井下动力钻具纠偏的动力设备。2.2测斜、纠偏设备第8页8兰州煤矿设计研究院冻结钻孔使用最先进的JDT-5A型陀螺测斜定向仪测井，配备4台套，3台使用1台备用，该仪器还用于井下动力钻具纠偏时定向。2.3钻具选择和组合选用Φ89×10外加厚组合系统。正常钻进组合108×108四方钻杆+Φ89钻杆+Φ177.8石油钻铤（约30m/4根）+Φ190mm三牙轮钻头。3、钻场施工　

6、　本工程钻孔深、孔数多、工期紧，质量要求高，为保持钻塔整体稳定性，扩大承载面积，设计采用C30砼结构基础，钻场水平误差符合规范要求。底层采用三七灰土铺垫压实，高出自然地坪300mm。4、开孔和正常钻进开孔前，要对钻机认真找正，使转盘中心、钻孔中心和钻塔提升中心重合，钻机底盘和基础间隙要垫实，确保开孔垂直度；开孔误差不得超过±10mm；正常钻进时应根据岩性特点及具体施工情况及时调整钻压、钻速、泵量和泥浆配比等参数。5、钻孔测斜和纠偏5.1钻孔测斜钻孔轨迹严格监控，按规定延伸进行测量，每次测斜成果均与上次反复校核，偏斜过大的钻孔，在施工过程中要增加测点，适时纠

7、偏，控制钻铤顶角，确保轨迹趋势。钻进选用JDT-5A陀螺测斜定向仪测井，并指导钻进，每30m布置1个测点，根据具体情况测点可调整；成孔按50m1个测点绘制偏斜平面图。表土层与岩石交界面另布置1个测点。陀螺仪测斜同一点必须上下复测，发现疑点要重新测量，确保测斜资料的可靠性。5.2钻孔纠偏钻孔施工方针：防偏为主，纠偏为辅。钻孔施工前应认真找好“三点一线”，并将钻机垫实，不得颤动；施工中应按规程精心操作，把握好开孔划眼、正常施工和终孔三阶段的施工。钻孔上部纠偏一般采用传统的垫、顶、铲、扫、扩等方法，中深部采用5LZ120-7.0井下动力头螺杆钻具，该机具配合泥泵

8、、长短扶正器、陀螺定向仪在定向纠偏具有效率高、精确度好的优点，尤其