２００８年第８期 表２冻结钻孔布置主要技术参数表 西部探矿工程 １２９ 序号冻结孔名称单位井筒冻结设计参数 １内排孔圈径 孔数 开孔间距深度 ２中排孔圈径 ｍ 个 ｍ ｍ ｍ 备注 全深冻结 １８．２ ２６ ２．１９８ ５６９ ２４．５ ５４ 铤＋ ８９ｍｍ钻杆＋主动钻杆。 （４）钻进方法和技术参数： ①开孔。开孔是保证钻孔垂直的关键，以轻压、慢 转、大泵量为宜。一般控制在转数４８￣６９ｒ／ｍｉｎ，转钻 压５００ｋｇ，泵量８００￣１０００Ｉ ／ｒａｉｎ左右。 ②正常钻进。主动钻杆打完后，逐根加入 孔数 开孔间距个 ｍ １．４２５ ７４０ 深度 ｍ ３外排孔圈径 孔数 开孔间距深度 ｍ 个 ｍ ｍ ｍ 个 ｍ ３Ｏ．８ ５８ １．６６７ ５７８ 局部冻结，上 部采取隔热 １５９ｍｍ钻铤，进入正常钻进，井底压力保持４～５ｔ，中 速，全泵量钻进，逐步提高钻进效率。 ③基岩换岩钻进。基岩换层钻进严格扶把判层，必 须减压慢速钻进，防止换层钻进时孔斜，入岩８～１０ｍ 以后转入正常钻进。 （５）泥浆配方与性能： ①配比 ４防片孔圈径 孔数 开孔问距ｔ２．７／１４．８ ９／９ ４．４３１／５．１６４ ２２０／４７０ 梅花型布置 差异冻结 深度 ４ ５ 水文孔 测温孔 ｍ ｍ／个 ７４／１，３５１／１，５６８／１ ｍ／个 位置视现场 施工情况定ｍＶｕ， １３３、 ｌＯ８ ２２Ｏ／１，３６２／１， ５７８／２ ７３７／２－ １６８×７， １５９×８ ， 粘度 比重 含砂量 失水量 胶体率ｐＨ值 １８￣２ｏｓ １．Ｏ３～１．０５ ＜４％＜１５ｍＬ／３０ｍｉｎ＞９８％８～９ ６冻结管规格 ＩＴＩＩＴＩ ７水文管规格 ＩＴＩＩＴＩ ８测温管规格 ＩＴＩＩＴＩ １４ｏ×８ 采用外管箍对焊 １３３×７ ｌＯ８￣５ 联接，其余均为 内接箍对焊联接 ３．４配管及下管 （１）配管：根据冻结孔施工图纸上外排孔、中排孔、 ３．２场地布置和钻机安装 （１）场地布置：距井盘５０ｍ左右设置泥浆泵站，建 造泥浆池、清水池。按照冻结孔布置制作混凝土灰土 盘，合理预留环形泥浆沟槽。灰土盘除有足够的强度 外，并严格找平。 （２）钻机安装。钻机与底盘固定同钻塔在灰土盘上 整体安装，严格校正，除了确保转盘、钻孔中心和滑车吊 钩在同一铅垂线上，还要使钻机水平。 ３．３钻探造孔 造孑Ｌ工艺流程：灰土盘制作一钻孔定位一设备安装 一钻机找正—钻进一终孔测斜一下管一移位。 内排孔、防片孔、测温孔及水文孔的管结构要求，配相应 规格的套管，配管长度比设计深度大３ｍ以上，并注意 增加灰土盘高度，还要考虑变径处用的变径接头，每孔 需要管箍的类型与数量，以利于冻结管连接。 （２）下管。采用钢丝绳提吊的下管方法，就是在管 口上端接箍扣合夹板，用游车大钩挂钢丝绳起吊冻结 管，冻结管对接焊牢后直接下入孔内。 ３．５试压 冻结管下完后进行打压试验，压力设计为：外排孔、 （１）钻前准备。主要是设备的安装及检验、技术交 底及复核、设备检修和维护、各种钻具及材料的准备等。 制备一定数量的优质化学泥浆。组织相关人员进行现 场验收，填写开工报告，审批施工设计。 （２）钻孔孔径。冻结孔施工随新工艺出现，当前是 径到底，孔径与冻结管径相匹配，即防片孔、内排孔、 中排孔、冻结管规格为 １５９ｍｍ，外排孔管径上部为 １６８ｍｍ，下部为 １４０ｍｍ，水文孔管径 １３３ｍｍ，测温 孔管径ｊ２『１０８ｍｍ，故孔径均采用ｊ２『１９０ｍｍｏ 一（３）钻具组合：ｊ２『１９０ｍｍ牙轮钻头＋ｊ２『１５９ｍｍ钻 中排孔、内排孔为４．０ＭＰａ，防片孔为３．０ＭＰａ。打压至 设计压力值，１５ｍｉｎ压力下降不超过０．０５ＭＰａ，再延续 １５ｍｉｎ，压力保持不变即为合格。 ４孔斜和质量控制 ４．１孔斜控制 随着孔深增加，孔斜不可避免。但冻结造孔工作量 大，工期短没有更多的纠斜时间，原则上力求造孔一次 性达到质量要求。施工中依靠优化钻具组合 合理选用 参数，牢牢把住，安装、开孔、换层三个关键环节。本工 程具体做法如下： （１）开孔新钻头下入孔底，开始轻压慢转，逐渐加 压，提升钻具时向孔内回灌泥浆，预防垮孔。 （２）保持钻压均匀，软硬地层变化时轻压慢转，够一 维普资讯 http://www.cqvip.com
１３０ 西部探矿工程 ２００８年第８期 小根钻铤长度后提束加压钻进，避免地层变化引起的孔 斜。 （３）钻进中每３０￣４０ｍ测斜一次，随时掌握钻孔偏 斜情况，易斜孔段加密测斜。 （４）每个孔深度达１８ｍ采用灯光测斜，以下地层使 用ＪＤＴ一５Ａ型陀螺仪在钻杆内跟踪测斜。 （５）合理使用钻头，钻进中每２０ｍｉｎ丈量１次残尺， 后２０ｍｉｎ进尺为开始２０ｍｉｎ进尺的１／３时，提钻检查 或更换钻头。 ４．２质量监控 必要时用螺杆定向纠斜，使孔间距满足冻结交圈要求。 钻塔移、垫纠斜与螺杆定向纠斜相结合的纠偏方法，效 果较好。 （２）打破冻结管事故处理。施工Ｚ３３孔过程中相 邻的Ｚ３２孔冻结管被打破。采取在原孔位径向内移 ０．７ｍ增补打一孔。保证相邻钻孔的孔间距满足质量标 准。 ６结论 口孜东矿主井井筒冻结造孔施工中克服了地层变 换频繁，易掉块、坍塌、垮孔等施工难度，各项技术指标 （１）绘制单孔轨迹平面图。施工中每１０ｍ间距，按 偏移距和方位取坐标点，填绘钻孔轨迹平面图，掌握钻 均满足质量和技术要求，高于ＧＢＪ２１３—９０《矿山井巷工 程施工及验收规范》、ＭＴ５００９－－９４｛煤矿井巷工程质量 孔偏移情况，分析轨迹形态。 检验评定标准》规定，经建设方和冻结单位验收，冻结造 （２）绘制冻结孔偏移轨迹平面总图：将钻孔的偏移 孔工程质量优良。（１）施工中摸索出：中排孔施工采用间隔施工，先施 轨迹按坐标位置填绘到一张图上，由图上显示各孔偏斜 如果深孔质量达不到设计要求，则与之相邻的 情况和相互关系。及时发现钻孔超偏或交不上圈等问 工深孔，题，深入分析研究施工钻孔偏斜趋势和质量状况，采取 浅孔改为深孔，保证孔间距符合设计要求，减少补孔。 （２）钻孔复测。工程结束经第三方复测，全部冻结 补救措施。 （３）水文孔、测温孔施工。为有效报导冻结效果，完 孔，表土段３００ｍ以上偏斜率均小于２．０‰，３００￣４７０ｍ ４７０￣５６８ｍ偏距在靶域 成所有冻结孔施工后布置相应的水文孔，水文孔的内报 偏距均在靶域半径０．７ｍ之内，５６８￣７４０ｍ偏距均在靶域半径１．５ｍ 导层不得进入冻结壁内，同时避开凿井吊桶位置。水文 半径１．０ｍ以内， 孔冲洗设计要求回水中没有泥砂，粘度１６～１８ｓ。洗孔 以内，复测与造孔测斜结果基本吻合。（３）本工程采用网络进度控制工期：对于同时作业 结束后做静水位观测，记录每分钟水位下降情况。 测温孔应根据冻结单位的设计进行施工，不能随意 的工程平行作业，对影响工期的“瓶颈”因素稳妥作业。 挪孔改变位置，其偏斜控制按冻结孔施工要求执行。 ８台钻机１８５ｄ完成工程量９５１８３ｍ，实现平均钻月效率 ５其它技术 达１９３０ｍ，在国内超深冻结孔罕见。 （１）钻孔超偏处理方法：冻结孔原则上不允许超斜， （４）施工中借鉴了打深井石油钻和地热井配制的优 施工后期由于钻孔密集，极少数钻孔相邻孔间距不符合 质化学泥浆，达到了理想护壁效果，在施工过程中没有 规范要求，进行纠斜处理。通常采用推移加垫的方法， 出现缩径，埋钻等事故。 （上接第１２７页） 会导致充填不到位，沉陷不均匀，达不到预期治理的效 果。给后期工程造成隐患同时对公路正常运营带来严 重后果。 灌注方案ｌ：１．ｏ灌注３０ｍ。后直接更换（１：１．３） （１：１．４）浆液灌注的工艺，不适合本区内煤矿采掘方 式所形成地面变形残余空洞的充填，达不到良好的充填 注浆效果。１：１．４稠浆易造成冒落带残余空洞堵塞， 浆液扩散半径不到位，给工程造成隐患。 ～通过对比论证，本区段应采取的注浆施工工艺为：灌 注前先注水２０ｍｉｎ，确保管路畅通再开始灌注，然后采用 １：１．０配比浆液灌注，对采空区冒落孔，当注浆量达到以 单孔平均注浆量的４０ ９／６时，根据孔内情况应逐级往上提 高配比，用稠浆（微漏水孔１：１．１～漏水孔１：１．３）灌 注，帷幕孔注浆时，加２ 的速凝剂。对煤柱孔用１：１．０ 配比浆液灌注；对存在较大空洞的采空区钻孔，可采用ｌ ：１．１配比浆液灌注，当注浆量达到单孔平均注浆量的 ４ｏ 时，用稠浆１：１．３灌注；达到设计单孔注浆量的 １５０％后可采用间歇、投砂且加速凝剂工艺。 ８结束语 后期采空区注浆施工过程中，采用优化后的注浆方 案，该治理工程总灌浆量４０６０８．６０ ，占设计总灌浆量 的８４．６ ９／６，与本区段注浆试验结论相吻合。确保浆液 最大限度的注入了采空区塌陷冒落带及裂隙带，保证了 工程质量。完工后近三个月的沉降观测证明，已经消除 了继续沉降现象，地基稳定性良好，达到了采空区治理 的目的。
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