• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      深厚表土層井壁出水注漿加固技術(shù)研究

      2019-02-19 13:01:28朱昌元
      煤炭工程 2019年1期
      關(guān)鍵詞:壁間副井孔口

      張 建,朱昌元

      (山東公信安全評價有限公司,山東 棗莊 277100)

      井壁出水不僅造成井壁混凝土粉化、剝落而影響井筒安全運行,嚴(yán)重時可能造成井筒潰砂突水,威脅礦井的安全生產(chǎn)。自1980年以來,在華東地區(qū)的淮北、大屯、兗州和徐州等地已有超過100個井筒井壁發(fā)生破壞,諸多破壞的井壁經(jīng)注漿加固治理后不足3a便再次發(fā)生了井壁破壞,均反復(fù)多次進(jìn)行了加固治理,不但井壁安全不能得到保障,更對生產(chǎn)造成較大影響[1,2]。深厚表土層井壁相較其他井壁來說,井壁承受的水壓力更大,井壁出水問題頻繁且涌水量大,其治理難度更艱巨。本文以張集煤礦副井井壁出水為例,分析深厚表土層井壁出水機(jī)理,制定和設(shè)計深厚表土層井壁注漿加固方案、注漿參數(shù)和施工工藝,分析和研究深厚表土層井壁注漿加固技術(shù)。

      1 井壁出水特征分析

      張集煤礦副井井筒深度671.2m,凈直徑6.50m,表土層厚度460m,采用凍結(jié)法施工,凍結(jié)深度619m,于2012年4月建設(shè)完成。副井凍結(jié)段井壁為內(nèi)外雙層鋼筋混凝土復(fù)合井壁結(jié)構(gòu),外層井壁后施工有泡沫塑料板,內(nèi)外層井壁間鋪設(shè)高密度塑料薄板。

      2014年3月,在副井井筒垂深268m處(井筒西側(cè))的混凝土井壁接茬處有出水點,水壓較大且水流連續(xù),經(jīng)過幾天連續(xù)觀察出水量明顯加大。隨后幾天井筒內(nèi)不但環(huán)向出水點增多,出水范圍沿井壁豎直范圍也有增加,其中有4個出水點出現(xiàn)噴水現(xiàn)象(射程約1.5m),井筒綜合涌水量約18m3/h,并有進(jìn)一步增加趨勢。井壁出水有以下幾個特點:

      1)井深268m混凝土接茬出水呈分散集中式,其中,井深266m接茬在東南側(cè)局部出水,井深267m及268m接茬除東北方向出水不明顯外,其余方向多處沿井壁接茬集中出水,且水壓較大。

      2)井深280m井壁接茬多處集中出水,水壓較大。

      3)在井深268~290m段高,井壁接茬出現(xiàn)明顯環(huán)向裂隙,但無滲水現(xiàn)象。

      4)兩道可縮井壁外噴水泥漿未發(fā)現(xiàn)有脫落現(xiàn)象,可判斷可縮井壁未有明顯變形。

      2 井壁出水機(jī)理分析

      根據(jù)井田勘探資料,井深266~290m段高處于新生界松散層第三含水層,相對應(yīng)的巖層為砂層,該含水層富水性中等,水壓大,經(jīng)水質(zhì)化驗證實井壁出水為第三含水層。在井筒建成后,第三含水層中水壓力直接作用在井壁上,由于礦井采動和疏排水引起含水層的水位下降,特別是在表土層厚度大的情況下,含水層水位下降明顯,土層固結(jié)壓縮引起地表沉降,因井筒周圍地層整體下移與井壁豎直位移不同步,使井壁受到方向向下的摩擦力增強(qiáng),即產(chǎn)生豎直向下的附加應(yīng)力[3-6]。另外,井筒在施工時受季節(jié)性氣溫變化(熱脹冷縮)、混凝土強(qiáng)度等因素影響,井壁中可能存在著裂紋。井壁出水多集中在井深280m井壁接茬處,水壓較大。

      綜合以上分析,張集煤礦副井井壁出水主要是由于表土層段含水層水位下降導(dǎo)致井壁承受附加應(yīng)力增大,同時井壁還承受表土層段含水層水壓力;附加應(yīng)力和含水層水壓力加速了井壁接茬處裂紋的擴(kuò)張和貫通,在二者的長期作用下達(dá)到了井壁結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度,最終導(dǎo)致井壁在接茬處附近最先破壞,從而出現(xiàn)井壁出水現(xiàn)象。

      3 注漿方案和施工工藝設(shè)計

      張集煤礦副井出水量已達(dá)18m3/h,井壁出水點埋深大、水壓高。隨著時間的推移,井壁裂紋會逐漸擴(kuò)展和貫通,涌水量進(jìn)一步增大,甚至可能造成井壁突水潰砂。因此,為確保張集煤礦副井井筒的安全使用,應(yīng)及早開展井筒防治水工作。

      3.1 注漿方案的確定

      結(jié)合井壁出水現(xiàn)狀、深厚表土層地質(zhì)條件及井壁受力分析的基礎(chǔ)上,選擇井壁壁間和壁后注漿相結(jié)合的注漿工藝[7-12]。井筒凍結(jié)段采取壁間注漿,封堵壁間滲水通道;對井筒深度250~290m處集中出水點進(jìn)行壁后注漿,通過壁后套孔復(fù)注方式對含水層段壁后空隙予以充填密實,提高井壁整體抗載和防水性能;對井筒深度270m處變徑段的井壁進(jìn)行充填加固,改善地層性質(zhì),提高其自承載能力。

      3.1.1 注漿方式

      由于注漿位置對應(yīng)地層為表土層,在注漿時有可能發(fā)生涌水、涌砂的現(xiàn)象,為盡量減少注漿活動對井壁的擾動,并且增加井壁強(qiáng)度、減少漿液流動阻力,本次井壁注漿采用誘導(dǎo)注漿和單孔少注、群孔多注的注漿方式。

      1)誘導(dǎo)注漿。在注漿造孔時同時造孔3個,中間一個用于注漿,兩側(cè)孔破壁后安裝壓力表和高壓閥門,實時監(jiān)測壁后串漿壓力,一旦發(fā)現(xiàn)壓力過大立即打開閥門進(jìn)行泄?jié){,每一循環(huán)先造2~3個孔進(jìn)行泄水、壓水,聯(lián)通孔與孔之間的通道,分出先注孔和后注孔。

      2)單孔少注、群孔多注。即先增加鉆孔密度,然后對淺孔低壓注漿,最后深插管或套孔高壓注漿。采取控壓控量工藝,以低壓慢注方式進(jìn)行注漿,并爭取單孔進(jìn)漿量較為均衡確保壁間夾層或壁后空隙充填密實。

      3.1.2 注漿順序

      采取“總體下行、段內(nèi)上行”注漿順序,段內(nèi)采取“上行初注、下行復(fù)注”注漿方式,即:自下而上逐排進(jìn)行初注水泥漿,經(jīng)套孔后采取下行式進(jìn)行復(fù)注。首先對集中出水段250~290m進(jìn)行注漿,再依次上行230m(20m為一個段高,設(shè)計注漿層位12個)至井筒鎖口段進(jìn)行壁間注漿,最后再對300~610m段進(jìn)行上行式壁間注漿。

      3.2 注漿施工工藝設(shè)計

      3.2.1 注漿參數(shù)設(shè)計

      注漿材料選擇水泥-水玻璃漿液,水泥漿液采用P.O 42.5R水泥,水玻璃濃度為40Be′(模數(shù)為2.8~3.4)。在注漿過程中,根據(jù)井筒出水水質(zhì)硬度大及出水裂隙局部發(fā)育的特點,隨時合理調(diào)整漿液濃度配比和注漿參數(shù),提高注漿效果。對于壁間注漿,注漿壓力一般為靜水壓力的1.5~2倍;對于壁后注漿,一般為靜水壓力的2~3倍。井筒凍結(jié)段-6m至-610m段進(jìn)行壁間注漿,一層布孔6個,孔距3.40m,層間距20m,設(shè)計注漿層位30層,造孔180個;-250m至-290m段進(jìn)行壁后注漿,一層布孔6個,孔距3.40m,層間距3~4m,設(shè)計注漿層位10層,造孔60個??紤]到副井在建井期間曾經(jīng)進(jìn)行過部分區(qū)段壁間注漿,根據(jù)現(xiàn)場實際及時調(diào)整注漿壓力及孔位,以保證合理的漿液擴(kuò)散范圍和井壁安全。

      3.2.2 注漿設(shè)備

      注漿采用QB50/18型氣動雙液注漿泵和2條高壓輸漿軟管,注漿泵放在罐籠內(nèi),二次攪拌罐安置在地面,采用JS-1000型攪拌機(jī),攪拌筒容量不低于0.5m3。此外,配置容量不低于1.0m3的攪拌箱配合輸漿。注漿系統(tǒng)設(shè)備布置如圖1所示。

      圖1 注漿系統(tǒng)設(shè)備布置圖

      孔口管選用Φ42mm×4.5mm無縫鋼管制作,長度為700~900mm(視井壁厚度確定),前部加工成400~500mm長的魚鱗扣,后部加工成50mm長的絲扣。注漿孔口管結(jié)構(gòu)如圖2所示。

      圖2 注漿孔口管結(jié)構(gòu)示意圖

      3.2.3 注漿施工工藝流程

      壁后(間)注漿施工利用罐籠搭建工作平臺,在注漿地點按設(shè)計的孔深和孔徑用風(fēng)錘造孔,然后安裝孔口管(孔口管進(jìn)入井壁部分不小于500mm)并在注漿管路上安裝孔口閥、三通閥和高壓閥,在進(jìn)行壓水耐壓試驗后,用Φ28mm釬頭從閥門內(nèi)套孔穿透井壁進(jìn)入地層。關(guān)閉閥門并連接好注漿設(shè)施,將配制好的漿液通過注漿泵壓入井壁內(nèi)。注漿施工工藝流程如圖3所示。

      圖3 注漿施工工藝流程圖

      注漿時,記錄壓力、濃度、流量的變化,根據(jù)注漿參數(shù)實時調(diào)整注漿材料濃度。注漿施工結(jié)束后,通過注漿體內(nèi)鉆孔,用壓水、注水或抽水等辦法測定圍巖的流量及滲透系數(shù),不合格者進(jìn)行補(bǔ)充注漿。檢查孔的數(shù)目約為總注漿孔數(shù)的5%~10%,布孔的重點是地質(zhì)條件不好的地段以及注漿質(zhì)量較差或有疑問的部位。

      3.2.4 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

      注漿量達(dá)到設(shè)計要求的80%~120%;出水得到有效治理,井壁無明顯出水孔,涌水量小于1.0m3/h,且不得受注漿壓力影響而造成井壁發(fā)生破壞。

      4 注漿效果

      注漿工作自2014年3月28日開始,至2014年5月6日結(jié)束,共注入水泥203.5t、水玻璃6.2t,各施工孔注漿量和總注漿量均達(dá)到設(shè)計要求。煤礦建立了井壁安全監(jiān)測系統(tǒng),設(shè)置了壓力傳感器、溫度傳感器、應(yīng)變傳感器,實時測試和評估井壁的安全狀態(tài),注漿完成后井壁未發(fā)生變化。注漿施工結(jié)束后,井壁無滲水,井筒涌水量為0m3/h,注漿效果理想,確保了井筒的安全運行。

      5 結(jié) 論

      1)張集煤礦副井在井深268~290m混凝土接茬處出現(xiàn)集中出水現(xiàn)象,通過從水文地質(zhì)條件、水質(zhì)化驗和井筒施工情況等方面進(jìn)行分析,井壁出水主要原因是由于表土層段含水層水位下降導(dǎo)致井壁承受的附加應(yīng)力增大,附加應(yīng)力和水壓力的共同作用加速了井壁接茬處裂紋的擴(kuò)張和貫通,最終出現(xiàn)滲水通道。

      2)深厚表土層段壁間注漿阻斷了井筒內(nèi)外壁之間的水力聯(lián)系,對內(nèi)外層井壁間空隙及內(nèi)外層井壁裂隙進(jìn)行了充填加固,井壁承受的附加應(yīng)力得到緩釋;壁后注漿改善了地層的物理性質(zhì),使井壁與壁后地層無間隙緊密接觸,達(dá)到了較好的充填防滲效果。

      3)采用誘導(dǎo)注漿和單孔少注、群孔多注的注漿方式盡可能減少了注漿活動對井壁的擾動;根據(jù)井筒出水水質(zhì)硬度大及出水裂隙局部發(fā)育的特點,合理調(diào)整漿液濃度配比和注漿參數(shù);建立了井壁安全監(jiān)測系統(tǒng),實時測試和評估井壁的安全狀態(tài)。

      4)深厚表土層井壁注漿加固技術(shù)在張集煤礦副井得到成功的應(yīng)用,確保了井筒的安全運行,延長了井壁的服務(wù)年限,并為國內(nèi)外相似條件礦井井壁出水治理提供借鑒。

      猜你喜歡
      壁間副井孔口
      交錯起爆下爆炸應(yīng)力波的碰撞機(jī)制與破巖效果
      爆炸與沖擊(2024年6期)2024-10-31 00:00:00
      龔冰怡
      進(jìn)風(fēng)井筒火災(zāi)時風(fēng)流控制技術(shù)及其應(yīng)用
      一種筒類零件孔口去毛刺工具
      石壕煤礦煤礦副井提升系統(tǒng)升級研究與應(yīng)用
      導(dǎo)管相關(guān)的醫(yī)源性主動脈夾層及主動脈壁間血腫臨床治療經(jīng)驗
      逆作法孔口邊梁內(nèi)力計算
      電動纏繩裝置在更換主副井鋼絲繩中的應(yīng)用
      合并膽囊壁間結(jié)石保膽取石術(shù)后近期療效評價
      宮腔鏡和開腹多發(fā)子宮壁間內(nèi)突肌瘤剔除術(shù)療效分析
      肇东市| 浮梁县| 深圳市| 龙南县| 蓝山县| 深水埗区| 丘北县| 凌云县| 中江县| 荔波县| 屯门区| 萨迦县| 石棉县| 台江县| 辰溪县| 沙洋县| 文登市| 枞阳县| 镇赉县| 昌宁县| 沅江市| 景德镇市| 新干县| 和林格尔县| 溧阳市| 吉隆县| 丰顺县| 吴堡县| 吴江市| 遵义县| 仁怀市| 大同市| 新闻| 三明市| 凤冈县| 溧水县| 锡林郭勒盟| 登封市| 樟树市| 民丰县| 阳高县|