事故井冻结壁未交圈出水通道的注浆封堵

新疆塔什店煤矿副立井普通法凿井遇到第三系地层突水涌砂淹井后,改为冻结法施工;冻结段掘进时,又出现局部冻结壁未闭合,工作面出水情况。经冻结器内纵向测温,确定冻结壁出水通道位置后,施工止浆垫,采用单液水泥浆、水泥-水玻璃双液浆及化学浆液,进行壁后注浆和工作面注浆,使工作面涌水量降至0.32m3/h,并降低了出水通道水的流速。井筒继续冻结后,出水通道闭合,井筒安全掘进通过。     

千米立井注浆堵水施工

新庄煤矿副立井设计全深1 025.3m,采用普通法施工130.8m后,改用冻结法施工,冻结深度908m;908m以下采用普通法和工作面预注浆法施工。井筒于2013-10-23停冻;2014年3月份,井筒涌水量最大达166m3/h,主要集中出水点在冻结段。根据对井筒水文地质及井壁漏水情况的分析,确定采用壁间注浆和壁后深孔高压注浆技术进行堵水加固。井筒注浆累计施工钻孔600个,累计消耗普通水泥298.7t、超细水泥217.72t、化学浆液162.7t、水玻璃33.87t。注浆结束后,井筒涌水量仅为2.1m3/h,井壁无0.5m3/h以上的集中出水点。注浆结束后1a内,井筒涌水量无异常变化,保持稳定;原来各出水点无出水现象,达到了预期效果。     

井筒冻结孔环形空间水害治理及效果评价

采用全深冻结法施工的井筒在冻结壁解冻后,冻结孔与冻结管外的环形空间极易成为导水通道,严重威胁矿井安全。钱营孜矿西风井采用全冻结法施工,井筒施工到井底水仓时,由于上部局部含水层解冻出水,总涌水量达到25 m~3/h,大量水"岩"的流失,造成井筒底一侧沿冻结孔向上冒落形成很大的空洞。通过调研、分析,采用"点对点割裂"注浆法,采用分段(次)、深孔注浆,有效的治理了冻结孔环形空间的水害,出水通道得到有效的封堵、围岩得到明显加固,井筒总涌水量降至0.5 m~3/h以下。     

深厚卵砾石层冻结壁出水原因分析及治理

介绍了伊犁一矿副井冻结施工中冻结壁出水情况,为分析出水原因,进行了主圈冻结孔冻结器纵向测温;并根据单根冻土柱导热情况,建立了瞬时停冻后冻土柱内温度分布规律,借助Maple软件进行了分析计算。分析结果显示:副井存在一条由北侧流向南侧偏东的地下暗流,地下水的异常流动影响了冻结壁的交圈,而使冻结壁出现"窗口"。采用注浆降低地下水流速,并加强冻结的方式,有效地解决了地下水异常流动影响冻结壁交圈的事故,保证了冻结井筒施工安全。     

西部软岩冻结立井底鼓实测研究

大海则煤矿主立井净直径9.6m,井深701.96m,采用全深冻结法施工,设计冻结深度718m,为西部软岩冻结井筒。井筒掘进到575m深处时,对工作面底鼓进行了实测研究。该处井筒揭露的岩性为粉砂岩,预测底部为泥岩。实测显示,底鼓量不大,呈现由井筒四周向井筒中心逐渐增大的现象,最大底鼓量仅20mm,平均底鼓速度为1.76mm/d,明显小于东部地区粘土层冻结段15~30mm/d的底鼓速度,说明冻结壁超前位移小,冻结壁稳定性强,掘砌施工安全;最大底鼓量出现在井筒西侧,最小底鼓量出现在井筒东侧,表明方位不同,冻结壁稳定性呈现不均匀性特征。该井筒底鼓实测研究,可为西部软岩冻结立井设计和施工提供参考。     

深厚冲积层破损井筒修复过程中的控制冻结技术

为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用双圈孔控制冻结的方式对破损井筒的周边进行封水处理,即外圈孔采用全深(673 m)冻结,内圈孔只对破损、突水严重的380 m以深的地层进行局部冻结。为了实现对各个层位冻结壁厚度的有效控制以避免冻胀对既有井壁结构安全产生威胁,在冻结初期,根据冻结孔实际成孔情况和各个层位土体的热物理特性参数,以及冻结过程中测温孔实测数据,通过数值计算对各个层位的冻结壁的发展情况进行预测,并基于预测结果对部分冻结孔的冷量进行了控制。为了防止施工热扰动对冻结壁的稳定性造成不利影响,在井筒清理以及套壁施工过程中,根据温度场发展情况及时调整冷量供给。由现场实测数据可知,深度380 m以浅控制冻结地层的整体温度较深度380 m以深地层的温度高5℃左右,在整个修复施工过程中没有出现突水现象且冻结壁温度保持稳定。由此可见,控制冻结技术可有效限制土体冻胀,且冻结壁厚度较为均匀,封水性能较好,达到了预期的施工效果,该项施工技术可为今后类似工程的开展提供重要参考。     

刘庄煤矿西进风井冻结表土段外壁快速施工

井筒深层冻结表土段施工,由于冻结壁强度要求高,同时随着施工进展井筒冻结壁强度迅速增加,施工难度加大,人力施工强度高,又加之深层冻结井筒地质条件复杂性,致使掘砌循环时间过长,使井筒施工工期延长。该文通过刘庄煤矿西区进风井井筒在深井冻结表土段具体施工,总结了矿方、监理、凿井及冻结单位"四位一体"的施工方法及穿过新生界冻结段粘土、砂层的施工方案、参数确定、施工工艺和效果。     

冻结立井壁后出水分析及处理

内蒙长城一矿东区风井采用冻结法凿井。冻结停机1个月后,井筒向下掘进时,冻结段井壁后面出现涌水,涌水量最大达60m3/h,影响施工安全。根据对壁后出水原因的分析,找到了导水通道位置。然后施工壁后探水注浆孔,采用化学注浆材料马丽散E,对导水通道进行封堵;只用了5d,就封堵住了壁后涌水,收到了预期效果。     

冻结法凿井对已施工井壁的保护技术研究与应用

本文通过实例分析,针对甘肃陇东地区宁正矿区邵寨煤矿回风立井井筒采用普通法掘砌至564.5m处因涌水无法继续施工,采用冻结法补充施工,考虑冻结施工面临的冻胀问题可能会对已成井壁结构的影响,结合理论分析在实践中应用了既有井筒冻结施工的保护技术,通过以往类似冻结工程,采取调整冻结施工参数、改变冻结方式、利用冻结信息化施工合理控制冻结施工过程、采用释放冻胀压力、热盐水循环控制冻土径向冻结壁径向温度和控制冻结温度等措施获得良好的效果,成功的保护了已施工井壁。为类似井筒采取合理有效的措施保护上部井壁免受负温及冻胀影响带了实践参考资料和经验,为指导施工提供了科学依据。     

预注浆和壁后注浆在立井施工防治水中的应用

某矿进风立井最初设计采用冻结法施工,为了缩短该井筒施工工期和降低施工费用,将设计方案调整为普通法施工,井筒施工中通过各含水层时采用了工作面超前预注浆施工工艺,井筒落底后对井壁出水点采取了壁后注浆堵水加固工艺,实践证明取得了较好的控水效果,为类似条件下的立井施工防治水提供了经验。     

李家坝煤矿主斜井局部冻结施工

李家坝煤矿主斜井倾角20°,斜长1 440m,采用局部冻结方案施工,冻结起始位置距井口水平距离为250.41m,冻结斜长163.2m,冻结段水平长度153.4m,共分4段冻结。沿井筒长度方向布置了6排冻结孔,共455个,冻结孔施工质量均达到设计要求。冻结管采取了局部保温措施,减少了无效冻结段冷量损失,节约了冷量。冻结过程中,根据测温数据,对冻土扩展速度、冻结壁厚度及冻结壁平均温度等进行了分析计算,均满足设计要求。井筒开挖后,对井帮温度进行了实测。从开挖揭露的情况看,冻结效果良好,验证了冻结分析数据的准确性,保证了井筒冻结和掘砌施工安全。     

袁大滩矿主斜井冻结壁温度及冻结压力研究

以袁大滩矿主斜井冻结法凿井施工为工程背景,计算得出冻结壁顶部和两侧的外荷载分别为1.53MPa和1.17MPa,利用FLAC 3D建立斜井冻结壁数值模拟模型,研究井筒施工一个6m掘砌段长后,冻结壁温度随时间的变化规律以及冻结压力的分布规律。结果表明:新浇筑外层井壁产生的水化热,使井壁壁后冻土产生融化,且回冻困难,需要采取积极冻结措施;冻结壁顶板冻结压力峰值约为2.1 MPa,两帮冻结压力峰值约为1.6 MPa,均大于冻结壁外载,冻结压力在井筒轴向分为压力降低区、升高区和稳定区,冻结壁顶部塑性区范围比两帮大,井筒顶板容易发生破壁事故。     

千米立井壁后注浆堵水实践

口孜东矿主井井筒深1 010m,表土层厚558m,采用冻结法施工。井筒到底后,随着冻结段地层解冻及受地层沉降的影响,井筒淋水不断增大,涌水量由5.8m3/h增加到了15m3/h。通过采取壁后注浆堵水措施,使涌水量下降到了5m3/h以下,取得了预期效果。     

777m岩石冻结立井井筒冻结壁设计

母度柴登主井井筒采用全深冻结法施工,冻结深度777m,冻结地层以岩石为主,冻结施工由兖矿新陆建设发展有限公司负责.扼要介绍了岩石冻结壁设计及井筒冻结、掘砌施工情况.     

浅谈深厚表土层条件下花园煤矿主井冻结施工

根据花园煤矿主井工程地质条件,确定了井筒冻结施工方案。主井开机冻结后冻结壁顺利交圈,并保质保量完成井筒冻结段施工。主井井筒冻结施工取得成功为深厚表土层冻结施工提供了借鉴经验。     

冻结壁形成特性预报与冻结调控机制在赵固二矿西风井中的应用

赵固二矿西风井井筒穿过冲积层厚704.6m,是我国第四个穿过700m冲积层的井筒。砂性土层最深控制层位冻结壁设计厚度10.3m,平均温度-21.5℃|粘性土层最深控制层位冻结壁设计厚度9.9m,平均温度-19.0℃,掘进模板段高2.5m。调控实现不同层位冻结壁设计厚度、平均温度、井帮温度,不仅能检验冻结方案设计的科学合理性,还对该井冻结段安全经济、快速施工具有重要意义。本文介绍了该井开展冻结壁形成特性实测分析、工程预报及对冻结过程调控,实现了冻结壁设计指标,取得超700m深厚冲积层冻结段安全快速施工成功案例。     

超深厚冲积层冻结井筒施工关键技术研究

针对万福矿井主井754.8 m超深厚冲积层冻结法凿井掘进和支护时存在的施工技术难题,开展了冻结壁稳定性、冻土掘进技术、高强高性能混凝土井壁支护技术等冻结井筒施工关键技术应用研究。采用冻土发展速度和测温孔实测温度2种方法推算开挖时间,确定了井筒的开挖时机。根据设计冻结壁厚度、设计冻结壁强度、冻结壁变形校核结果,确定了冲积层安全掘砌段高和井帮暴露时间。通过现场试验,采用伞钻配锚杆钻机机头、麻花钻杆、"Y"字形钻头钻凿冻土炮眼,选用耐低温型水胶炸药,采取炸药保温措施解决了冻土钻眼爆破的施工难题。开发了砂石筛洗装置、井上螺旋输送机输送混凝土系统和井下固定式分灰器,保证了高强高性能混凝土尤其是钢纤维混凝土的制作和输送质量,解决了深厚冲积层冻结井筒支护施工技术难题。     

营盘壕煤矿主井冻结孔环形空间井内注浆封堵技术

营盘壕煤矿主井采用全深冻结法施工,冻结壁融化后,会在冻结孔中上部孔壁与冻结管之间、井筒外壁与围岩之间形成导水的"环形空间",增加矿井排水费用,威胁矿井安全。由于缓凝水泥浆置换高度受限,导水通道未采用水泥浆封闭。通过对冻结孔"环形空间"进行注浆封堵,对井筒外壁与围岩之间进行壁后注浆充填,实现了对导水通道的有效封堵,收到了预期效果。     

赵楼矿井深厚表土冻结法快速施工技术

深厚表土冻结施工技术是当前深井施工中的重大课题,成功实施冻结是实现井筒安全施工的关键。赵楼矿井井筒冲积层厚度为471～475m,冻结深度527～534m,三井共站模式集中设置冻结站,利用信息化施工技术指导掘砌施工,实现了优质、安全、快速施工。本文通过赵楼矿井冻结造孔、井筒冻结、冻结监测、信息化施工和井筒掘砌施工实践,系统地介绍了深厚冲积层冻结施工技术和经验。     

纵向测温监控关联分析在高压“喷泉”地层立井冻结工程中的应用

介绍高家堡煤矿井筒高水压含水层地层特点。针对主井地下水流速大、水头高,含水层间存在串水隐患等施工风险,制定了冻结孔注浆封水、井筒内外密集插花布置冻结孔的施工方案。靠测温孔观测和全场冻结器纵向测温,全方位监控主井"喷泉"地层冻结壁发展状况。运用关联分析技术,对冻结壁温度场进行定量分析,全面评估冻结壁异常和安全情况,提高了井筒施工的安全可靠性。