注浆法封堵井壁流沙漏洞

河北省沙河市新城北岭煤矿是地方煤矿,在主井下掘通过流沙层时,采用了钢井壁下沉施工方法,施工过程中出现了钢井壁下口开裂,裂口两侧井壁向井内翻卷,出现1m宽、0.8m高的三角洞,使流沙自开口处大量涌入井内.本文简单介绍了利用普通注浆法,采用水泥-水玻璃浆液封堵漏洞的施工方法,最后谈一下施工体会.     

穿砂砾-流沙层行人斜井辅助施工方法探析

以山西昌恒矿行人斜井施工为背景,研究了巷道穿越砂砾-流沙层的辅助施工方法,采用钻孔勘探手段探查了流沙层段受巷道涌水、井壁松软等影响施工难度较大的情况,进而针对流沙层段巷道的施工规律及其自身的影响因素,设计了管棚预支护工艺和旋喷桩帷幕加固措施。现场结果表明:通过改进巷道支护加固方式,加固表土地层、封闭堵水,彻底消除了由流沙的扰动而造成的地表沉降、塌陷,有效改善了施工条件,确保了施工的顺利进行;相比冷冻法施工,节约成本约300万元,经济效益显著。     

钻井井筒支护方法

旋转钻井法技术现已发展到可以钻凿直径为20英尺(6.1米)、深度超过3000英尺(914.4米)的井筒。把适当高度的预制混凝土井壁下沉到井底,并在井底进行组装的永久支护方法也已经得到发展。用这种方法支护的井筒,既可承受井底静水压力又不漏水。 还研究过其他两种支护方法。一种是钢井圈,焊接后悬浮下沉,另一种是混凝土井壁,在地面连接后悬浮下沉。用钢井圈支护一般用于较小直径的井筒,但是,当井筒净直径为14英尺(4.27米)时,用钢井壁比用混凝土井壁几乎贵两倍。在悬浮下沉混凝土井壁时遇到两个问题:一是在地面连接井壁所需时间,另一个是在悬浮过程中,万一有一     

漂浮下沉法砌筑井壁的原理及应用

漂浮下沉法是钻井法凿井砌筑井壁的一种主要方法,井壁作为一个密封的筒体下沉,每节井壁之间接缝不渗水,排浆后一般不需要封水处理,井壁作业全部在地面上进行。信湖煤矿中央风井井壁采用漂浮下沉法施工,最终形成的井壁符合设计要求。以此工程为背景,对漂浮下沉法砌筑井壁的原理及工艺流程进行总结分析。     

井筒管路支座改进设计及应用

城郊煤矿采用冷冻法施工井筒。井筒建成投用以来,出现井壁下沉的现象,10 a来累计下沉达120 mm左右,致使井筒中的管路支座破环,通过对管路支座进行改进设计,很好地解决了井壁下沉对管路造成的不良影响,取得了很好的效果。     

VSM沉井下沉过程井壁受力规律研究

为了研究VSM沉井井壁受力变化规律,结合施工工艺特点对VSM沉井的下沉过程及受力特性进行了分析。首先,依据VSM沉井下沉特点对其施工过程中所受荷载进行梳理,同时划分了沉井一个下沉循环中的典型运动状态|之后以G.G.Meyerhoff公式和规范为基础,对沉井下沉阻力进行分析计算,提出了考虑井内淹水的刃脚端阻力计算公式,并建立了井壁典型状态施工力学模型|最后,以矿山竖井工程为算例计算得出沉井几何参数、下沉阻力、下沉深度以及悬吊力之间的关系。结果表明：VSM沉井悬吊力大小随着下沉深度的增加并不是一直增大的,而是先增大后减小,存在极大值|井壁厚度直接影响着刃脚端阻力大小和侧壁摩阻力变化规律,进而间接影响沉井的下沉深度|沉井悬吊力大小随着施工条件的变化而变化,对于沉井设备悬吊能力的设计应根据实际情况进行综合考虑|对于内径6m,厚度0.5m的矿山沉井井壁,在f=8kPa条件下,其最大下沉深度为56m|根据下沉深度设计减阻泥浆性能是控制下沉阻力、实现系统优化的重要手段。     

高潜水位地区穿过流沙层的施工技术

介绍了湖西矿井井架基础施工时遇到流沙层的施工情况 ,结合降水变形观测手段 ,最终安全通过流沙层。为相似地质条件下成功完成施工任务提供一条切实可行的途径。     

深部承压含卵石流沙层的成孔方法的研究与实践

在深部钻探施工中,经常遇到承压流沙层。目前,国内外未见任何关于承压水条件下的成孔方法。文中通过一个工程实例,论述了穿越承压流沙层的思路、技术要求、工艺方法及效果分析。     

悬浮下沉钻井井壁筒轴向失稳特性与滑移试验

以现场实际井壁下沉过程为条件,自行设计了钻井井壁模型试验装置和试验过程,完成了钻井井壁的悬浮下沉模型试验.结果表明,井壁触底后随着配重水量的增加,筒体竖向轴线的形状类似于正弦曲线;井壁内力增加,井口支承反力也在增加.通过对试验结果的分析,得出井壁底的滑移主要是由于配重水质量增加引起的.     

某矿表土段斜井沉井法施工

目前我国煤矿斜井施工通过较薄流沙层一般采用大揭盖、疏干、板桩法等方法，遇到中厚和厚的流沙层时，这些方法就难以通过。冻结法、帷幕法等在技术上是可行的，但工艺复杂，技术要求严格，需大型设备，工期长，成本高。因此，对于冲积层较浅且含有较厚的流沙层的斜井施工...     

厚风积砂覆盖地层立井井壁竖直附加力与井壁结构

采用物理试验方法,初步开展饱和砂与井壁混凝土界面竖向剪切试验,获得了界面竖向抗剪强度指标;基于数值计算,进一步研究厚风积砂覆盖地层立井井壁竖直附加力的变化规律。结果表明:风积砂地层中,井壁竖直附加力随深度的增加呈现出非线性增长规律,并在风积砂含水层与基岩交界面附近达到极值;进入基岩段后,竖直附加力部分由基岩分担,附加力急剧减小。在厚度超过100 m的风积砂地层中,随着含水层水位的不断下降(如超过20 m),传统的双层复合井壁结构在竖直附加力等作用下,于基岩交界面附近可能出现井壁破裂灾害,应采用适应地层沉降的可缩井壁结构限制竖直附加力的增长。     

削球式及椭圆回转式钻井井壁底力学性能分析

钻井法凿井是采用大型钻井机经一次或几次扩孔施工竖井井筒的方法,钻井底部井壁底结构承受最大的水泥浆压力,容易发生破坏。根据钻井井壁底飘浮下沉中的实际工况建立模型,采用ANSYS计算软件对削球式和椭圆回转式2种井壁底的力学性能进行有限元分析,分析2种井壁底的应力分布规律和受力的主要影响因素,同时选取受力形式相对较好的削球式和椭圆回转式模型进行关键点受力比较,提出了对深厚表土层钻井井壁底的最佳结构形式,为今后采用钻井设计与施工时选择最佳井壁底结构形式提供参考。     

超深竖井建设基础理论与发展趋势

简述深井开采定义及其需要考虑的因素,借以区分"深井开采"与"深竖井"定义,包括不同国家对超深井开采界定深度,提出深井开采应注意的关键问题:采动地压与调控、降温技术;总结国外不同国家深井开采生产基本情况与深竖井建设情况,分析不同国家深井开采存在的区别;对当前我国在(拟)建深井矿山进行统计、总结,当前我国超深竖井建设主要在黄金、有色与铁矿行业,建设深度主要集中在1 500 m;与国外相比,我国深井开采矿山矿石种类单一、矿石品位较低。在超深竖井理论分析方面,分别从超深竖井井筒围岩应力解析、井筒断面结构设计、井壁支护结构等方面,详细介绍当前理论与设计存在的问题,提出目前我国超深竖井建设需要解决的核心理论与关键技术。在超深竖井建设技术方面,分别从凿岩爆破、综合化机械施工、吊盘以及钢丝绳提升等方面,详细叙述我国超深竖井建设存在的问题。针对复杂应力环境下超深竖井井筒围岩稳定性控制,提出(类)椭圆形井筒结构及释能井壁支护形式;系统介绍了凿井设备、吊盘以及钢丝绳等研究进展,为我国超深竖井建设提供借鉴。     

冻结立井井架基础不均匀沉降处理方法

屯留煤矿南回风井立井井筒凿井过程中,由于井筒解冻,造成井架基础不均匀沉降的状况,经采取措施,加固井架基础后,解决了井筒沉降问题。该方法可供出现类似情况的矿井在处理上作参考。     

钢井壁失稳原因浅析及预防

钻井法施工的一些开采年限较短、井深和井径较小的竖井中,有时采用钢井壁作为永久支护,但是相对于钢筋混凝土井壁,钢井壁在使用过程中极易发生屈曲变形,甚至导致井简破坏,使用中应引起高度的重视。结合工程实例,对钢井壁失稳时的临界应力、影响因素进行了分析,并提出了相应的预防措施。     

施工期钻井井壁混凝土应变实测分析

介绍了温家庄铁矿副井钻井井壁施工期间井壁混凝土应变光纤光栅实测方案,分析了混凝土应变变化规律,结果表明：施工期井壁混凝土以受压为主,环向应变大于竖向应变,应变变化阶段与施工工序相对应。漂浮下沉阶段混凝土应变呈现“双线性”特点,实测应变与导出公式计算值相吻合;增加配重水阶段环向压应变减小而竖向压应变略有增加;首次注浆阶段压应变显著减小,个别出现拉应变;后3次注浆阶段压应变先增加后减小,环向应变变化大于竖向应变;抽排配重水阶段环向压应变显著增加,竖向应变变化不大;二次补注浆阶段压应变先增加后减小,但幅度较前述注浆时有所减小。     

深厚冻结基岩中新型单层井壁的施工技术与混凝土应变实测

以呼吉尔特矿区葫芦素副立井为工程实例,详细阐述了国内首个基岩冻结新型单层井壁的施工工艺和混凝土应变实测方法,对施工过程中的技术难点进行了分析,给出了井壁混凝土的质量控制指标。现场实测表明：新型单层井壁混凝土应变是冻结压力、井壁温度共同作用的结果,其变化规律可分为OA , AB, BC, CD 等4个阶段;混凝土浇筑完毕后的99.6~149.5 d,混凝土竖向、环向压微应变极值分别达到－190.5～－458.0和－590.4～－799.1;混凝土环向压微应变极值为竖向的1.3~4.2倍,且最大不超过混凝土极限压微应变估算值 ε max 的25.7%;凿井期葫芦素副立井单层井壁处于安全状态     

深厚表土层变断面钻井井壁竖向稳定临界深度的有限元计算

在给出了深厚表土层钻井井壁竖向稳定性有限元基本理论的基础上,结合工程实例,计算出该钻井井壁的竖向稳定临界深度为635 m（其钻井井壁全深为645.3 m）,表明该钻井井壁在下沉到底时存在竖向失稳的可能性.通过增加横向约束的方法,井壁的竖向稳定性可得到有效地改善.同时研究了井壁的质量、井壁上下端的约束条件和井壁底接触面积等因素对钻井井壁竖向稳定临界深度的影响.结果表明：井壁的质量与钻井井壁竖向稳定临界深度成反比;井壁上下端的约束条件对井壁的竖向稳定性影响较大;井壁底与岩面的接触面积越大,井壁的竖向稳定性越强.     

立井井筒注浆封堵固液耦合数值模拟

针对某煤矿复杂水文地质条件下立井井筒严重涌水的实际情况,采用理论分析和数值模拟相结合的综合研究方法,深入分析了立井井筒涌水机理;结合井筒围岩特性和周围地下水渗流场的变化规律,通过试验研究,选择以马丽散N为主的注浆材料;在考虑水体作用条件下,通过FLAC3D对立井井筒注浆封堵进行固液耦合数值模拟,分析了马丽散N在立井井筒注浆封堵中的使用效果;经过实测煤矿涌水量最终小于0.05 m3/h,达到了防治井壁破裂、封堵涌水的目的,抑制了井壁附加应力。