深立井大直径井筒地面预注浆参数优化和改进
浅谈超深竖井后注浆施工经验

浅谈超深竖井后注浆施工经验发布时间:2022-10-24T07:13:00.391Z 来源:《科学与技术》2022年第6月第12期作者:张二虎[导读] 金属矿山受资源形成影响原因张二虎中煤第五建设有限公司第三工程处纱岭项目部江苏徐州 221000摘要:金属矿山受资源形成影响原因,很少有冻结井,但是开采深度越来越深,面临各种水害因素也较多,其中后注浆工作受静水压力,井壁承压,注浆压力等影响治理工作非常困难。
关键字:超深立井;后注浆;白银水泥;改性脲醛树脂1、前言随着社会发展,人类对能源需求越来越大,前期由于受技术限制,对矿产资源开发利用主要集中在1000m以上,以下水平开发利用较少。
根据国家“三深”计划及发展需要,实力较强的单位开始研究超深竖井施工面临的技术难题,其中防治水施工更是难题中难题。
金属矿山资源与煤矿形成不同,主要由火山喷发形成的金属资源,因此,在施工时竖井井筒实际涌水与地质报告出入较大,且无明显含水层,给前期施工决策及设计带来不确定因素,影响施工质量及效率。
暴露的问题均留给施工后解决。
2、工程概述纱岭金矿建设工程位于莱州市北东部金城镇与朱桥镇境内。
回风井井筒净直径为φ8.0m,井口标高+19.0m,封口盘标高+14.5m,井筒成井深度为1343.1m,井筒于2022年3月9日落底。
落底后,实测井筒总淋水107m3/h,难以满足后期施工及验收需要,因此,井筒施工结束后转入后注浆工作,为井筒竣工移交做准备。
3、工程地质及水文地质概况本次注浆段高1343.1m,井壁淋水主要集中在基岩段,岩石为变辉长岩。
变辉长岩:灰绿色-墨绿色,鳞片、柱粒状、纤状变晶结构,条带状块状构造,主要由角闪石、长石、石英、黑云母、高岭土、绿泥石等矿物组成。
井筒目前设两层转水站,分别在-730m水平、-1200m水平。
其中-730m水平以上井壁截水约9m3/h,-730~-1200m水平约35m3/h,-1200m以下约63m3/h。
浅析大直径深立井井筒快速施工技术

浅析大直径深立井井筒快速施工技术大直径深立井井筒快速施工技术是指在大直径深水井的施工过程中,利用现代高科技手段和先进施工工艺,以最短的时间和最高效率完成井筒的建设和施工。
随着石油勘探和开发的不断深入,对井筒快速施工技术的需求也日益增加,在大直径深立井井筒快速施工技术方面的研究和实践已成为石油工程领域的一个热点课题。
一、大直径深立井井筒的施工难点大直径深立井井筒是指井筒直径大于500mm,井深度超过2000m的垂直井。
这类井筒在石油勘探和开发中具有重要的作用,但是也面临着诸多施工难点,主要包括以下几个方面:1. 复杂的地层环境:大直径深立井井筒往往会穿越各种复杂地质构造和地层环境,例如高压、高温、高含硫等特殊地质条件,从而增加了井筒的施工难度。
2. 工程施工风险:大直径深立井井筒施工一旦出现差错可能会导致很大的经济损失和安全隐患,因此必须对施工过程进行严密的监控和控制。
3. 施工周期长:传统的大直径深立井井筒施工周期长,会对整个勘探和开发进程产生一定的影响,因此急需提高井筒的施工速度。
二、大直径深立井井筒快速施工技术针对大直径深立井井筒施工难题,现代科技不断推陈出新,不断改进施工工艺,提出了一系列的大直径深立井井筒快速施工技术,主要包括以下几种:1. 激光导向施工技术:利用激光技术实现井筒的精准导向,从而能够高效地穿越复杂地层环境,大大降低了井筒施工难度。
2. 专用大直径钻机:采用大功率、大扭矩的专用大直径钻机进行施工,能够快速完成井筒的钻进,大幅缩短井筒施工周期。
3. 超声波检测技术:通过超声波检测技术对井下地层进行精准、实时的检测,帮助指导井筒的施工方向和进度,提升施工效率。
4. 自动化施工技术:利用自动化设备和控制系统对井筒施工过程进行全程自动监控和调节,实现施工的高效快速。
5. 稳定性分析与控制技术:通过先进的数值模拟工具进行井筒稳定性分析,并采取相应的措施进行稳定性控制,确保井筒的安全施工。
井筒过巨厚含水层工作面预注浆防治水

井筒过巨厚含水层工作面预注浆防治水摘要:本文研究了利用预注浆防止巨厚含水层井筒过水的技术。
研究中考虑了钻孔参数、注浆工艺、注浆参数以及抗滤性浆料搭配,并研究了不同条件下预注浆防止过水的效果,探讨了预注浆防止巨厚含水层井筒过水的有效技术手段。
关键词:巨厚含水层,井筒过水,预注浆,钻孔参数,注浆工艺,注浆参数,抗滤性浆料。
正文:巨厚含水层是能源勘探中面临的一个重要挑战,其中的井筒过水会对钻井作业产生严重的干扰。
因此,如何防止井筒过水是勘探工程中的重要问题。
本文尝试使用预注浆技术来防止巨厚含水层井筒过水。
首先,本文从钻孔参数出发,钻孔参数会影响预注浆的效果,因此必须充分考虑钻孔参数,以充分发挥预注浆的功效。
然后,研究者考虑注浆工艺,例如注浆压力、预注浆量等,使预注浆更好地应用在巨厚含水层井筒过水防护上。
此外,研究者还考虑了浆料的选择,一般来说,抗滤性浆料对防止井筒过水有更好的效果。
最后,根据不同情况下预注浆防止巨厚含水层井筒过水的效果,探讨了使用预注浆防止巨厚含水层井筒过水的有效技术手段。
综上所述,本文探讨了使用预注浆防止巨厚含水层井筒过水的技术。
研究结果表明,钻孔参数、注浆工艺、注浆参数以及抗滤性浆料搭配都可以提高预注浆防止过水的效果。
在应用预注浆技术防止巨厚含水层井筒过水方面,还需要重视一些重要因素。
例如,地形特征可以直接影响井筒过水情况,地表水位变化可以引起地下水位变化,从而影响井筒过水情况。
此外,よう地层渗透性的不均匀性也会影响预注浆的效果。
另外,预注浆材料的性能也不容忽视,一般来说,柔性浆料作为预注浆材料可以具有更好的效果。
同时,预注浆的量也是考虑的重要因素,过多的预注浆会增加消耗,过少的预注浆会减少效果。
另外,除了预注浆技术之外,还有一些其它技术手段可以有效抑制井筒过水。
例如,采用“水助剂法”,使用疏水剂和粘性剂等特殊添加剂,以防止井筒中的水从理论上有效地耗竭井筒内部的水体,防止反复出现过水现象。
铁矿立井井筒地面预注浆设计及优化

铁矿立井井筒地面预注浆设计及优化
陈振国
【期刊名称】《金属矿山》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】大贾庄铁矿1号副井井筒地面预注浆工程取得了理想的治水效果,通过对其设计的分析及优化,在保证一定的注浆量和注浆次数的前提下,适当减少钻孔个数至10个或8个.注浆材料主要选择成本低、无污染、堵水率高且耐久性好的单液水泥浆和黏土水泥浆.注浆压力参照《GB50511-2010煤矿井巷工程施工规范》中的规定,施工过程中终压尽可能地取压力范围的上限.在计算浆液注入量时应根据地质条件和拟注浆液类型将整个注浆段分为若干层段,分别选取最适合参数单独计算,浆液有效扩散距离不应小于10 m.注浆段高的划分需要充分考虑含水层、隔水层和破碎带的位置,并需在施工中根据各钻孔实际揭露的地层情况对注浆段高进行调整.【总页数】4页(P13-16)
【作者】陈振国
【作者单位】北京中煤矿山工程有限公司,北京100013;煤矿深井建设技术国家工程实验室,北京100013
【正文语种】中文
【中图分类】TD262
【相关文献】
1.深立井大直径井筒地面预注浆参数优化和改进 [J], 王伟;张海骄
2.车寨矿井副立井井筒断面的优化设计 [J], 张雁军
3.杨村煤矿立井地面预注浆工程设计优化 [J], 李方文;赵久良
4.杨村矿主副风井井筒地面预注浆设计施工优化研究 [J], 赵久良
5.立井井筒地面预注浆工艺优化 [J], 魏大勇;苏帮奎
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浅谈立井井筒工作面预注浆工程在硬岩地层中注浆孔施工机具的改进

浅谈立井井筒工作面预注浆工程在硬岩地层中注浆孔施工机具的改进发布时间:2023-02-16T01:26:44.894Z 来源:《中国科技信息》第2022年第9月第17期作者:张东明[导读] 通过鲁中矿业有限公司莱新铁矿二期竖井工程2号副井井筒防治水工程注浆孔施工机具的改进实践,张东明中煤建设集团第三工程处江苏省徐州市 221000摘要:通过鲁中矿业有限公司莱新铁矿二期竖井工程2号副井井筒防治水工程注浆孔施工机具的改进实践,对铁矿立井在硬岩中工作面预注浆工程的注浆孔施工的个人初步总结,为以后在硬岩地层中工作面预注浆工程的注浆孔施工速度、质量提供经验。
关键词:立井井筒;工作面预注浆;软岩;硬岩;注浆孔口管、注浆孔1 前言工作面预注浆是立井井筒防治水的一种常用方法,该方法工艺成熟,可靠性也较高,几十年来在我国的众多立井井筒防治水施工中得到了成功应用。
但是,在这之前的多数立井工作面预注浆的成功实例,所对应的多为煤矿立井软岩地层注浆,其岩石硬度系数f=4~6,注浆孔施工速度快、质量保证。
这几年,随着我国钢铁产量持续高速增长,对铁矿石的需求越来越大,国家对铁矿加大开发力度。
莱新铁矿2#副井井筒净直径7.0m,深832.402m。
揭露地层主要为第三纪粉砂岩、奥陶系石灰岩和蚀变大理岩、燕山期蚀变闪长岩等。
岩石硬度系数f=10~15,有的岩石硬度更高。
水文地质条件特别复杂,垂直节理,溶洞发育,奥灰水丰富,含水层多数存在于奥陶纪石灰岩层以及上覆地层接触段与下覆地层接触段,裂隙发育局部岩溶发育,溶洞大小分布较广,含水丰富,补给条件好,压力大,共进行5次工作面预注浆。
由于岩石硬度高,用原有的施工机械器具满足不了注浆孔施工要求,且钻机易损坏,维修率高;施工用的钻头消耗严重,有的注浆孔根本钻进不了,重新补孔。
因此,一个重要的课题摆在了我们面前:如何采用科学的方法解决立井硬岩中工作面预注浆工程注浆孔施工问题,使施工达到安全、快速、高效。
深立井优化后注浆 快速堵注砼壁淋水实践

深立井优化后注浆快速堵注砼壁淋水实践摘要:谢桥矿二副井井筒施工进入基岩段累深达937米后,上部冻结段已全部解冻,砼壁出现大量淋水,整个工作面水量达23L/h,给深井支护、人员安全带来隐患。
二副井通过优化注浆方案,在短时间内使得井筒工作面水量降至0.3 L/h,堵注砼壁淋水效果明显。
关键词:砼壁淋水优化注浆水灾是立井施工中常见的事故,做好深立井井筒的防治水工作是立井安全优质快速施工的有力保障。
在二副井井筒掘砌前,冻结段已通过地面预注浆有效地封堵了四个含水层组水源。
二副井井筒施工进入基岩段累深达937m后,冻结段全部解冻,砼壁出现大量淋水,整个工作面水量达23L/h,给深井支护、人员安全带来隐患。
二副井通过优化后注浆(后注浆是指含水层揭露后,出现涌水,井壁开裂漏水,需要堵水或加固的注浆技术)方案,历时10天井筒工作面水量降至0.3 L/h,堵注砼壁淋水效果显著,为下一步施工创造了有利条件。
优化后注浆主要从以下4个方面进行分析。
1 后注浆方案的确定二副井注浆前基本情况:井筒掘砌深度937m,其中冻结段井筒掘砌深度350m,基岩段掘砌深度587m;冻结段有4个含水层组;在井深50m、170m和336m已预留注浆孔。
根据井筒出水点的分布、壁后地层岩性及涌水量、涌水特征等综合情况,在冻结段采用壁间注浆以封堵内外壁间的水力联系,基岩段采用壁后注浆方案以封堵表土与基岩的水力联系,达到最终堵水的目的。
施工顺序为首先在冻结段底部(即壁座上部)采用壁后注浆,以封堵冻结段与基岩的水力联系,之后采用上行式对冻结段井深50m、170m和336m位置进行壁间注浆,最后采用下行式点注出水点(在冻结段为壁间点注,基岩段为壁后点注)。
冻结段底部壁后注浆非常关键,采用密集深孔壁后注浆的方法。
2 浆液类型及配制表冻结段的注浆加固以单液水泥浆为主(水泥为新鲜的PO.32.5R普通硅酸盐水泥);堵水以水泥-水玻璃双液浆为主,水玻璃浓度为35~40Be′。
井筒基岩段地面预注浆关键影响因素分析与应对措施

地 面
6 O l
4  ̄4 0 4
l 3
( )将裂隙性相同的岩层划分在 同一个段高 内,力求使 1 浆液均匀扩散。涌水量大 、裂隙较宽时,段高适 当减小 ,反
之加大 。 根据 岩 性 和注 浆 泵 能 力 的 分 析 , 高在 7  ̄8 m 之 段 0 0
间 ,平均段高为 7 m 比较合理 ,在直孔段第二轮注浆过程 5 中将原设计 4个段高缩减到 3个 。( )注浆量远远超过设计 2 值仍达不到终压时,首先应采取间歇式注浆 ,其次加大水泥 配 比或添加特殊外加剂 ,使注浆压力迅速上升 ,从而达到设
( ) 个 ( ) m ( ) m
5 针 对性 措 施
布孔 圈径
( m)
钻 孔类 型
直孔
为了加快进度 , 针对施工 中出现 的问题 , 经分析研究后 ,
采 取 了 以下 措 施 : 5 1 改 进 注 浆 技 术 指标 .
60 2
30 7
1 5
8
Y孔 92 4 45 0
采用新技术 、改进方法 、科学管理 ,在保证 注浆质 量的情况下,大大提 高 了施 工进度 ,取得 了显著 的成绩和 经济效益 。
关键词 :地 面预注浆 ;影响 因素;质量;进度
D :1.99j ¥n17—3621.809 0I 0 3 6 / .i s . 6 1 6 9 . 0 2 0 . 1
岩 性 以 细砂 岩 和 中砂 岩 为 主 。
浆技术参数控制 : 注浆 技术 指标 主要有:段高 、压力、流量 ,
注 入 量 、材 料 质 量 等 。这 里 的几 个 参 数 既 相 互 独立 又 相 互 联 系 ,处 理 不 当 就会 影 响 注 浆 的 正 常 进 行 ,从 而 延 误 工 期 。除 以 上 影 响 因 素 以 外 ,工 人 的 不 规 范 操 作 、设备 故障 、施 工 组 织 混 乱 在 一 定 程 度 上 也 影 响 了工 期 。经 过 细 致 分 析 ,至 1 1 月 1 日,以上 3 因素 影 响 时 间分 别 为 1 0 种 0天 、6天 、7天 , 其他 因 素 3 , 影 响 总 工 期 2 天 6天 。
立井井筒工作面预注浆封水施工技术与安全措施

注 浆 材 料 单 液 浆 初 期 水 灰 比 为 I 1 :, 后 期 为 i 12 注 双 液 浆 时 , 泥 浆 水 灰 比 :.。 水
为 1l .: ( 重量 ) : ~0 6 1 按 ,水 玻 璃 采 3 ~ 5 4 e 波 美 度 。 玻 璃 与 水 泥 浆 比为 l 1 5B 水 : ( 体 积 ) 水 泥 采 用 4 . 级 普 通 硅 酸 盐 水 按 , 25 泥 。注 浆 过 程 中采 用 改 变 水 泥 浆 的 水 灰 比
到井 壁预 留0 3 间距 , 于 钻 机施 工 。 .m 便 一圈 布 置 6 孔 ,孔 间距 17 , 孔 向外 偏 斜 个 .m 钻
约 8 m, 风 井 距 工 业广 场 西 约2 8 m。 k 该 .k 井 s t锁 口标高为 + 8 3m, I 2 .0 井筒 中心坐标为
X= 7 2 7 .0 , 4 6 3 1 .0 , 4 4 6 50 m Y= 3 0 7 4 0 m 净
直径4 5 井筒深度约5 7 5 井简支护 .m, 2 .m。 方 式 :表 土 和 风 化 基 岩 段 ( ~ 1m)为 钢 0 4
0年第 2 3期
C IA S E C N E H O O Y N O MA IN D e2 1 HN CI E A D T C N L G lF R TO e .0 N 0
D :1 .9 9 j i n 1 0 - 9 2 2 1 . 3 0 2 OI 0 3 6 / . s .0 1 8 7 .0 0 2 . 3 s
\ 、 \
— 一 — — —
—, / 二
— ,
m i 后 ,注 浆 压 力 没 有 明 显 上 涨 , 吸 浆 n
注混 凝土。待止浆垫浇注 完毕 ,将其 上面 再铺一层彩条布 。 ( ) 钻 孔 布 置 6 沿工作面周 圈布 置孔 口管 ,作用 是在 钻孔时起导 向作用 , 布孔圈径 19 m, 口 .5 孔
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 工程 与地质 概 况
张集煤矿 新副井井筒深度 8 7 6 . 5 m,井简直径 8 . 8 m,表 土厚 3 3 8 m,主要 由粘土 、砂质粘土、细砂、中砂 、粗砂 、 砂砾层、粉砂 、钙 质粘土等组成 ,底部砾石层覆于基岩上。 基岩段 8个含 水层 ,总涌水量 3 2 4 . 3 7 m0 。注浆开孔 圈径 :直
m
—
பைடு நூலகம்
—— ( 式 1 )
图 2 注 浆帷幕 示意
式中 ,Q为浆液注 入量 ,m3 ;A为浆液损耗系数,1 . 2 ~ 1 . 5 ;R为浆液有效扩散半径,m; 破碎 带中可达 1 0 %;
一
以往井 筒直径都偏小 ,一般不会超过 5 m,故沿用式 l 计算需浆量,对 结果影响不大 ,按上式计算是可 以接受的 。
的 设 计方 法 , 已经 不适 应 现 在 的工 程 了 , 应 加 以优 化 或 改 进 。
( 2 ) 实际上浆液的有 效扩散 半径应 当理解为从注浆孔开 始 的有效扩散距离,而不是以井 筒中心来计算有效半径 。 ( 3 )从 图 2中可以看 出,井筒注浆帷幕厚度为 6 . 5 m, 需浆量应 当是充填图中环形部分的浆 量。
图 1 注浆孔 布置
孔 ̄ o 1 5 m,Y 孔 9 4 4 m。总设计注浆量 1 6 5 0 0 m3 ,起止 深度
3 7 0  ̄ 9 4 2 m,其中岩帽段 l O m( 3 7 0  ̄3 8 0 m) ,直孔段 2 4 0 mm
( 3 8 0  ̄6 2 0 m) ,Y 孔 3 2 2 m( 6 2 0  ̄9 4 2 m) ,直 孔 、Y 孔 各 布
2 . 2 注 浆 压 力 优 化 设 计
以往在分两轮注浆的情况下,一般 第一轮和第二轮段高 划分保持一致 ,如表 2所示,这样做不利于节省工期和降低 注浆难度。根据 淮南矿区地质情况,并结合注浆技术分析,
Q= A x ( R 2 - r ) Hn p
— —
( 式2 )
, , z
式 2中 r 为井筒荒径, 其余 参数 与前 式 中 一致 。
中国西部科 技
2 0 1 3年 1 0月第 1 2卷第 1 0期总第 2 9 1期
2 . 3 多 轮 注 浆 的 段 高 划 分 改 进
为注浆段 高,m: 为
岩层裂隙率,根据岩芯和抽水试验确定,一般为 O . 5 %~3 %, 为浆液 在裂隙 内的有效充 填系数 ,
但是随着井简直径越来越大 , 有的有效半径 R都计算到 1 5 m
以外的地方 ( 如图 2 ),按浆液扩散 能力来算 ( 一般为 8 ~
0 . 8 ~0 . 9 5 ;m为浆液结石率 ,与浆液性质 、水灰 比等有关 ,
5 1
经过改进 的公式和 原公式 比较 ,井简荒径 超过 1 0 m 时, 注浆量减少 2 0 %以上。以张集矿 二副井为例,按 式 1计算为 2 2 0 7 2 m ,而按 式 2计算为 1 7 8 4 7 m ,注 浆量减少 4 2 2 5 m , 减少 1 9 . 1 %。井筒荒径越 大,节约 的注 浆量 就越 多,节约的 成本也越大 ,工期相应还有 巨大 的优势 。
5 0
工程技术
深立井大直径井筒地面预注浆参数优化和改进
王 伟 张海骄 1 , 2
( 1 . 国投新 集集团,安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 ;2 . 淮南矿 业集团,安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 )
摘
一
要 :地 面预注浆技术在工程中应 用有 着悠久 的历 史,技术和工艺也在不断发展 和改进 ,有些 关键技术 E 1 趋 成熟。但也有 些 关键参数 的设计方式一直沿用至今 , 有 的已不适应现在的工艺或工程 了。 结合 淮南某矿 的在 建井筒工程 ,阐述地面预注 浆参数设计的 改进方法 ,可作为类似工程 的参考。 关键词 :深立井;地面预注浆;参数设 计
般0 . 6 0 ~0 . 9 9 。
1 2 m),也扩散不到井 筒中心,故上式 已不适应 目前大部分
的井 筒注浆工程 。实 际上 在淮南矿 区井筒注 浆招投标 过程 中,同一个井筒不同投标单位 设计出来 的浆液量相差甚远 ,
这与计算方式的不同不无关系。
上式 中除浆液 的有效扩散半径 R外 , 其他参数 的取值都 是根据地质条件和实验数据来定的,没有太大 的优化空 间,
D Ol :1 0 . 3 9 6 9 / j .i s s n . 1 6 7 1 — 6 3 9 6 . 2 0 1 3 . 1 0 . 0 2 2
地面预注浆工程在井筒立井防治水方面, 发挥 了不可替
代的作用 ,相 比其他防治水方法 ,具有独特 的优 势,比如 : 施工 工艺简单 、材料来源方便 、可 以与井筒平行施工 、属于 永久性治水工程 、加 固软弱地层及其他方面优势。因此 ,长 久以来,地 面预注浆在立井井筒施工中 , 得 到广泛应用 。但 是, 随着技术的进步、 机械设备的发展、 井筒直径越来越大, 累深越来越深 等方面 的改变 , 而某些设计参数仍然沿用 以往
置 8个,4台钻机 ,分奇数孔和偶数孔两轮注浆 。
2 设计参数优化
2 . 1需浆量的优化设计 需浆量的大小与浆液类 型、岩层 的孔隙率 、浆液充填程 度等 因素有关 ,需浆量计算以浆液扩散 范围、结合有效的注 浆帷幕为依据 。原设计方法 按下式计算 :
Q:— A r c R2 H n l f
但 影 响注 浆 设 计 量 最 大 、最 关 键 的 数 据 R,存 在 值 得 探 讨 的
地 方 ,如 :
把上式做如下优 化可得到:去除井筒 荒径 以内的圆形区 域 ,只计算有效 的防水帷幕环形空间内的浆 液需求量 ,即:
( 1 ) 上式 R是 以井筒中心为基准计算 的, 所 以计算 出来 的 Q值也包括把井筒 中心也充填起来的浆液量 , 而实际注浆 时,井筒 中心却不需要注浆 ,显然取值偏大。