局部冻结法在西部大型矿井立井凿井中的应用

《局部冻结法在西部大型矿井立井凿井中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第l0期山西焦煤科技No．102013年10月ShanxiCokingCoalScience&Technology0ct。20l3·试验研究·局部冻结法在西部大型矿井立井凿井中的应用王黔，李东永，范明建(1．中煤能源鄂尔多斯分公司，内蒙古鄂尔多斯017200；2．天地科技股份有限公司，北京100013)摘要在分析蒙陕矿区某矿副井穿越地层的水文地质条件的基础上，通过对比分析不同冻结方案的安全、技术、经济指标，确定采用局部冻结法进行立井凿井施工。工程实践表明，局部冻结法能够满足矿井建设的需要，实现了立井快速、安全、高效凿井施工的

2、目标。为我国西部大直径、中深井筒的安全高效建设积累了经验，具有较好的示范作用。关键词立井凿井；局部冻结法；方案设计；工程应用中图分类号：TD265．3文献标识码：B文章编号：1672—0652(2013)10—0025—031工程概况及水文地质状况1．2水文地质1．1井筒概况1．2．1含水层水文地质状况蒙陕矿区某矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市根据矿井水文地质勘探结果，按照地下水的赋存乌审旗境内，井田位于鄂尔多斯高原之东南部，区域条件、水力特征及含水层的纵向分布结构，将矿井地性地表分水岭“东胜梁”的南侧，毛乌素沙漠的东部，下水

3、划分为4层。详细情况如下：具有高原沙漠地貌特征。该矿井设计生产能力81)第四系萨拉乌素组孔隙潜水含水层。Mt／年，井田走向长度17．8km，倾斜宽度13．5km，面岩性为灰黄色、灰绿色粉细砂，下部夹有黄土状积180．67km。由于矿区煤层埋藏深度较深，最浅亚砂土薄层，含钙质结核，疏松。水位埋深18．22m，的3—1号煤层埋深达到550m以上，属于我国西部含水层厚度43．68m，静止水位标高1110．48m，水煤矿开采深度较深的矿井。矿井副井井筒井口标高柱高度43．68m，水位降深6．02m，涌水量18．06+1132．20m

4、，凿井深度达到580m以上，主要技术L／s，单位涌水量3．299L／s·m(统降单位涌水量特征见表1。在副井凿井施工时，矿井一、二号主立0．4507L／s·m)，渗透系数12．26m／天，富水性井和一号回风立井已经施工到底，井下正在施工井筒中等。间的贯通巷道及临时车场。因此，该井筒具有直径大2)白垩系下统志丹群洛河组风化基岩孔隙、裂和井上井下同期建设的特点。隙承压水含水层。表1副井井简主要技术特征表含水层为白垩系下统志丹群洛河组砂岩，全区分布。含水层岩性为砖红色中、粗粒砂岩，次为细粒砂岩。岩层上部风化裂隙发育，下部孑L隙发育

5、较强，给地下水形成良好的储水空间。水位埋深25．34m，静止水位标高1103．34m，水柱高度176．22m，含水层厚度120．16m，水位降深l9．68m，涌水量1．519收稿日期：2013—07—06基金项目：国家科技支撑计划课题(2012BAB13B02)；中国中煤能源重点科技项目(ZM—MDKY—Fw(2011)一018)作者简介：王黔(198O一)，男，山东邹城人，2003年毕业于中国矿业大学，工程师，主要从事采煤安全技术管理和矿井建设技术管理工作(E—mail)ykjtwq@163．corn·26·山西焦煤科技2

6、013年第10期L／s，单位涌水量0．08465L／s·m(统降单位涌水量根据该矿井的水文地质条件，确定该井筒宜采用0．04683L／s·m)，渗透系数0．1971m／d，富水冻结法施工，以确保施工安全。性弱。2冻结方案确定与参数选取¨3)非煤系地层碎屑岩类孔隙、裂隙承压水含根据冻结工艺的不同，冻结形式主要分为一次冻水层。全深、长短管(差异)冻结、分段(分期)冻结、局部冻全区分布，本区是指侏罗系中统安定组和直罗组结等。合理选取井筒冻结的形式，不仅关系到井筒冻地层。上部安定组岩性为紫红色、灰绿色中粗粒砂结段的施工安全，而且决定

7、了井筒基岩段施工的连续岩、砂质泥岩夹粉砂岩及细粒砂岩岩性；下部直罗组性。冻结深度主要根据井筒含水层、岩性、渗透系数岩性为青灰色、灰绿色中粗粒砂岩，杂色粉砂岩及砂等地质与水文资料确定。特殊凿井技术要求冻结段质泥岩。含水层厚度103．84m，地下水从孔口涌出必须深入不透水的稳定岩层10rn以上。当基岩下部地表，水位高出地面l3．56m，自流涌水量1．63830rn仍有含水层时，应延伸冻结深度。L／s，水位标高1142．55m，水柱高度468．87rn。单根据矿井副井穿越的岩层水文地质条件，该井筒位涌水量0．1205L／s·m(统

8、降单位涌水量0．07089适宜采用一次冻全深或局部冻结方案进行施工。L／s·m)，渗透系数0．02845m／d，富水性弱。水化2．1冻结参数设计学类型为S0一Na型水，矿化度6122mg／L。根据井壁结构图和井检孔柱状图，确定井筒冻结4)煤系地层碎屑岩类孑L隙、裂隙承压水含水层。采用两圈冻