主井煤层冻结情况分析报告

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1、主井煤层冻结情况分析报告一、煤岩地质及水文地质概况12345主井煤岩顶、底板深度分别为517.95m和541.55m，煤层中上部为Ⅲ-4，含水层顶、底板深度分别为518.8m和532.2m，预计井筒涌水量为1619.52m3/d，见下图：二、冻结施工概况12345主井井筒设计直径6.5m，掘进荒直径8.4m，井筒深度539m，冻结深度542m/548m。该井于2008年6月13日开机冻结，2009年1月17日掘进至513m处开始套内壁，3月2日套壁结束，3月6日开始施工“水及瓦斯”探测孔。主井冻结孔布置圈径1

2、4.4m，距开挖井帮3.0m，至2009年3月13日冻结272天。冻结单位一直重视煤层冻结，采取一系列措施，如：冻结孔开孔间距仅为1.256m，连续9个月一直采取积极冻结，盐水温度平局在-30℃以下，除煤层外其他层位均已冻实，冻结壁有效厚度（开掘直径外侧厚度）多达6m，井帮温度也达-11℃以下；但根据测温资料，煤层降温速度仅为煤层顶板含水粗粒砂岩的1/10左右。一、水及瓦斯探测孔施工情况孔号施工日期方位孔深（m）孔径（mm）涌水量备注1#09.3.6北偏东18Φ95总计渗水量约0.1m3打钻至9.8m处入煤层

3、，至11.5m左右见水，打钻至18m处停钻，停止钻进后无水渗出2#09.3.6南偏西21Φ950.3m3/h打钻至10m入煤，11.5m左右见水，16m后水量增大，至21m处停止钻进，停钻后有水溢出.10小时后水量无明显变化，2#探孔封孔孔号施工日期方位孔深（m）孔径（mm）涌水量备注3#09.3.7东偏南36Φ950.18m3/h钻进至9.5m入煤层，至19m处水量增大，至35m处入岩，煤层厚24m，至36m处终孔二、煤岩地层冻结效果评价与分析1、效果评价：根据探测孔观测水量大小及变化情况判断，煤层段冻结壁

4、仍未完全交圈封闭封水。1、原因分析：（1）客观原因：12345主井煤层埋深517.95~541.55m，煤层原始温度+32℃，煤层厚23.6m，呈块状构造，整体性强，垂直裂隙发育。该煤层中的含水层位于煤层顶端1~14.4m处，含水层厚度13.4m。由于该含水层中的水均分布在煤的垂直裂隙中，占整个含水煤层总体积不到1%的比例，剩下99%以上的体积是无法渗入水分的块状干燥煤体（注：干燥煤块的导热系数为0.18~0.19w/m.k，而岩石或沙的导热系数为1~3w/m.k，也就是说岩石或沙的热传导能力相当于干煤块的几

5、十倍）。由于煤块的导热性能不良，冷热交换能力差，非常不容易将冻结管内的低温冷量传递到夹在煤层的垂直裂隙水中使之逐渐降温最终结为冰，因此，尽管我们从主井开冻后，一直加大制冷量，将制冷盐水温度降低在-30℃以下（设计盐水最低温度在-28℃），至今仍未取得理想效果，煤层井帮温度还在+6℃以上，整个井筒其他层位均已冻实，井帮温度在-11℃以下。（2）主观原因：如此深厚、高温煤层冻结在国内尚属首次，已有煤层冻结经验也仅限于两淮等东部地区，煤层的温度、厚度、尤其是含水条件存在较大差异；以往经验均可对照煤层一般为隔水层，不

6、含水，在有水之前，根据主井煤层不同深度的测温温度及其温差，按以往经验也判断为不含水煤层，但实际结果表明是含水煤层，因此，在主观上存在经验主义和对煤层冻结存在经验不够的缺陷。