杨村煤矿风井超深冻结孔施工技术方法探讨.doc

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1、杨村煤矿风井超深冻结孔施工技术方法探讨宋玉露(国投新集能源股份有限公司杨村煤矿，安徽淮南，232164)摘要：杨村煤矿风井冻结钻孔施工深度800n),是我国同期矿井建设中冻结深度最深的井筒。本文简要介绍了杨村煤矿的工程概况以及风井极其复杂的工程地质条件，并结合风井地层实际情况捉出了冻结钻孔防纠偏措施、钻孔质最控制方法、钻孔常见施工技术难题的有效解决办法，在保证冻结钻孔成孔质量的前提下，通过合理调整钻进技术参数实现了冻结钻孔快速顺利钻进。杨村煤矿风井冻结造孔工程为我国800山深的冻结孔施工提供了一•个成功的实例。关键词：深厚表土层特厚粘土层超深冻结孔防偏纠偏1工程概况杨村煤矿隶屈是国投新集

2、公司，年设计生产能力500万吨，布设主、副、风三个井筒，均采用冻结法施工，其中风井冻结钻孔深度为800m,是我国同期冻结法建井中冻结最深的井筒。2地质条件厚达538.9m的深厚表土层,主要由砂层、粘土层组成,其中砂层计352.1m,单层厚度在10m以上有11层,最厚为32.6m；粘土计186.8m，单层厚度在10m以上有5层，在埋深410.4〜446.9m为特厚粘土层，遇水膨胀缩径。垂深538.9〜656.8m为下第三系红层，厚度117.90m,主要山粉砂岩、细砂岩构成。砂岩累计厚度达101.90m,占总厚度的86.4%,—般岩性固结较差，RQD通帘0〜30%,少数为70〜90%,岩样水

3、浸试验多崩解和碎裂，仅少数稳定.垂深656.8〜800.0m为二叠系地层，厚度143.2m,山泥岩、砂质泥岩和务级砂岩纽成，该段岩体普遍具裂隙发育，部分岩层呈高角度斜切裂隙，极发育。3技术要求3.1钻孔布置冻结孔按4圈布置。防片孔分为外防、内防，圈径分别为14.9m.12.9m,各布孔10个，孔深分别为420n)>210m,开孔间距为2.388m；内排孔圈径18.7m,彳孔27个，孔深667m,开孔间距2.171m；中排孔圈径24.Im,

4、2m。另外，布置测温孔6个，孔深667m、800m齐两个，210m、420m各一个；水文孔4个，孔深分别为28m、85m、315m、515m。总计各类钻孔168个孔,工程量106444m03.2冻结管直径防片孔、内排孔、中排孔釆用①159X5〜7mm冻结管,夕卜排孔釆用①140X5〜7mm冻结管，均采用内管箍对焊连接，200m深度以上的冻结管壁厚5mm,200m〜300m深度冻结管壁厚6mm,300m深度以下冻结管庶厚7mm03.3钻孔质量4.3.1钻孔垂直度钻孔偏斜按靶域控制。表十.段靶域半径0.7m,表十.底板至667m靶域半径1.0m,667m以下靶域半径1.5n)o防片孔径向偏值

5、不大于400mm；内排孔、中排孔、外排孔表土段径向偏值不大于700mro,基岩段径向偏值不大于1000mm。4.3.2冻结孔成孔最大孔间距中排孔冲积层小于2.8m,冲积层至667m小于3.4m,667m以下小于5.Om；外排孔与内排孔冲积层小于3.Om,夕卜排冲积层以下小于3.5m,内排孔冲积层以下小于4.Om。4.施工方法4.1施工方法4.1.1钻具组合

6、〜860L/min。4.1.3冲洗液泥浆的主要技术参数如下：粘度为18〜24S,密度在1.05〜1.20g/cm3,胶体率96%,PH值:7〜9。4.2难题处理4.2.1纠偏与防偏问题为了有效控制冻结孔偏斜轨迹，风井采収了以下纠偏措施：（1）垫：将钻塔塔脚用垫铁垫起來。（2）扫：利用翼片较多的扫孔钻头或在钻杆上焊上翼片，慢慢从偏斜处上方往下扫孔。（3）扩：换用比原来大的钻头扩大孔径，修值钻孔。扩至原来孔深再换用原钻头，将钻具悬吊Im左右，慢慢下放开出一个新孔，钻进1〜2m测斜合格，再转入正常钻进。（4）定向：用螺杆钻纠偏。有效的防偏措施可以减少纠偏次数，常见的防偏措施有：（1）保证钻机水

7、平，使转盘中心、钻孔中心和钻塔提升屮心重合，钻机底盘和灰土盘间隙要垫实，确保开孔垂直度。（2）根据地层特点合理调节钻压、钻速、泵量和泥浆配比。（3）严禁使用弯曲和磨损严重的钻具；发现不进尺立即停钻，更换钻头。（4）勤测斜。止常情况下，每钻进30m测斜1次，但在地层变化处，每10〜20m测斜一次。4.2.2吸卡钻问题为有效解决吸卡钻的问题，风井提前做好了预防措施，具体如下：（1）当钻孔钻进至基岩段时，钻孔底部的泥浆失水加快，及易造成卡