立井井筒超深冻结钻孔施工工艺
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井筒施工工艺和方法1.引言本文档旨在介绍井筒施工的工艺和方法。
井筒是一种用于地下工程中的人工开凿的竖井或立井结构。
井筒施工的目的是为了建造各种类型的井筒以满足地下工程的需求。
本文档将阐述井筒施工的一般步骤和常用方法。
2.井筒施工的一般步骤井筒施工的一般步骤如下:1.确定施工井点:根据需要确定井筒的具体位置,在选择合适的地点进行施工。
2.地面工程准备:对施工井点进行地面工程准备,包括清理废土和平整地表等。
3.钻孔井筒:通过使用钻孔设备进行井筒的钻孔,形成井筒的孔道。
4.井筒加固:对钻孔形成的井筒进行加固处理,以保证井筒的结构安全性。
5.井筒衬砌:在加固井筒的基础上进行井筒的衬砌工作,以进一步巩固井筒结构。
6.井筒设备安装:根据井筒的具体用途和需求,安装相关的井筒设备,如井口设备和井底设备等。
3.常用的井筒施工方法常用的井筒施工方法主要有以下几种:1.钻孔法:通过使用钻孔设备进行井筒钻孔,是一种常用的井筒施工方法。
这种方法施工速度较快,适用于较深的井筒。
2.掘进法:通过挖掘土壤进行井筒的掘进,是一种传统的井筒施工方法。
这种方法比较适用于浅井筒和小直径井筒。
3.爆破法:通过使用爆破药物进行井筒的开凿,是一种高效的井筒施工方法。
这种方法适用于硬质土壤和岩石等的井筒施工。
4.钻杆推进法:通过使用钻杆进行井筒的推进,是一种逐段推进的井筒施工方法。
这种方法适用于较长的井筒和特殊地质条件下的井筒施工。
4.结论井筒施工是地下工程中重要的环节,合理的施工工艺和方法可以保证井筒的质量和安全性。
本文档介绍了井筒施工的一般步骤和常用方法,有助于施工人员了解和掌握井筒施工的要点和技术。
希望本文档对井筒施工工程有所帮助。
以上所述内容仅供参考,具体施工方法应根据实际情况和相关法规进行决策。
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关于立井冻结法施工的说法
立井冻结法施工是一种特殊的施工方法,适用于冰点高于-2℃、地下水流速小于5m/d、地温低于35℃、冲积层厚度小于700m、冻结深度小于950 m的立井井筒。
这种方法通过制冷技术暂时冻结加固立井井筒周围的不稳定地层,隔绝地下水后进行凿井。
在立井冻结法施工过程中,制冷站是关键设施,它集中设置了制冷设备和设施,为地层冻结提供负温循环盐水。
冲积层是覆盖在基岩露头之上的第三系第四系地层。
通过人工制冷方法,使松散不稳定含水地层冻结,形成含有冰的土(岩)。
冻结壁是立井冻结法施工中形成的封闭冻结帷幕,具有一定的厚度、强度和深度。
冻结壁形成期是从开始冻结至达到冻结壁设计要求的时间,也称为积极冻结期。
而冻结壁维持期是冻结壁达到设计要求后,为维持其设计性能的时间。
立井冻结法施工及质量验收应符合国家标准《GBT51277-2018矿山立井冻结法施工及质量验收标准》的规定,同时还要符合国家现行有关标准的规定。
在施工过程中,应实行现代化科学管理,实施绿色施工,积极推广应用成熟的新工艺、新技术、新设备和新材料。
冻结法凿井技术在立井开拓中的应用及其注意事项摘要:冻结法凿井在井筒特殊施工中被大量应用。
其优点在于:适应性强、支护结构灵活、易控制、隔水性好、对环境影响小,尤其在不稳定表土层中施工井筒。
自90年代中期,随着冻结法凿井技术的逐渐推广,我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一。
但是在立井井筒冻结法施工中,仍然存在一些问题。
介绍了冻结法施工技术、存在的问题及其注意事项。
关键词: 冻结法施工;井筒;主要问题;注意事项中图分类号:td265文献标识码: a 文章编号:在立井井筒开挖之前,必须在开挖井筒的周围打一定数量的冻结孔,孔内安装冻结器。
低温盐水在冻结器中流动,吸收其周围地层的热量,形成冻结圈并逐渐扩大连接成封闭不透水的冻结壁,用于抵抗地压、隔绝地下水。
然后,在其保护下进行掘砌施工,待掘砌到预计的深度后,停止冻结,进行拔管和充填工作。
立井井筒冻结法施工主要工艺过程包括冻结孔施工、井筒冻结和井筒掘砌等主要工作。
由于地下空间的不确定性,冻结法在井筒的施工中还存在很多的不确定性,从而引起了很多问题,像冻结管断裂、冻结井壁破裂、工作面底鼓、冻结壁变形、风动机具的冻结堵塞以及地表冻融危害等问题。
现结合多年来的工作实践,就以上相关问题作简要分析,重点阐述了施工过程中的注意事项。
1 冻结孔偏斜及其注意事项1.1 原因分析一方面,随着施工的推进,钻机天轮、立轴和钻孔已不在一条垂直线上,或者钻具发生了弯曲,或者使用的泥浆过浓或过稀,这些问题只要认真检查是可以避免的。
另一方面就是地质条件的变化因素引起的,随着钻孔深度的变化,地层中岩石的性质也在不断变化,无论是由硬变软还是由软变硬,若不改变原来的钻进参数和采取相应的措施,就容易发生冻结孔偏斜。
1.2 注意事项首先要根据工程地质实际情况合理选择钻具,φ89mm钻杆使用方便、纠斜较好,应是冻结孔施工的首选,其次适当加重管的长度和重量也可有效防止偏孔;其三是钻头选择,一般而言,上部采用四翼钻头,下部采用牙轮钻头较为合理。
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油田、天然气田等工程施工中,采用一系列先进的技术和设备,实现大直径深立井井筒的快速施工。
随着石油和天然气勘探深入,对井筒施工工期和质量的要求也越来越高,因此大直径深立井井筒快速施工技术的研究和应用显得尤为重要。
一、大直径深立井井筒的特点大直径深立井井筒是指直径在300mm以上,深度在2000m以上的井筒。
这类井筒一般用于水平井、多层井等特殊的油气开采工程中。
相对于传统的井筒,大直径深立井井筒有以下特点:1. 硬度较高:由于钻进深度较大,井筒所受到的地层压力和地层反压也较大,因此对井筒的硬度要求也较高。
2. 施工周期长:由于深度大,施工周期一般较长,需要耗费更多的时间和人力物力。
3. 技术要求高:大直径深立井井筒施工对技术水平要求较高,需要运用多种先进的施工技术和设备。
在面对这些特点时,传统的井筒施工方式已经很难满足施工要求。
大直径深立井井筒快速施工技术的研究和应用显得尤为迫切和重要。
为了实现大直径深立井井筒的快速施工,工程技术人员们不断探索和创新,研发出了一系列先进的施工技术和设备。
以下将就几种常见的快速施工技术进行分析。
1. 钻井液技术钻井液是钻井过程中不可或缺的一项技术。
在大直径深立井井筒的施工中,采用高效的钻井液技术可以有效提高施工速度并保证施工质量。
目前,常见的钻井液技术有超低固相含量钻井液技术、清洁交替钻井液技术等。
这些技术可以有效减小井筒固相含量,降低井眼摩阻,提高钻进速度。
2. 快速钻进技术快速钻进技术是指采用先进的钻井设备和工艺,实现钻进速度的提高。
目前,常见的快速钻进技术有动力钻进技术、液压动力钻进技术等。
这些技术可以有效提高钻进速度,并减少对设备的磨损,从而降低施工成本。
3. 自动化技术自动化技术是指在井筒施工过程中,采用自动化设备和技术,减少人力干预,提高施工效率。
目前,常见的自动化技术有自动钻杆技术、自动化装置技术等。
立井井筒工程施工方式一、前期准备工作1.方案设计在进行立井井筒工程施工之前,需要对工程进行详细的方案设计。
方案设计包括确定井筒的位置、深度、直径、施工方式等一系列参数。
设计要考虑到地下水位情况、地质构造、地表环境等因素,以保证井筒工程的稳定性和安全性。
2.土壤勘察在方案设计确定后,需要进行土壤勘察,以获取有关地下土质条件的详细信息。
土壤勘察包括采取岩芯取样、地下水位测定、地质勘探等方式,以确定井筒施工的条件和难点。
3.施工方案编制根据方案设计和土壤勘察结果,编制详细的施工方案。
施工方案包括确定施工队伍、施工工期、施工机械设备等一系列内容,以确保施工过程的顺利进行。
二、井筒开挖1.安全防护在进行井筒开挖前,需要建立严格的安全防护措施。
包括设置围挡、安装井筒支护结构、配备氧气检测仪器等措施,以确保施工人员的安全。
2.机械作业井筒开挖通常采用机械作业的方式。
机械设备包括挖掘机、抽水泵、隧道掘进机等。
操作人员需要熟练掌握机械设备的使用方法,并根据施工方案进行作业。
3.地质监测在井筒开挖过程中,需要进行地质监测,以及时掌握地下土质的情况。
根据地质监测结果,及时调整施工方案,以确保井筒的稳定性。
4.抽水处理在井筒开挖过程中,可能会遇到地下水的渗透问题。
需要及时进行抽水处理,以确保井筒的干燥施工环境。
5.质量检查井筒开挖完成后,需要进行质量检查。
检查包括井筒直径、井筒壁厚度、井筒内部的水质情况等内容,以保证井筒的质量符合要求。
6.井筒支护完成井筒开挖后,需要进行井筒支护工作。
支护结构包括混凝土浇筑、钢管支护等,以保证井筒的稳定性和安全性。
三、井筒装备1.井筒设备安装在井筒开挖和支护完成后,需要安装井筒设备。
设备包括水泵、管道、阀门等。
安装需要按照设计要求进行,确保设备正常运行。
2.井筒调试完成井筒设备的安装后,需要进行井筒调试。
调试包括启动设备、检查设备运行情况等工作,以确保井筒设备正常运行。
3.井筒试运行完成井筒设备的调试后,进行井筒的试运行。
冻结法凿井发布时间:2011-3-18 17:26:28一章术语、符号1.1冻结法凿井在井筒开凿之前,用人工制冷的方法,将井筒周围含水松散不稳定的冲积层、基岩含水层进行地层冻结,形成封闭的符合工程安全要求的起到临时保护作用的冻结壁,然后在冻结壁的保护下进行井筒掘砌工作的一种方法。
1.2冲积层覆盖于基岩露头之上的第三系、第四系地层。
1.3冻结壁用人工制冷的方法在井筒围岩中所形成的具有一定厚度和强度的冻土墙。
又称冻土帷幕。
1.4冻结壁交圈时间从地层冻结开始至井筒周围所有的冻结器单独形成的冻土圆柱均相交连接成筒形的冻结壁所需的时间。
1.5积极冻结期从地层开始冻结至井筒周围所有冻土圆柱相交、连接,且形成达到设计厚度、强度冻结壁所需的时间。
1.6维护冻结为了在井掘砌工程完工前,维护冻结壁的厚度和强度仍要继续供给一部分冷量,直至井筒掘砌工程结束,维护冻结终止,冻结壁自然融化。
1.7人工冻土用人工制冷的方法使含水松散不稳定的地层降温,达到一定的负温度,具有一定强度的冻土。
1.8冻结站在井筒附近集中设置制冷设备和设施的建筑场所,其中主要有氨制冷循环系统、盐水循环系统、冷却水循环系统及供电系统。
1.9防水性(?)井壁结构形式一般有单层、双层、双层混凝土塑料夹层复合井壁,永久井壁漏水量应不得大于0.5m3/h, 并不得有集中喷水和含砂的水孔。
1.10双层井壁由外层井壁和内层井壁纸盒而成,外层井壁由上而下随井筒短段掘砌冻结段底部,其厚度和强度应能承受井壁外层井壁施工结束后,由下而上连续一次浇筑至井口,其厚度和强度应能承受静水压或有负摩擦力的作用。
内外层井壁材料,我国采用钢筋混凝土和混凝土。
1.11双层混凝土塑料夹层复合井壁在双层混凝土井壁的内外井壁之间铺设一层或两层厚1.5mm聚乙烯塑料板而成,设置塑料板后,制止了内层井壁的温度裂缝,井壁防水性能好。
第二章勘察要求2.1井筒检查钻孔2.1.1编制立井井筒冻结法凿井施工组织设计时,必须有该井筒的“井筒检查孔地质报告”。
立井井筒深厚黏土层施工技术浅析【摘要】本文就冻结施工深厚表土层,尤其是在连续黏土层厚度较大且含水率较低、蠕变性较大的条件下的掘砌施工方法,提出了施工方法及经验。
【关键词】深厚黏土层施工施工方法一、概况立井井筒是矿井的咽喉,井筒深,断面大,施工条件复杂,比其他工程困难,虽然工程量不大,但工期长,因此加快立井井筒施工进度是缩短矿井总工期的有效途径。
近年我们施工的几个井筒,有的区域黏土含水率较低,个别层位含水率甚至不足10%,且滑面较多,所含钙质黏土单轴蠕变变形较大,-10 ℃的最大达到14%,且冻胀率较大,最大甚至25%,黏土实验冻结冰点为-2.3 ℃,冻土强度偏低,-20 ℃时为3 mpa。
下面简要谈谈施工经验。
二、冻结措施与掘砌施工方法具体施工冻结设计为:深度为512 m,3圈孔布置,内圈防片帮孔深210 m,冻结管直径φ159×5 mm,为无缝钢管,中圈孔深度512 m,为主孔,冻结管直径φ140×5~7 mm,为无缝钢管,外圈孔采用下部局部加强,上部用无缝钢管200 m,φ159×5 mm,下部至483 m 为φ140×7 mm。
设计主井使用冻结机,制冷能力为8.3万mj/h,全部是高效率螺杆压缩机,需冷量为1.9万mj/h,盐水温度为-33~-35 ℃,设计冻结壁厚度8.3 m,冻结壁平均温度-20 ℃,控制层井帮温度-8 ℃,计划冻结时间96 d,75 d开始开挖。
主井开工后头两个月施工速度较快,采用段高3.3 m施工,月进度超过100 m,但到了施工下部,特别是到256 m后,因冻土强度低、冻结井帮温度偏高、井帮位移较大等原因,出现冻结管断裂现象。
通过缩小施工段高、强化冻结、下套管处理断管、加强监测等一系列措施,深部井帮温度大大降低,-400 m深以下的井帮均低于-10 ℃,这时段高控制在1.8 m以下,通过对盐水浸泡的区段采取快速通过,便安全顺利地通过了厚黏土层。
复杂地质构造竖井井筒冻结法施工:复杂地质构造竖井井筒冻结法施工近年来,人们越来越重视对地下空间的开发和利用,但由于地下空间各种复杂的工程地质和水文地质条件,如软土、含水不稳定层、流砂、高水压及高地压地层等,在这种复杂环境下施工,常规施工方法不能维持周围土体稳定,而要采用一些特殊的施工方法,冻结法就是其中之一。
另外,我国经济发达地区且地质条件好的煤田,绝大部分已得到充分开发,其中不少煤田已经枯竭,需要开发深厚表土所覆盖下的煤田。
但这些矿井大多都要穿过400~800m的深厚表土层,在这种复杂的地质条件下,用常规的建井技术已经不可能,必须考虑采用特殊的凿井技术,即竖井井筒冻结法凿井技术。
由于冻结法(特别是竖井井筒冻结法)在复杂地质施工中的普遍应用,它的施工技术要点及难点也成为研究的主要课题。
一、冻结法的施工工艺冻结法施工技术在国际上已有一百多年的应用历史,在城市土木工程的应用始于1886年瑞典斯德哥尔摩24m的人行隧道的建设。
在西欧、前苏联、日本等科技发达国家,该技术已是城市建设中一项成熟的施工技术和施工方法。
如比利时的布鲁塞尔某深基坑外围尺寸为37×81m,采用冻结法施工效果较好,又如东京地下快速公路十号及十一号隧道,瑞士阿尔堡勃恩隧道,杜塞尔多夫隧道均采用先冻结后开挖的施工方法,原西德的海尔纳东部泵站建筑基坑,苏联莫斯科地铁车站的开挖,也均采用冻结法施工技术施工。
代写论文我国采用冻结法技术施工煤矿井筒自1955年开始,至今有40多年的历史,共用冻结法施工煤矿井筒430余个。
其中冻结最大深度435m,冻结表土层最大厚度375m,冻结法技术已是我国煤矿井筒施工中成熟、可靠的特殊施工方法之一。
进入70年代,冻结法技术开始在城市建设基坑开挖及路桥施工中推广应用。
如北京地铁车站的护坡工程、沈阳地铁试验井开挖、内蒙海拉尔水泥厂地下皮带走廊施工、南通钢厂沉淀池施工,凤台大桥主桥墩开挖上海过江隧道出口、地铁车站、泵站施工等均是采用冻结法技术施工,效果很好。
煤矿大直径立井全深冻结技术王斌;江恩武;程志彬【摘要】门克庆煤矿副井净直径10 m ,井深755.45 m ,采用全深冻结法施工,冻结深度768m。
井筒所穿地层,大部分为白垩系和侏罗系软弱岩层,其中有3层含水层。
冻结孔采用主孔+辅助孔布置方式。
井筒于2010-10-17正式开机冻结;至同年11月27日,冻结壁交圈;12月6日(开机冻结后49d)试挖;2012-01-02停止冻结。
至2012-01-15,井筒安全顺利落底,取得预期效果。
%A net diameter of a mine auxiliary shaft in Menkeqing Mine was10m ,the depth of the shaft was 755.45m and the shaft was constructed with full depth freezing method. The freezing depth of the shaft was 768m. The strata passed through by the shaft mainly were Cretaceous and Jurassic soft rock strata. Among the strata ,there were three aquifers. A main borehole+auxiliary borehole pattern meth‐od was applied to the freezing boreholes. A freezing of the mine shaft was officially started on Oct.17 , 2010 based on the refrigeration machine set turned on. On November 27 of the same year ,a freezing ring of the freezing wall was formed. On December 6 ,2010 ,a trial excavation was conducted in the shaft (after 49 days of the refrigeration machine set was turned on).On January 2 ,2012 ,the freezing operation of the shaft was stopped and on January 15 ,2012 ,the mine shaft was safely and successfully reach on the bottom of the mine shaft with the expected effect.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P8-10)【关键词】大直径立井;全深冻结;西部地区;软弱岩层【作者】王斌;江恩武;程志彬【作者单位】中天合创能源有限责任公司门克庆煤矿,内蒙古鄂尔多斯 017000;中煤第五建设有限公司第三工程处,江苏徐州 221006;中煤第五建设有限公司第三工程处,江苏徐州 221006【正文语种】中文【中图分类】TD265.3+41 工程概况门克庆煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市乌审旗图克镇境内,设计生产能力12Mt/a,服务年限95.5a,立井开拓。