原件钻井法施工井筒井壁及井壁底工法

钻井法施工井筒井壁及井壁底

破除施工工法一、前言随着现在科技的进步，立井井筒施工越来越多的采用钻井法施工，由于预制井壁下沉到设计深度后，预制井壁壁后的泥浆不能完全的被水泥浆置换出来，因此在破除井壁前需要对井壁壁后置换充填情况进行检查并对井壁壁后充填层进行加固封水，破除部分井壁后在井壁下方搭设型钢垛，并增加生根壁座与井壁混凝土同时浇注，这样能防止在预制井壁破除后造成预制井壁下沉、井壁壁后充填层“冒顶”及片帮事故的发生。我们施工的淮北矿业集团袁店煤矿南风井井筒破除预制井壁底“锅底”工程就采用这种方式安全顺利施工完毕。我们经过反复讨论、总结形成本工法。二、工法特点可操作性强，完善、简便。工程质量有保证，保证施工人员的安全，防止预制井壁在破除后井壁下沉及“片帮”、“冒顶”等事故的发生。能够满足施工规范及设计要求，不破坏井壁的稳定性。施工安全、效率高。三、适用范围本工法适用于井筒采用钻井法施工后，破除部分井壁，如施工马头门后转入巷道施工或破除锅底转入基岩段施工的工程。四、施工工艺井壁固定及泥浆置换施工充填固定是当井壁下沉到底后，通过在井壁内预留的充填管道向井壁外侧与钻井井壁之间环形孔间注入比重比泥浆大的充填材料（南风井井壁充填采用比重为1.6〜1.7g/cm2的水泥浆充填），并自上而下的将泥浆置换出来。充填注浆管与预埋在井壁的套管和环形分流管相连（南风井井壁充填方法为井壁漂浮内管充填）；注入水泥浆，使泥浆顺临时锁口流至泥浆池。在井筒内水排完后通过对井壁的观察在预制井壁法兰连接处潮湿，说明充填物没有将泥浆完全置换充填不密实，充填层内有裂隙与外界自由水相连通。并且这种充填置换泥浆有一部分泥浆不能被置换（见图）。井壁漂浮内管填充及没有置换泥浆2充填管2—截止阀3—临时锁口4—井壁5--井帮6--逆止阀7--弯管8-分流管9--没有被置换的泥浆10--新增排浆孔检查复注情况由井壁底开始向上30m范围内沿井筒每隔5m等距布置4个检查孔，上下层位检查孔错开45°，钻孔穿过井壁100mm。井壁检查情况如下：⑴个别检查钻孔钻到设计深度后为“干孔”；⑵个别钻孔有突发性浆液喷出，但很快减少，压力也消失；⑶在靠近井壁底范围的钻孔在钻到设计深度后，孔内流出浆液后出清水，且压力与静水压接近。通过检查说明在靠近井壁底的填充层局部有孔洞，与含水层相通，但是井壁检查孔都进行了注浆处理，但是单孔进浆量不大，很有可能井壁外的泥浆没有被水泥浆完全置换，由于泥浆不透水，而单孔注浆也不能将泥浆置换。锅底处探放水情况及壁外注浆加固技术为了防止在破除锅底后出现意外情况，在锅底部位均布了10个检查孔，检查孔为卩42,检查孔深度1.5m，穿过井壁及填充层，10个检查孔全部出水（水微黄，带泥浆）总涌水量为21m3，水压约为3Mpa。随着长时间的排放观察，水变清，但流水量未减小。通过观察对出水原因进行了分析：①下部砂岩裂隙水，②上部表土段通过填充层与钻井井壁裂隙流入锅底的水窝处。通过以上原因分析决定自锅底向上12m范围进行检查注浆，具体步骤如下：由井壁底开始向上12m范围内沿井筒每隔3m等距布置4个检查孔，上下层位检查孔错开45°，钻孔穿过预制井壁、填充层，进入岩层不低于100mm。注浆工作从井筒最底部开始，注浆前适当放浆卸压，而后注入清水洗孔，此时应将上

部及左右相邻孔打开排放浆液，待检查孔流出的清水后，再从检查孔注入水泥浆。注浆时严格控制注浆压力，不得超过井壁所能承受的压力，待全部补注浆工程结束后,重复检查一次，直到合格为止。壁厚检查填充布孔方式壁厚检查填充布孔方式锅底破除及安全防护措施⑴、锅底破除因为考虑到钻井法施工的工序，在井壁下沉到设计深度后一级钻孔中余留的泥浆不能被水泥浆完全置换出来，为保证施工人员的安全施工，并防止在破除锅底后井壁下沉，爆破采用分块按照顺序爆破（见附图）。钻爆器材的选择凿岩机：采用7655型凿岩机。钻杆：选用B22mm中空六角钢钻杆，长度1.5m。钻头：选用042mm“一”字合金钢钻头。炸药：选用二级煤矿许用PT-473型水胶炸药，药卷规格为027X200mm。雷管：毫秒延期电磁雷管，高频放炮器起爆。联线方式：串联联线方式。爆破参数.炮眼布置：首先在需要破除的井壁上部一圈的井壁上打孔，眼距为200mm,角度为45°,这样能有效的减少在爆破时爆破应力（见图）。接着在需要破除的预制混凝土井壁底上分块

钻眼，炮眼深度为500mm，眼距为200mm，炮眼角度按锅底内表面辐射线方向布置。⑵、锅底破除后安全防护措施.严禁在打眼时穿透预制锅底混凝土，防止壁后泥浆压力过大喷出伤人。.在破除部分锅底并清理至硬底后用型钢搭垛支撑井壁，防止井壁下沉（见附图）。钢垛示意图型钢采用工字钢搭成井字架，并焊接牢稳。型钢垛与井壁底接触密实，缝隙用斜铁塞紧，斜铁与工字钢焊接.破除锅底后，下井人员要注意井帮矸石滑落，片帮伤人。.锅底破除一块并清理干净后，在超前小井位置处铺设木板，防止井下作业人员跌入超前小井的泥浆中。.破除锅底后，为了防止井帮暴露时间过长，采用短段掘砌的方法增加壁座一处，壁座的高度和搭设的型钢垛相同，及时用组合小模板浇注井壁及壁座混凝土，防止井壁下沉。.破除锅底后及时检查井壁的位置是否偏斜，并将数据报建设单位及监理单位。五、机械设备见表2表2机械设备序号名称规格型号数量备 注井架IV2提升机2JK-3.5/15.513凿岩机765554吊桶3m315稳车5T、 10T106组合模板26块7砼搅拌机TS——50028排矸车10t19装载机ZL-50110对旋风机2X30KW211风镐G5六、劳动力组织见表由于在破除预制井壁混凝土时间每次爆破时间间隔过短，并且在每次爆破过后需要对爆破后露出的钢筋用氧气-乙炔切割，施工人员采用“三八”制进行施工作业，序号岗位工种小班数X每小班人数全计人数备注1管理人员102调度4X14包括站长1人3跟班队长3X134辅助操作工3X135通风3X136瓦检工3X137机修3X18含大班人员5人8电工3X29含大班人员3人9井上下把钩工3X39包括倒矸台10吊盘井口信号工3X39包括倒矸台11主提绞车司机3X2612安检员3X1313钻工3X312含放炮员3人14泵工3X1315班长3X1316直接工3X824小计112七、质量控制与安全生产制定质量安全管理办法，并以文件形式下发，技术部及安监部负责检查落实。成立以项目经理为组长的安全质量管理小组，现场技术负责人进行工序协调控制。采用分块短段掘砌，将工作面矸石清除并找出实底，及时用型钢搭垛将井壁底接实防止井壁下沉。并应防止上部填充层及填充层外的岩石塌落砸人。如发现上部矸石塌落应及时撤出施工人员。八、经济效益分析1.预制锅底破除前通过对锅底上部进行壁后充填注浆加固、锅底处探放水及泥浆置换、锅底混凝土分块破除等技术，使袁店煤矿南风井井筒预制混凝土锅底在安全、优质的前提下仅用7天就破除施工完毕，比原计划提前了8天。不仅保证了施工人员的安全生产，而且提前了工期，节约了设备租赁费及排水费用。2.若破除锅底时强行直接破除锅底，将有可能造成预制井壁壁后泥浆及预制锅底上方的自由水涌入井筒，导致“片帮”及“冒顶”事故的发生，使工作面丧失了安全作业环境；更严重的导致井壁下沉、位移，造成井筒的垂直度不能煤矿提升安全生产使用，不仅为煤矿安全生产带来不可估量的损失，而且增加了了施工方设备租赁费、施工及管理人员工资，更是增加了排水及排矸费用。九、工程实例淮北矿业集团袁店煤矿南风