煤矿主风井冻结施工组织

1、第一章 工程概况1 工程概况（见表1-1）表1-1 工程概况工程名称邹庄矿主、副、风井井筒冻结工程招标单位淮北矿业（集团）公司承包范围主、副、风井井筒冻结工程及配套的措施工程和施工工程必须的临时工程建设地点安徽省淮北市濉溪县南坪镇设计生产能力设计生产能力240万吨/年质量要求优良2 矿井设计概况（见表1-2）表1-2 矿井设计概况井筒设计概况主井井筒设计直径5.0m，最大开挖荒径7.65m，井筒深度766m。风井井筒设计直径6.0m，最大开挖荒径8.9 m，井筒深度744m。副井井筒设计直径6.8m，最大开挖荒径9.8 m，井筒深度831m。3 地质概况3.1 地层邹庄矿井筒检查孔揭露的地层自

2、上而下有：第四系、第三系、二叠系上石盒子组、下石盒子组，各检查孔揭露的地层厚度见表1-3。表1-3 地层情况统计表孔号地层主检孔风检孔副检孔厚度/m厚度/m厚度/m第四、第三系（Q+N）第四系（Q）70.00252.4065.00252.1570.45259.35上第三系（N）182.40187.15188.90二叠系（P）上石盒子组（P2s）471.92489.21435.63下石盒子组（P1x）272.610130.503.1.1 第四系(Q)第四系假整合于下部第三系地层之上，其粘土类及砂类所占比例见表1-4。表1-4 第四系地层砂、粘土厚度统计表孔号粘土/m百分比/%砂/m百分比/%主检

3、孔32.375427.6346风检孔27.004928.0051副检孔31.055129.4049平均30.145228.3448 全新统(Q4)主检孔厚度29.40m，风检孔厚度29.50m，副检孔厚度28.85m。岩性以土黄色细砂、粉砂、粘土质砂为主，夹薄层粘土、砂质粘土。含砂层34层，厚度分别为10.25m、12.60m、10.65m。砂层结构松散，连续性较好，透水性较强，是第四系的主要含水层。砂层中见螺丝化石及蚌壳化石碎片。粘土可塑性较强，含有砂礓块。顶部近地表0.50m为黄褐色耕植土，为近代河流泛滥堆积而成。本统有24个沉积旋回组成，属河流相河漫滩相沉积。 更新统(Q13)上段：主检

4、孔厚度14.90m，风检孔厚度14.75m，副检孔厚度13.95m。岩性以棕黄色、棕红色夹灰绿色砂质粘土、粘土为主，夹粉砂、细砂及粘土质砂12层，粘土类厚度分别为12.50m、10.70m、13.95m。粘土可塑性强，膨胀量大，含较多钙质结核及少量铁锰质结核。下段：主检孔厚度25.70m，风检孔厚度20.75m，副检孔厚度27.65m。岩性以土黄色粉砂、粘土质砂与土黄色、灰绿色砂质粘土、粘土呈互层状，含砂23层，砂类厚度分别为14.98m、11.35m、18.75m，砂岩结构松散。粘土具较强的可塑性，含钙质结核。本统属河漫滩相牛轭湖相沉积。3.1.2 上第三系(N)上第三系与下伏二叠系地层呈不

5、整合接触，其粘土及砂类所占比例见表1-5。表1-5 上第三系地层砂、粘土厚度统计表孔号粘土/m百分比/%砂/m百分比/%主检孔168.609213.808风检孔165.908921.2511副检孔153.808135.1019平均162.778723.3813 上新统(N2)上段：以灰绿色及棕黄色、棕红色粘土、砂质粘土，夹1薄层粉砂，粘土类厚度分别为31.60m、37.20m、26.00m，粘土类致密，可塑性强，富含铁锰质结核，为一沉积间断古剥蚀面，是第三系与第四系的分界线。下段：主检孔厚度29.20m、风检孔厚度38.10m、副检孔厚度33.25m。以土黄色、棕红色、灰黄色细砂、粉砂、粘土质

6、砂为主，夹灰绿色、棕黄色、棕红色粘土及砂质粘土。砂层结构松散，矿物成分以石英、长石为主，次为云母，粘土类致密，可塑性强，本段中部有57层粘土、砂质粘土、钙质粘土，有24层钙泥质胶结的砂岩(盘)，单层厚度1.154.55m，较坚硬，水溶蚀现象；砂类厚度分别为8.80m，20.00m，19.40m，下部砂层单层厚度较大，粘土质含量较高。本统属河流相沉积物，分布比较稳定。 中新统(N1)上部主检孔厚度113.10m、风检孔厚度110.60m、副检孔厚度108m，以灰绿色、棕黄色、棕红色厚层状粘土、砂质粘土组成。粘土类厚度大，致密，可塑性强，局部含有钙质及较多钙质、铁锰质结核，具静压滑面。下部主检孔厚

7、度8.50m、副检孔厚度17.40m，以灰绿色、棕黄色、棕红色细砂、砾石组成，砂类厚度分别为：11.40m、5.00m，砂层单层厚度不大，粘土质含量较高。本段属河流相沉积，分布较稳定。3.1.3 二叠系(P)检查孔揭露二叠系厚度503.25748.56m。揭露地层为二叠系上石盒子组及下石盒子组。岩性主要由粉砂岩、砂岩、杂色泥岩和煤组成。 二叠系上石盒子组(P2s)揭露厚度分别为：主检孔471.92m、风检孔489.21m、副检孔435.63m。岩性以泥岩为主，其次为细粗粒砂岩和粉砂岩，中上部多紫色，灰绿色。由上而下杂色渐少，下部以灰色、深灰色为主，砂岩多浅灰灰白色。各类岩性比例详见表1-6。表

8、1-6 上石盒子组地层煤岩层厚度统计表孔号砂岩(m)百分比(%)粉砂岩(m)百分比(%)泥岩(m)百分比(%)煤(m)百分比(%)主检孔71.9015.2492.0019.49300.4663.677.561.60风检孔91.9118.7974.0215.13312.0063.7811.282.31副检孔106.6624.4865.9815.15253.1758.129.822.26 风氧化带三个检查孔风氧化带围岩均不稳定，其中主检孔岩性以棕红色泥岩、黄褐色粉砂岩为主。风检孔岩性以灰黄色泥岩、粉砂岩，褐紫色细砂岩为主。副检孔岩性以灰黄色泥岩、褐紫色细砂岩为主，岩芯破碎严重。表1-7 强弱风化带

9、深度、厚度表表孔号强风化带深度(m)强风化带厚度(m)弱风化带深度(m)弱风化带厚度(m)RQD(%)围岩稳定性主检孔277.2324.83291.4914.2628不稳定风检孔278.1734.67287.709.5330不稳定副检孔284.7925.44306.2521.4632不稳定 3.2 构造本矿井筒机检查孔附近构造比较复杂，根据三维地震资料及钻探揭露，有两条断层存在，分别为DF17和DF23均为逆断层。其中，DF17落差035m，DF23落差025m。钻孔揭露地层间距基本正常，只是三孔岩石均有不同程度的挤压破碎等现象。其中，副检孔268.77304.20m（1煤上下）岩石裂隙滑面发

10、育，岩芯破碎，局部受挤压。4 水文地质4.1 含、隔水层（组、段）划分 本矿井为第三、四系松散层覆盖下的全隐蔽裂隙充水矿床，根据其赋存介质特征进一步划分为第三、四系松散层孔隙含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）。第三、四系松散层含、隔水层（组）划分情况见表1-8。表1-8 第三、四系含、隔水层（组、段）划分情况孔号含、隔水层主检孔风检孔副检孔底板深度/m厚度/m底板深度/m厚度/m底板深度/m厚度/m第一含水层（组）29.4010.2529.0529.0528.8510.65第一隔水层（组）44.3012.5045.3016.2542.8013.95第二含水层（组）70.0014.9864.

11、4019.1070.4518.75第二隔水层（组）101.6031.60101.9537.55100.7526.00第三含水层（组）130.808.80133.0531.10133.9519.40第三隔水层（组）243.40113.10241.50108.45241.95108.00第四含水层（组）252.405.00243.902.40259.3511.404.2 涌水量井筒穿过多层含水层，采用抽水试验取得的水文地质参数估算全井筒涌水量分别为：主井井筒62m3/h，副井井筒74m3/h，风井井筒90m3/h。4.3 流速流向松散层含水层150m以浅地下水流向为S253819ES433209E

12、，流速为4.352.32m/天。5 地温简易测温成果是：主检孔中性点深度460m，温度25.70；风检孔中性点深度500m，温度24.90；副检孔中性点460m，温度24.40。从测温结果看，属地温正常区。6 冻土试验试验结果表明，冻土的单轴抗压强度与温度具有很好的线性规律；原状冻土样的破坏形态大多呈脆性破坏，重塑样多呈塑性破坏且冻结温度越高，破坏时应变越大。冻土单轴抗压强度见表1-9。表1-9 冻土单轴瞬时抗压强度地层分组土层名称深度/m冻结温度-5-10-15单轴强度MPa平均值MPa单轴强度MPa平均值MPa单轴强度MPa平均值MPaD1粘土70.81102.531.892.103.52

13、3.214.034.472.292.954.882.103.164.51D2粘土110.50190.001.591.562.843.043.913.871.403.323.641.702.974.05D3粘土190.00248.602.092.023.333.604.404.352.223.614.101.763.874.55D4粘土质砂248.60251.502.782.664.103.935.175.142.893.785.242.313.915.02第二章 冻结方案1 工程特点1.1 第四系、上第三系松散层厚度大，而且粘土所占比例较大，遇水易崩解松散，工程地质条件复杂，对井筒冻结施工不利

14、。1.2 180m以上的粘土含水率大，为11.3041.40%，一般24%左右；180m以下的粘土仅为9.031.30%，一般19%左右；1.3 上第三系粘土厚度大，致密，可塑性强，局部含有钙质及较多钙质、铁锰质结核，膨胀量为0.0303.500，自由膨胀率为15160%，属典型的膨胀土。1.4 基岩段以坚硬半坚硬状碎屑岩类为主。泥岩抗压强度低，多属软岩类，岩体质量较差；粉砂岩岩石质量中等；局部砂岩由于受应力挤压，岩芯破碎，岩石质量较差；浅部基岩风氧化带岩石质量较差。1.5 冻土物理力学试验表明：1.5.1 粘土地层的冻结温度约在-0.6-2.9之间，工程上在计算冻结壁的实际厚度应考虑冻结温度

15、的因素；1.5.2 在冻结和凿井过程中，仍要注意冻土的冻胀特性，防止冻结管的断裂和冻结压力对井壁的破坏作用；1.5.3 在实际工程中除了加强积极冻结以外，应重点控制时间因素，尽量缩短冻结壁的暴露时间，控制冻结壁的总变形量，保证冻结壁的安全，防止冻结管断裂。1.6 淮北地区建井生产实践表明，冻结法施工中松散层主要存在两个工程地质问题：一是上部粘土层（埋深55100m），含大量的强结合水，在普通的冻结条件下，很难冻结，易产生失稳。二是下部粘土（埋深130190m）厚度大，粘土的冻胀性将会造成冻结管的断裂，冻层溶化。两淮地区冻结法施工中都曾发生此类事故，建井施工中应特别予以注意。2 冻结方案完全满足

16、招标文件之要求，见表2-1。表2-1 投标方案与招标文件要求对比名 称招标文件投标设计主井风井副井主井风井副井冻结壁厚度(m)4.55.05.54.55.05.5冻结深度(m)主孔316/287315/288330/294316/287315/288330/294辅孔262254270262254270冻结壁平均温度不高于-15-15-15-15冻结圈径(m)主排14.0m16.2m18.0m14.0m16.2m18.0m辅排/外10.0m11.8m13.0m10.0m11.8m13.0m辅排/内11.2m12.1m11.2m12.1m冻结孔间距(m)/孔数(孔)主排1.22/361.23/4

17、21.23/461.22/361.23/421.23/46辅排/外1.75/183.4/113.4/121.75/183.4/113.4/12辅排/内3.2/113.2/123.2/113.2/12水文孔深度(m)/数量(个)3个：2含、3含、4含各1个，单独报道。57/1、108/1，252/157/1、135/1、246/172/1、114/1、250/1测温孔深度(m)/数量(个)4个：主排外侧2个，主排和辅排之间1个，辅排内侧1个，布置在最大终孔间距方位上。316/2、387/1、262/1315/2、288/1、254/1330/2、294/1、270/1管材规格(mm)冻结管主排孔

18、1336材质为20#(8163）低碳无缝钢管，辅材材质应与管材相适应。133 6 ；连接方式：内管箍连接；管材、辅材材质同招标文件要求。辅排孔1596159 6 ；连接方式：内管箍连接；管材、辅材材质同招标文件要求。水文管1084.51084.5；连接方式：外管箍连接；管材、辅材材质同招标文件要求。测温管1084.51084.5；连接方式：外管箍连接；管材、辅材材质同招标文件要求。井筒需冷量(kcal/h)180104218104250104180104218104250104装机制冷量(kcal/h)装机制冷量应大于井筒需冷量3倍，不含检修的设备制冷量。1700（4.27倍）1190（4.7

19、6倍）盐水温度积极冻结期盐水温度不高于-32盐水温度：-32-34(积极冻结期)冻结站布置主、风井筒设置一个冷冻站，副井设置一个冷冻站。主、风井一站副井一站工期从钻孔开孔至井筒正式开挖总工期110天9610398第三章 工程施工方案及技术措施为了满足在确保安全、质量的前提下力争工期提前的要求，根据本工程的实际情况，其主要施工任务分为：冻结造孔施工、冻结制冷施工、监测监控信息化施工。 1 冻结造孔施工方案为确保本工程钻孔施工的质量和工期要求，所选的钻机队伍为我公司的王牌队，施工人员能吃苦、善打硬仗、整体素质高，有在刘店、孙疃、桃园新副井等煤矿等类似工程施工经验。 1.1 冻结造孔施工的特点1.1

20、.1 粘土层连续厚度大，易缩径、泥包钻和偏斜；1.1.2 风化带厚度较大，且局部岩芯较破碎，易塌孔。1.2 施工准备现场大临工程主要包括临时办公和生活区、泥浆泵站、沟槽等，其中临时办公和生活区计划和掘砌单位现场协商解决，其他大临设施根据施工需要由我公司自行施工。钻场基础：本工程钻孔数量多，质量要求高，为保持钻塔整体稳定性，扩大承载面积，底层采用三七灰土铺垫压实，上层设计采用C30砼结构基础，钻场水平误差不超过5.0mm。 泥浆系统：每机设置2个泥浆池，另外，再共建一个优质泥浆储备池和一个清水池；安装砂泵旋流器净化泥浆。泥浆系统需作特殊保温处理。1.3 设备选型和钻具组合 1.3.1 钻孔设备根

21、据冻结钻孔设计要求和工期安排之需，本工程选择TSJ-2000水井钻机进行施工。拟主、风、副井分别投入钻机4台套、4台套、5台套，该机转盘扭矩大，提升能力高，是理想的深冻结孔施工设备。每机配套TBW850/50型泥浆泵2台，实行一台工作、一台备用制，该型泥浆泵额定压力高，排量大，可满足深冻结孔供浆需要，同时又是井下动力钻进的动力设备。1.3.2 测斜、纠偏设备冻结钻孔使用最先进的JDT-5A型陀螺测斜定向仪测井，该仪器还用于井下动力钻进的定向。 1.3.3 钻具选择和组合本工程选用8910外加厚组合系统。正常钻进组合108108四方钻杆+89钻杆+177.8石油钻铤（约30m/4根）+190mm

22、钻头。1.4 施工供配电钻孔施工用电从6KV电源接入，造孔期间每井可选用SJ-1250/10（6）/0.4KV型箱式变压器1台供电。用电负荷见表3-1。表3-1 钻孔施工用电负荷设备名称功率（KW）数量（台）/负荷（KW）一标段二标段主井风井副井TSJ-2000型水井钻机90KW4/3604/3605/450TBW850/50泥浆泵75KW4/3004/3005/375电焊机22KW4/884/885/110合计（KW）7487489351.5 工期安排（见表3-2）表3-2 造孔工期安排项目单位一标段二标段主井风井副井钻孔总工程量m171681986122492钻机数量台445钻机平均台月效

23、率m300030003000造孔工期天4350451.6 泥浆性能参数由于该工程地层较复杂，必须人工配制优质化学泥浆，贯穿整个施工过程，以满足施工需要。以清水、膨润土、纯碱、聚丙烯晴和聚丙烯酰胺为原料，根据地层不同，调配不同性能的化学泥浆以充分发挥其作用，保护好孔壁，泥浆性能参数见表3-3。表3-3 泥浆性能参数表地层名称粘度（S）比重（g/cm2）含砂量（）失水量（ml/30min）表土20221.10210风化带20241.152810基岩24281.15215严重漏浆段301.202使用井下动力钻具时11.6.1 化学泥浆配制严格按化学泥浆配制方法和操作程序。化学粉剂分别在容器内浸泡48

24、小时。造浆膨润土必须预水化处理，具体方法是先在泥浆池中放入清水并按一定比例加入适量纯碱，然后徐徐加入粘土，搅拌均匀浸泡24小时，使用时再加入化学处理剂拌匀后即可使用。1.6.2 泥浆净化及管理为了确保泥浆质量，项目部指派专人分管泥浆工作，钻机由机长负责，班长配合进行调整和管理，每天至少测定二次泥浆性能并作记录，保证泥浆的性能指标达到规定要求。在使用过程中，泥浆性能会发生变化，需经常调整和补充新泥浆或处理剂，在工程技术人员指导下，合理调节泥浆比重和粘度，可加入适当聚丙烯酰胺或稀原浆；如需提高粘度时可加放聚丙烯晴或稠原浆；降低失水量和提高胶体率均可加入适量的聚丙烯晴；提高泥浆酸碱度时加放适量碱。多

25、种泥浆材料的加入量，视性能需要而定，坚持少调、勤调的原则。1.7 钻孔施工工艺1.7.1 开孔和正常钻进开孔前，要对钻机认真找正，使转盘中心、钻孔中心和钻塔提升中心重合，钻机底盘和基础间隙要垫实，确保开孔垂直度；开孔误差不得超过10mm；正常钻进时应根据岩性特点及具体施工情况及时调整钻压、钻速、泵量和泥浆配比等参数。1.7.2 钻孔测斜和纠偏 钻孔测斜钻孔轨迹严格监控，按规定延伸进行测量，每次测斜成果均与上次反复校核，偏斜过大的钻孔，在施工过程中要增加测点，适时纠偏，控制钻铤顶角，确保轨迹趋势。 钻进及成孔选用JDT-5A陀螺测斜定向仪测井，并指导钻进，每30m布置1个测点，根据具体情况测点可

26、调整；成孔按50m 1个测点绘制偏斜平面图。陀螺仪测斜同一点必须上下复测，发现疑点要重新测量，确保测斜资料的可靠性。 钻孔纠偏钻孔施工方针：防偏为主，纠偏为辅。钻孔施工前应认真找好“三点一线”，并将钻机垫实，不得颤动；施工中应按规程精心操作，把握好开孔划眼、正常施工和终孔三阶段的施工。钻孔上部纠偏一般采用传统的垫、顶、铲、扫、扩等方法，中深部采用5LZ120-7.0井下动力头螺杆钻具，该机具配合泥泵、长短扶正器、陀螺定向仪在定向纠偏具有效率高、精确度好的优点，尤其控制钻孔的内偏。 1.8 冻结管安装1.8.1 材料冻结管使用20号低碳流体无缝钢管和同材质的电焊条。1.8.2 连接采用内衬管焊接

27、连接，管端打坡口分层焊接，上下管距应控制在47mm之间。使用前认真检查冻结管质量，严禁使用弯曲、变形或有质量问题的冻结管。管箍材质与冻结管相同，且焊接采用J422低碳钢焊条，焊缝应饱满无砂眼。焊接完，冷却后方可下入钻孔。自制的低碳钢底锥，应增设加强板。每孔冻结管下完后，应及时进行3.2Mpa水压试漏，经30分钟压力下降不超过0.05Mpa，再延长15分钟压力不下降为合格，然后加盖密封。1.8.3 冻结管应进行地面配组，丈量全长，做好记录；下管时应清除管内异物，保持清洁；电焊工要一次焊完一个成孔，不得中途换人接焊，且焊完一孔管后应即时在原始记录表上签字；试压封口后，应及时将冻结管周围的空隙用土填

28、实，防止泥浆串孔；冻结管下入深度应和孔深相符，与设计孔深的误差为0+500mm。2 技术要求与保证措施 2.1 质量标准与保证措施 2.1.1 质量标准和质量要求如下： 工程质量标准与本标工程有关的国家及部颁现行施工及验收技术规范，如：煤矿井巷工程质量检验评定标准（MT5009-94）、矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）、煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定和煤炭工业煤矿井巷工程、建筑安装工程单位工程质量保证资料评级办法等。 冻结钻孔控制孔间距的要求（见表3-4）表3-4 钻孔控制要求项 目一标段二标段主井风井副井钻孔靶域半径/m表土段0100m0.30m；100260m0.50

29、m基岩风化带0.75m钻孔径向内偏值/m主排孔0.50m辅排孔0.40m终孔最大相邻间距/m主排孔长、短腿2.22m2.23m2.23m长腿3.90m辅排孔外2.75m4.40m4.40m内4.20m4.20m2.1.2 质量保证措施 认真研究该井地质及水文地质资料，精心编制施工组织设计及作业规程； 成立强有力的现场指挥中心； 严格按ISO9001-2000质量标准全面推行质量管理； 聘用冻结造孔专家、技术人员及经验丰富的老机长现场把关； 严格按照本工程规定的质量标准和要求进行施工，密切配合建设方、冻结方、监理方做好质量检查、验收工作。 开钻前准备与开孔大临全面完成和设备安装竣工后开钻。开钻前

30、，要制备不低于6m3的化学泥浆备用，保证正常开孔钻进；要对钻机认真找正，使转盘中心、钻孔中心和钻塔提升中心重合，钻机底盘和基础间隙要垫实，确保开孔垂直度。开孔时，先开泵送浆、吊紧钻具，划眼采用低档慢进尺。 正常钻进泥浆控制措施配置1套泥浆测定仪，定时检测泥浆参数。针对粘土层，严格控制泥浆失水量1012ml/30min，防止钻孔缩径。定向纠偏时，控制泥浆含砂量1，延长螺杆钻具使用寿命。 钻机操作操作力求均压匀速钻进，并根据地层情况合理掌握钻压、转速和泵量；砂层中转速快给进；基岩层高钻压低转速、控制孔底钻压为钻铤在泥浆中总重量的7580，选用球齿或镶齿三牙轮钻头时严禁四档钻进。加尺和更换钻头时，钻

31、具应距孔底0.5m以上再向下扫孔钻进，不得将钻具停留在某个深度长时间冲孔，特别是在砂层中。停钻前必须将钻具提离孔底至安全深度；停钻超过4小时，应将钻具全部提出钻孔，并及时向孔内补充泥浆，预防塌孔。 选用刚度小柔性好的89钻杆，合理选用178扶正器防偏、降斜；把好开孔关，80m以上尽量减少钻孔偏斜；换层操作中转压慢进，预防换层孔斜；加强钻进中测斜指导钻进。 纠偏措施除传统的纠偏方法外，主要采用先进的井下动力钻具作定向纠偏。 2.2 打钻主要安全措施2.2.1 认真落实施工组织设计有关要求，安全操作规程和各工种岗位责任制。开钻前认真贯彻技术、安全措施，教育职工严格操作规程和各项规章制度办事，确保安

32、全生产。2.2.2 严格执行交接班制度，开好班前班后会，班前强调保证工程质量和安全生产的注意事项，班中进行检查、落实，班后对有关情况进行认真总结。2.2.3 安装时平行交叉作业和进入钻塔的现场施工人员，必须按要求穿好工作服，戴好安全帽，严禁酒后上岗。2.2.4 进行高空作业（距地面4m以上）人员，必须戴好安全带。在高空移位行走时，要将安全带缠在身上，不准拖着带子走。2.2.5 配电室、油脂存放地点及生活区，要配备齐全灭火器材，不得任意挪动，并由专人负责器材的管理。2.2.6 钻机移位时首先要清除砼盘面上泥浆及障碍物，垫好滚杠，固定好塔内钻具，详细检查地锚、钢丝绳、滑车、绷绳、电缆及滚杠角度等，

33、由技术熟练的同志操作，先试移再均匀移动，按要求搬到孔位。2.2.7 钻机运转期间要有专人看管，并按操作规程精心操作，注意各运转部件的工作状态，发现问题及时予以排除。2.2.8 停电或停钻时一切手柄恢复零位防止误操作。2.2.9 钻机和泥浆泵及其它转动部位要加设防护罩、各操作台间的梯子要用铁丝固定并设有扶手，操作台应设有防护围栏。2.2.10 电工、电焊工、汽车司机等特殊工种作业时，应严格按操作规程的有关要求进行作业。2.2.11 精心维护各种设备，做到四勤：勤听、勤换、勤看、勤检查，保持设备和现场的清洁卫生，搞好现场文明施工。2.2.12 加强现场领导对安全政策和法规的学习，提高安全意识，依法

34、抓好安全生产，坚持安全办公会议制度，及时研究和解决现场安全生产中存在的问题。2.2.13 加强现场安全管理，坚持安全检查制度，狠抓各项规章制度的落实，发现隐患及时予以整改。2.2.14 发挥青年安全岗员和安全网员的作用，按照安全奖惩办法和安全承包指标，及时兑现安全奖金，充分调动职工积极性。 2.2.15 按照“安全第一、预防为主”的安全方针，加强对职工的安全培训和教育，各工种密切配合，按照“三不伤害”的原则，共同搞好安全生产。 2.3 打钻工期保证措施2.3.1 认真优化施工方案，精心编制施工组织设计，确保技术方案可靠，工期设计合理，为顺利施工打下基础。2.3.2 实行项目法施工，健全组织，成

35、立强有力的现场项目经理部，选派业务技术强、工作作风过硬、具有深井冻结施工经验的队伍，组成一个能打硬仗的战斗集体。2.3.3 落实承包责任制，开展劳动竞赛，充分调动职工积极性和主动性，确保施工工期按时或提前完成。2.3.4 钻孔施工时实现不提钻测斜、螺杆钻具及时纠偏。 2.4 冻结孔施工主要技术要求及措施2.4.1 认真按图纸要求施工钻场基础,确保钻场基础平整、稳固。2.4.2 开钻划眼应做到慢、稳、匀，力求第一点的偏斜控制在0.5以内。基岩段采用摆锤减压钻进，以改善钻孔偏斜，并实现钻进不提钻连续测斜，确保钻孔质量和提高钻进效率。 本工程设计“108108主动钻杆+89钻杆+178扶正器+89钻

36、杆+177.8钻铤+190.5三牙轮钻头”的钻具组合，见钻具组合示意图。 2.4.3 严格按设计孔位开孔，开孔时必须保证天轮中心、转盘中心、孔位中心三点一线，并垫实钻机底盘，保证钻机稳固和开孔质量。任何孔不得随意移位，移位必须经项目经理同意。2.4.4 根据提供的井筒检查孔地质资料，为了确保钻孔质量，防止钻孔坍塌和缩径，严格采用优质化学泥浆护壁、保证泥浆的比重及其他性能指标，携带岩粉颗粒。2.4.5 为防止钻进时出现严重漏浆现象，应在地面设置一座制泥站及储浆池，首先要备足23个孔的优质浆方可开钻，以便途中漏浆及时补给。2.4.6 钻孔偏斜按靶域进行分段控制，超过规定应进行纠偏，传统方法无效时，

37、则采用螺杆钻具定向纠偏。2.4.7 钻孔施工使用177.8mm钻铤，每机不少于4根。钻进时，应按深度及地层情况的需要，及时增减钻铤，选用合适型号的钻头，主要选用Y6或HJ系列高强度镶齿三牙轮钻头。钻孔操作要求做到均压、匀速钻进，严禁忽快忽慢、压力忽大忽小。2.4.8 加尺或更换钻头时，钻具应下到距孔底0.30.5m处扫孔，不准将钻具停在一个深度长期冲孔。停电时，应将钻具提至安全深度。停电超过2小时，应将钻具全部提出并向孔内注满泥浆；对所有钻具应经常认真检查，弯钻杆和磨损过大的钻杆禁止使用；终孔时应复核钻具全长，并冲孔将岩粉排净，再下管。2.4.9 水文孔按设计要求施工。2.4.10 测温孔布置

38、：主排外侧2个，主排和辅排之间1个，辅排内侧1个。具体位置由现场项目技术负责人和项目经理共同商定。测温管采用外管子箍焊接连接，确保焊接质量，经空置48小时观察不得渗漏。下管后进行成孔测孔，并及时绘制偏斜平面图。2.4.11 冻结孔钻进采用灯光配合陀螺仪测斜，一般按每2030m布置1个测点，逐点把关，确保钻孔质量。终孔后按50m布置1个测点进行成孔测斜，并绘制钻孔偏斜平面图。2.4.12 冻结管使用20号低碳无缝钢管，采用内衬管焊接连接，管端打坡口分层焊接，上下管距应控制在47mm之间。使用前认真检查冻结管质量，严禁使用弯曲、变形或有质量问题的冻结管。管箍材质与冻结管相同，且焊接采用J422低碳

39、钢焊条，焊缝应饱满无砂眼。 自制的低碳钢底锥，应增设加强板。每孔冻结管下完后，应及时进行3.2Mpa水压试漏，经30分钟压力下降不超过0.05Mpa，再延长15分钟压力不下降为合格，然后加盖密封。2.4.13 冻结管应进行地面配组，丈量全长，做好记录；下管时应清除管内异物，保持清洁；为缩短下管时间，两名电焊工同时作业，一次焊完一个成孔，不得中途换人接焊，且焊完一孔管后应即时在原始记录表上签字；试压封口后，应及时将冻结管周围的空隙用土填实，防止泥浆串孔；冻结管下入深度应和孔深相符，与设计孔深的误差为0+500mm。 2.5 成孔验收程序，下管和试压、试漏等工序的配合详见图3-1。合格不合格品不合

40、格下 管底锥试压成孔测斜试压、试漏单孔完成、记录归档配 管纠 偏灌 水封焊盖板拔 管搬迁、找正调制泥浆正常钻进测 斜图3-1 钻孔质量控制程序图3 冻结制冷施工方案3.1 冻结制冷系统设计 3.1.1井筒冻结需冷量Q主=180104kcal/h，Q风=218104kcal/h，Q副=250104kcal/h。3.1.2 冻结站需冷量主、风井冻结站：Q1=1.15（Q主+Q风）=457.7104kcal/h副井冻结站：Q2=1.15Q副=287.5104kcal/h3.1.3 装机容量及设备选择为保证冷冻站具有足够的制冷量,制冷设备选型如表3-5、3-6。表3-5 主、风井制冷设备选型表（一标段

41、）设备名称设备型号主、风井冻结站数量装机制冷量低压冷冻机HJLG25TA25010台1700104Kcal/h高压冷冻机HLG20DA18510台注：装机制冷量为井筒需冷量的4.27倍（含检修设备）。表3-6 副井制冷设备选型表（二标段）设备名称设备型号副井冻结站数量装机制冷量低压冷冻机HJLG25TA2507台1190104Kcal/h 高压冷冻机HLG20DA1857台注：装机制冷量为井筒需冷量的4.76倍（含检修设备）。同时，制冷设备选型满足招标文件“装机制冷量应大于井筒需冷量3倍（不含检修设备制冷量）”的要求，见表3-7。表3-7 冻结站装机制冷量与井筒需冷量标段冻结站井筒需冷量3倍装

42、机标准制冷量一标段主、风井冻结站1194104Kcal/h1700104Kcal/h（含检修设备制冷量）二标段副井冻结站750104Kcal/h1190104Kcal/h（含检修设备制冷量）附属设备选型见表3-8、3-9。表3-8 主、风井附属设备选型表（一标段）序号设备名称型号规格数量（台）生产厂家制造年份额定功率(KW)性能备注1蒸发器LZ-16020上海200518.5良好自有2中间冷却器ZL-8.010大连2005良好自有3冷凝器EXV-34010大连200312良好自有4高压贮液桶ZA-3.05武汉2005良好自有5盐水泵12SH-134博山水泵2006110良好自有6盐水泵IS20

43、0-150-3154博山水泵200655良好自有7清水泵IS150-125-2501博山水泵200618.5良好自有8电焊机BX-5005徐州22良好自有9变压器SJ-1250/10（6）/0.45徐州2004良好自有表3-9 副井附属设备选型表（二标段）序号设备名称型号规格数量（台）生产厂家制造年份额定功率(KW)性能备注1蒸发器LZ-16014上海200518.5良好自有2中间冷却器ZL-8.07大连2005良好自有3冷凝器EXV-3407大连200312良好自有4高压贮液桶ZA-3.03武汉2005良好自有5盐水泵12SH-132博山水泵2006110良好自有6盐水泵IS200-150-

44、3152博山水泵200655良好自有7清水泵IS150-125-2501博山水泵200618.5良好自有8电焊机BX-5004徐州22良好自有9变压器SJ-1250/10（6）/0.43徐州2004良好自有3.1.4 清水需用量（见表3-10）表3-10 需水量表项 目一标段二标段主井（m3/h）风井（m3/h）副井（m3/h）冻结造孔最大用水量8810冻结积极运转期间最大用水量2014冻结维护运转期间最大用水量15103.1.5盐水系统 盐水管路选型集、配液圈及盐水干管选型如下表：表3-11 集、配液圈及盐水干管选型表 标段孔别 井别一标段二标段主井风井副井主排孔2457mm2738mm27

45、38mm辅排孔2196mm2196mm2196mm 注：集配液圈选择螺旋焊管加工制作。 盐水泵选型每井选用12SH-13（110KW）、IS200-150-315（55KW）型盐水泵各2台，确保每个冻结器内盐水流量不小于12m3/h。 氯化钙（70晶体）总用量：G主=132吨，G风=142吨，G副=174吨。3.2 冻结管保温设计为了更好地利用系统制冷量，减小冷损，在低温系统处做好保温材料的选择和厚度。设计选用PEF保温材料，50mm厚、单层或双层。该材料保温效果好、易于施工、不吸水，具有阻燃性。3.3 冻结站供配电系统设计 3.3.1 供电设备冻结期间，主、风井冻结站及副井冻结站分别配套选用

46、SJ-1250/10（6）/0.4型箱式变配电站5台套和4台套，该箱变既可在6KV临时线路上使用，还可在10KV矿用供电线路上使用。3.3.2 供配电系统路线布置根据现场条件进行布置。主要参数见施工主要技术参数表（表3-12、3-13）。表3-12 主、风井主要技术参数表（一标段）分类项目名称主井风井概况井筒深度/m766744表土厚度/m252.4243.9强风化带埋深/厚度/m277.23/24.83278.17/34.67弱风化带埋深/厚度/m291.49/14.26287.70/9.53井筒净直径/m5.06.0掘进最大直径/m7.658.9冻结深度/m316315冻结盐水温度(积极冻

47、结期)/-32-34-32-34钻孔偏斜靶域控制/m表土段0100m0.30m；100260m0.50m基岩风化带0.75m径向内偏值/m主排孔0.50m辅排孔0.40m冻结壁有效平均温度/-15-15冻结壁厚度/m4.55.0冻结孔井别孔别圈径/m冻深/m孔数/个开孔间距/m主井主排孔14.0316/28718/181.22辅排孔10.0262181.75风井主排孔16.2315/28821/211.23辅排孔外11.8254113.4内11.2254113.4观测孔孔别 项目深度/m数量/个深度/m数量/个水文孔5715711081135125212461测温孔31623152287128

48、8126212541续表3-12 主、风井主要技术参数表（一标段）分类项目名称主井风井管材规格孔别 项目冻结管供液管冻结管供液管主排孔1336mm756mm1336mm756mm辅排孔1596mm756mm1596mm756mm集配液圈及盐水干管规格主排孔2457mm2738mm辅排孔2196mm2196mm水文孔1084.5mm1084.5mm测温孔1084.5mm1084.5mm盐水系统70%氯化钙用量/t132142盐水泵（KW/台）型号功率数量主井风井12SH-1311022IS200-150-3155522清水系统最大用水量/m3h-1积极期维护期2015清水泵型号功率数量IS150

49、-125-25018.51冻结冷量冻结孔工程量/m1716819861井筒冻结需冷量/kcalh-1180104218104冷冻站装机制冷量/kcalh-11700104（10组）工期计划/d冻结造孔4350沟槽施工55开挖前冻结时间4848开挖至套壁结束维护时间100110开钻至开挖时间96103表3-13 副井主要技术参数表（二标段）分类项目名称副井概况井筒深度/m831表土厚度/m259.35强风化带埋深/厚度/m284.79/25.44弱风化带埋深/厚度/m306.25/21.46井筒净直径/m6.8掘进最大直径/m9.8冻结深度/m330冻结盐水温度(积极冻结期)/-32-34钻孔偏斜靶域控制/m表土段0100m0.30m；100260m0.50m基岩风化带0.75m径向内偏值/m主排孔0.50m辅排孔0.40m冻结壁有效平均温度/-15冻结壁厚度/m5.5冻结孔孔别圈径/m冻深/m孔数/个开孔间距/m主排孔18.0330/29423/231.23辅排孔外13.0270123.4内12.1270123.4观测孔孔别 项目深度/m数量/个水文孔72111412501测温孔330229412701续表3-13 副井主要技术参数