CN101691832B - 立井钻-注平行作业工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立井钻-注平行作业工艺。主要解决现有工艺中基岩段注浆占用井口时间长的问题。其特征在于：基岩段(4)注浆孔被分成直孔段(9)及S孔段(11)，其立井钻-注平行作业工艺顺序为基岩直孔段(9)注浆、冲积层(3)钻井与S孔段(11)注浆同时进行，最后基岩段(4)开挖掘砌。该工艺与传统钻注工艺比较，占用井口时间减少60％，为矿井提前投产带来可观的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及矿山立井钻-注工艺，具体的说涉及一种立井钻-注平行作业工艺。
背景技术
在当前矿山立井建设过程中，立井井筒通常要通过冲积层段和基岩段，为了防止地下水造成的危害，通常冲积层段采用钻井法或冻结法施工，基岩段采用地面预注浆堵水处理后再进行井筒掘砌施工。冲积层段采用钻井法施工是立井井筒特殊技术之一，利用大型专用钻井设备通过一次或几次扩井直接完成井筒施工，并利用沉降法将预制井壁逐节下到井底，从而形成一个完整的立井井筒。因为钻井全部采用机械化，打井不下井，全部在地面操作，较井下开挖掘砌的普通凿井法更安全，而且地面预制井壁较井下现浇注井壁质量更可靠，因此在我国矿山立井建设中广泛应用。而地面预注浆也是特殊凿井技术之一，其主要目的是井筒开挖前封堵基岩段地下水，为基岩段安全快速开挖掘砌创造条件，其实现工艺是在预定井筒周围从地面打注浆孔穿过受注底层，利用专用注浆泵将可凝性浆液通过注浆孔注入到受注地层的空隙中，在井筒周围形成一个堵水帷幕，从而起到堵水作用，在水文地质条件复杂地区地面预注浆技术已得到全面推广应用。通常工艺为：基岩段地面预注浆-冲积层钻井-基岩段掘砌三部分依次进行如附图1中A、B、C步骤所示，而于基岩段注浆工期较长，占用地面井口时间也较长，影响后续施工，故建井效率低。
发明内容
为了减少基岩层注浆占用井口时间，缩短整个立井建设工期，实现矿山早投产、早出效益，本发明提供一种立井钻-注平行作业工艺，减少了地面预注浆施工占据井口的时间，使其它后续施工提前，从而节省整个井筒建设工期。
本发明采用的技术方案是：一种立井钻-注平行作业工艺，包括依次进行的基岩段注浆、冲积层钻井、基岩段开挖掘砌，所述的基岩段注浆孔分被成直孔段和S孔段，其工艺顺序为基岩直孔段注浆、冲积层段钻井与S孔段注浆同时进行，最后基岩段开挖掘砌，其中，直孔段的长度宜为100～200m，直孔段的布孔圈与井口中心同心，直孔段的布孔圈直径为大于井筒荒径1m±2‰，在直孔段施工过程中，为了不影响冲积层的钻井施工，如果注浆孔偏斜2‰以上直孔段的布孔圈直径加2m以上；为了避免在对冲积层钻井法施工时施工现场的相互干扰，S孔的地面布置应避开地面施工设施；S孔段的造孔采用定向钻技完成，S孔地面布置受冲积层钻井施工条件的限制，S孔布孔圈至井口中心距离远大于直孔段注浆孔至井口中心距离。
本发明的有益效果是：钻-注平行作业工艺与注浆-钻井施工工艺相比，由于将基岩段分为直孔段和S孔段，S孔段注浆和冲积层钻井同时进行，减少了地面预注浆施工占据井口的时间，使其它后续施工提前，从而节省整个井筒建设工期60‰，可使矿井提前投产，为矿山建设带来可观的经济效益和社会效益。
附图说明
附图1为现有立井钻-注工艺图；
附图2为本发明立井钻-注平行作业工艺示意图。
1-注浆钻机，2-注浆钻孔，3-冲积层，4-基岩段，5-注浆帷幕，6-钻井井架，7-大钻机钻头，8-凿井井架，9-直孔段，10-注浆孔轨迹，11-S孔段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由附图2所示，该立井钻-注平行作业工艺包括依次进行的基岩段4注浆、冲积层3钻井、基岩段4开挖掘砌，如附图2中D、E、F所示，其中基岩段4注浆孔分被成直孔段9和S孔段11如附图2中E所示，钻井顺序为基岩直孔段9注浆附图2中D所示，然后冲积层3钻井法施工与基岩段S孔段11注浆作业同时进行如图2中E所示，最后基岩段4开挖掘砌如附图2中F所示。
为了避免注浆浆液窜入钻井井筒内，S孔段注浆段与钻井底部应有-安全距离，即直孔段的深度，如果直孔段9长度太小，无法起到安全隔离的作用，直孔段太长，则施工占用井口时间过长，不能最大限度的缩短整个建设工期，无法体现该工艺的的优点，因此根据研究确定直孔段9的长度宜为100～200m，直孔段的布孔圈与井口中心同心，直径为大于井筒荒径1m±2‰。
在直孔段9施工过程中，为了不影响冲积层3的钻井施工，直孔段9的布孔圈直径在考虑注浆孔偏斜2‰基础再加2m以上；为了避免在对冲积层3钻井法施工时施工现场的相互干扰，S孔的地面布置应避开地面施工设施，如泥浆池、泥浆循环管路、钻井钻机基础、钻井钻机龙门轨道及压风机房等；S孔段11的造孔采用定向钻技完成，为了保证注浆质量，S孔段受注段注浆孔的落点圈径宜小于或等于直孔段9的布圈直径，而S孔地面布置受冲积层钻井施工条件的限制，布孔圈至井口中心距离远大于直孔段注浆孔至井口中心距离，如附图2中注浆孔轨迹10所示，因此需要采用定向钻进技术使S孔按照预定的轨迹到S孔段起始深度进入预定的S孔受注浆落点圈径靶域范围之内。
该施工工艺以目前的井筒为例，若井筒深度为800m，冲积层及风化层厚度为350m，注浆起始起止深度为350-810m，按目前注浆时间需10个月，即占用地面井口时间10个月，若采用立井钻-注平行作业工艺，基岩层200m以内为直孔段注浆，通常只需3个月，即只占用地面井口3个月时间，后续工程可提前进入施工，从而缩短工期60‰的时间完成建井施工，为钻井施工带来可观的经济效益和社会效益。
Claims (1)
1.一种立井钻-注平行作业工艺，包括依次进行的基岩段(4)注浆、冲积层(3)钻井、基岩段(4)开挖掘砌，其特征在于：基岩段(4)注浆孔被分成直孔段(9)和S孔段(11)，其顺序为基岩直孔段(9)注浆，冲积层(3)钻井与S孔段(11)注浆同时进行，最后基岩段(4)开挖掘砌，其中，直孔段(9)的长度宜为100～200m，直孔段的布孔圈与井口中心同心，直孔段的布孔圈直径为大于井筒荒径1m±2‰，在直孔段(9)施工过程中，为了不影响冲积层(3)的钻井施工，如果注浆孔偏斜2‰以上直孔段(9)的布孔圈直径加2m以上；为了避免在对冲积层(3)钻井法施工时施工现场的相互干扰，S孔的地面布置应避开地面施工设施；S孔段(11)的造孔采用定向钻技完成，S孔地面布置受冲积层钻井施工条件的限制，S孔布孔圈至井口中心距离远大于直孔段注浆孔至井口中心距离。
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|---|
| 杨云祥等.井筒地面预注浆与冻结造孔完全平行作业的探索.《煤炭工程》.2005,(第4期), * |
| 雷成祥等.地面预注浆与冻结造孔平行作业缩短建井准备工期.《矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集(下册)》.2005,413. * |
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