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总第期
井筒冻结管断管原因及防治措施
冯香全
潞安环能股份公司王庄煤矿,山西长治
摘要:阐述了冻结法在井筒施工中出现的断管现象,并针对造成断管的主要问题进行了原因分析,然后
在分析的基础上提出了井简冻结管断管的防治措施。
关键词:冻结管;断管;原因分析;防治措施
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:.——
随着我国对煤炭能源需求量的不断加大,以及引起冻结管位移;另外,混凝土放热造成井帮温度上
浅部煤炭资源的日益枯竭,煤炭开采逐渐向深部复升,靠近井壁的冻结壁温度回升,产生温度应力造成
杂条件的煤层发展。近年来,新建的深厚表土矿井冻结管上的一些薄弱的环节发生断裂。这一时期,
普遍具有设计生产能力大、井筒深、断面大、工期短等盐水泄漏量较大,但盐水排出量很少,大部分盐水留
特点,而且这些矿井井筒普遍采用的是冻结法施工。在了冻结壁内,形成“盐水空洞”。
冻结法是井筒穿过表土层较厚、流砂多、含水层最后是外圈孔断裂,这种现象较为少见,但危害
较多的地层情况,而采用的一种比较理想的特殊凿极大。一旦断管,发生盐水泄漏,会造成冻结壁直接
井方法。在国内外都得到了广泛的应用。但在安受盐水侵蚀溶化,而且强度降低,原来的受力平衡状
徽、河南、山东、河北等省的矿区中,第四纪地层和不态被进一步破坏,造成粘土膨胀量大,表现为底鼓量
稳定第三纪地层表土层厚度大,冻结深度超过了大、井帮位移大,井壁裂纹、裂缝增多,裂缝增大等现
,并且有逐步加深的趋势,这就对冻结壁厚度象。这一时期,冻结管受力很不均匀,且在持续低
提出更高的要求。近年来施工的深冻结井仍发生有温、盐水流动及盐水氯化物侵蚀作用下,发生接二连
不同程度的冻结断管事故,不仅给工程带来安全隐三的断管事故。
患,影响了井筒的正常施工,而且造成了很大的经济可见,如何在最短时间内找出断管原因,拿出处
损失。如何避免冻结管断裂事故,以及在局部断裂理断管的有效手段,采取有效的补救措施至关重要。
后采取有效补救措施,防止事故的进一步扩大,仍是
冻结管断管主要原因分析
目前深井冻结施工的技术难题。
. 粘土层的自身膨胀性
断管现象概述
实验表明,作用在外壁上的冻结压力与土层的
冻结断管事故多发生在强化冻结积极期,一般冻胀性能密切相关,冻胀性越强,冻结压力越大。同
分三个阶段。样负温条件下,砂土的冻胀性比粘土层小得多。也
首先发生断管的是内圈孔,在井筒表土段掘砌就是说,同样负温、地压条件下,粘土的变形要比砂
施工过程中,靠近井帮的冻结管发生断裂,并伴随冻土大得多。第三、四系地层是具有膨胀机制和胶体
结壁发生位移。这是由于冻结孔距离井筒较近,加机制的粘土层和疏松散层,主要矿物是伊利石、蒙托
之井筒的掘砌施工,井帮出现片帮现象,造成冻结壁石、高岭石等,加之含水量较高,膨胀性和软化性更
位移、底鼓,使冻结管受力不均匀,产生拉、弯、扭等显著。当膨胀力超过了外壁的抗压强度时,势必要
变形,进而产生裂缝、断裂,泄漏盐水。这一时期泄造成变形破坏。煤科院北京建井研究所进一步研究
漏盐水量虽不大,但侵蚀了冻结壁,造成冻结壁结构认为:含水量≥% ,液限%,塑性指数≥% ,
不平衡。粘粒粒径≤.含量≥