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充填钻孔施工监理心得

时间:  2017-05-09 10:43  点击:  

第四分公司-贾小伟

为减少采矿对周围环境的影响,建设环保型矿山,故金徽矿业投资了尾矿充填系统,这也是未来绿色矿山发展的必然趋势。该系统投入使用后不但能尾矿利用而保护环境,同时还能提高采矿效率而增利,更能防止地表、建筑物、构筑物及地下水为下降而保护环境。该充填为利用尾矿合成物(膏体)充填,采用管路自流至井下,结合管路泵送至充填区。

金徽矿业充填钻孔工程钻孔设计孔深627m,钻孔个数:3个,总工程量:1881m。钻孔结构:071m(松散层底界69m,具体深度以见完整基岩为准),孔径¢450mm,下¢377mm护壁管。成井结构:全孔安装¢180×10×15mm双金属工作套管。

目前1#2#钻孔全部完成,3#钻孔导孔已完成(φ320mm扩孔完成550m)。其它相关附属工程也在有序进行中。

为保障钻孔满足设计要求,因此施工测量应达到一定的测量精度。应建立统一的施工控制网,然后根据施工控制网进行测设。所建立的施工测量控制网不仅是地表测设依据,同时还是井下寻孔的依据,而且还是该区域施工测量精度统一的重要保证依据。为了使得地面与井下测量控制网在同一系统内,因此须将矿区平面坐标和高程系统传递到井下。矿井平面定向采用高精度的几何定向完成,高程传递采用立井高程联系测量完成。井下控制测量一般延巷道同样布设平面和高程控制网,并随巷道施工,测量导向不断推进,最终形成矿井测量控制网。一般以闭合导线(导线环)为主,支导线须加强复测力度。最根据钻孔实际斜率确定井下硐室方位角。

1.根据充填钻孔终孔偏率不大于3,钻孔终孔偏距不大于1.881m的要求,施工过程中我项目监理部对钻孔孔斜进行了如下重点控制:

1.1为避免磁性干扰,确保测斜精度,钻孔孔斜测量要求施工单位采用北京建井所生产的JDT5A型陀螺测斜仪。

1.2钻孔纠偏时,采用北京建井所生产的JDT5A型陀螺定向仪和蔡司010B型经纬仪进行定向。

1.3要求施工单位采用山东东远石油机械有限公司生产的5LZ146×7型单弯螺杆钻具进行纠偏钻进。

1.4为确保钻孔的垂直度。则钻机安装要稳固、周正、水平,钻塔天轮、游动滑车、提引器及井口在一条铅垂线上。

1.5钻孔开孔要轻压慢转,保证开孔要直。

1.6随着钻孔的加深,及时加钻铤,钻进使用钻压要在钻铤的2/3处,保证用钻铤加压。

1.7变层钻进时,要降低钻进钻压,使用正常钻压的1/2,待进尺3-5m后再恢复到正常钻压钻进。

1.8除了采取必要的防偏措施外,还要加强孔斜监测工作。施工中,每2030m进行一次孔斜测量,一旦发现有超偏趋势,应立即进行纠偏。

1.9为确保钻孔的垂直度,避免磁性干扰,确保测斜精度。因此采用JDT5A型陀螺测斜仪。现将JDT5A型陀螺测斜仪测斜原理做简单介绍:

1.9.1 X方向伺服加速度计传感器是用于测量钻孔在X方向的倾斜偏移量,Y方向伺服加速度计传感器是用于测量钻孔在Y方向的倾斜偏移量。

1.9.2当钻孔在X轴方向倾斜偏移为X′,在Y轴方向倾斜偏移为Y′时,其平行四边形的对角线长度R即是该点的顶角水平投影偏移量R2=X2 +Y2

1.9.3仪器放入钻孔之前,在孔口上做一个标记,作为方位角起始点。将探头外的起始标记对准孔口标记,假设探头放入孔中无自转,只有倾斜,则角度偏转量即是钻孔方位角。但实际中探头放入孔内后不可避免地会任意转动,此时经陀螺仪测出其旋转角度ω,由XY两个传感器算出R边相对北方向的α,方位角Z=α-ω,即得到实际方位角Z

2.钻孔施工及固管同样为施工监理控制重点,钻孔施工除严格按照设计要求监理外,同时须严重执行技术协议标准。而注浆固管则是施工监理质量控制的重点,针对注浆固管施工主要矛盾作如下分析:

2.1下工作套管

工作套管为耐磨钢衬陶瓷管,断面规格为ϕ180×10×14 mm,单根长度12m。套管下放深度627m,全长应按628m考虑。为减轻下套管时的提拉负荷,确保下放安全,下放过程中使用浮力器。为确保套管下至预定的深度,下管前要将底及小孔中的岩粉冲捞干净。为确保焊接质量,要求焊工持证上岗。

2.1.1下放工作套管时须落实好起吊与固定各项安全保障措施,下放套管前钻孔内已充满泥浆水液体,下放套管前须将浮力器置于钻孔内。

2.1.2下放预定深度(孔底返浆流口留置在最底套筒)后,须将工作套管固定,并接好注浆输送管道,连接须牢固可靠且密封性好并能承受一定的注浆压力(正循环注浆,不宜采用反循环,防踏孔)。

2.2注浆固管

采用G级油井特种水泥高压固管,浓度70%75%(以搅拌池为准控制水泥用量),水泥凝固后的强度应大于15MPa。在综合考虑设计浆液需用量外,须根据一切可能发生的因素考虑一定量的损耗系数,通过1#2#钻孔注浆固管发现,该地区损耗系数约为设计总量的30%。注浆时,要先向孔内压清水3m3,然后接着注浆。以冲洗孔壁使水泥固结更好。工作管注浆结束后8~10小时开始扫孔(提取工作套管内的水泥浆液),扫至距套管下口1m时,停钻做压力试验。

2.2.1以设计与损耗量总和为准,同时最后须采用泥水浆将工作套管内绝大部分(3/4)水泥浆液压入工作套管壁后。

2.2.2水泥浆液是否注满应从上返出来浆液颜色判断,经判断水泥浆液注满后停机。水泥浆液经过初凝后要测量工作套管壁后水泥浆液最终形成标高,经测量后采用不低于C30的细石砼(加大水灰比参数---保证自流)人工充填,确保砼浇筑质量。

2.2.3按要求进行扫孔作业。扫至距套管下口1m时,停钻做压力试验。

2.3压力试验

在工作管管口施加2MPa压力,持续30min无明显泄压为合格。压力试验合格后继续扫孔至距套管下口0.5m为止。

2.4提水

扫孔结束后,将孔底冲洗干净。然后,将套管内水提出。要求残存水量不超过50m。提水结束后,将孔口焊牢。

3.充填下部硐室依据联系测量成果及钻孔测斜成果为基准进行施工。因此,下部硐室施工是钻孔形成后的紧后工作,也是关键工作,同时也是进一步优化或者变更设计的深化工作。

下部硐室是以所形成的钻孔底部坐标为指导,通过联系测量成果放样而确定具体位置。钻孔斜率精度直接决定下部硐室施工进度和工程量,所以钻孔斜率才是该工程控制的关键工作,也是整体进度目标的有效保障措施。通过下部硐室寻找钻孔才是重点,它直接制约着地表与地下系统的有效形成。

    故,通过下部硐室寻找钻孔才是充填钻孔工程验收的重要标准,寻孔成功则合格,予以验收。反之,将不予以验收。


钻孔


工作套管安装



  (G级油井特种水泥)                   (工作套管上口连接与密封装置)


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     (水泥浆液池、固管注浆泵)              上返水泥浆液(颜色)