冻结法凿井井壁破裂原因及支护对策.pdfVIP

2012年第 12期 中州煤炭 总第204期 冻结法凿井井壁破裂原因及支护对策 李书勇 (阳煤集团碾沟公司，山西 清徐 030400) 摘要 ：查干淖尔一号井副立井施工至 白垩系地层风化基岩时，井筒外层井壁开裂、露筋、脱皮等现象严重 ，破 坏程度较大。简要分析 了副立井 的地质条件 ，通过分析该井筒破裂的原因，有针对性地采取 了提高混凝土早 期强度 、铺设聚苯 乙烯泡沫板等措施，使井筒施工安全穿过 了具膨胀性的不稳定地层。 关键词：冻结法凿井；井壁破裂；支护 中图分类号：TD265．3 文献标志码 ：B 文章编号：1003—0506(2012)12—0069—02 查干淖尔一号井位于内蒙古 自治区锡林郭勒盟 系孑L隙潜水含水层 、第三系孔隙承压含水层 以及 白 阿巴嘎旗南部查干淖尔镇境 内，该矿井是查干淖尔 垩系风化岩层孔隙、裂隙承压含水岩层 以及 白垩系 矿区开发的第 1对矿井 ，设计生产能力8．0Mt／a，采 煤系地层裂隙承压含水层。其中第 四系孔隙潜水含 用立井开拓 ，中央并列式通风系统。矿井投产时共 水层和第三系孑L隙承压含水层属 中等富水含水层， 布置 3个井筒 ，分别为主斜井 、副立井和 回风立井 。 其他含水层富水性弱。副立井和回风立井井筒松散 主斜井净宽5．0m，井筒倾角 16。，斜长 740．0m；副 系地层涌水量为 l3．19～14．61m ／h，风化岩层涌 立井净直径9．0m，垂深 210．0m；回风立井净直径 水量为 9．19—10．11m ／h，基岩涌水量为 2．36～ 6．0m。垂深 210．0m。主斜井浅部采用冻结法施 2．62 m ／h。 工，深部采用普通法施工。副立井和 回风立井均采 用冻结法施工。副立井和 回风立井 先于主斜井施 2 井筒破裂情况 工 。 副立井和回风立井施工至 白垩系地层风化基岩 后 ，井筒外层井壁均出现不 同程度 的开裂 、露筋 、脱 1 井筒地质条件 皮等现象。回风立井破坏程度较轻，采取一定修复 矿井副立井 、回风立井穿过的地层 自上而下依 措施后 ，井壁已稳定 。但副立井破坏程度较大 ，在井 次为第四系、第三系、白垩系下统 巴彦花组 。第 四系 深 69～95m段外层井壁破坏明显 ，根据实测数据 ， 厚 23．5m，第三系厚 34．0m，白垩系下统 巴彦花组 副立井外层井壁收缩位移最大为 200mm，现场施工 厚 152．5m。第四系地层主要 由风积和冲湖积形成 时采取 了增加聚苯 乙烯泡沫板、开凿卸压槽等措施 的亚砂土 、粉一细砂及亚黏土组成 ，第三系地层主要 后 ，井壁依然有收缩变形 。 由棕红色黏土岩及薄层细 、中、粗砂岩组成 ，白垩系 地层上部主要 由风化 的砂砾岩、粉砂岩和泥岩组成 ， 3 破裂原 因分析 下部由易软化的泥岩、粉砂岩和砂岩组成。第 四系 由于冻结法施工工序复杂，加之地层 的不确定 和第三系地层属不稳定的冲积地层 ，白垩系地层属 性 ，很多井筒在施工时外层井壁容易出现破裂等现 不稳定的软弱类岩层 ，各类岩层抗压强度均小于 1 象。针对该矿副立井井筒井壁发生的破裂等情况 ， MPa。第三系地层 中的亚黏土、黏土和 白垩系风化 分析了其主要原因。 地层 中的泥岩、粉砂 岩具 有膨胀 性，膨胀 率