许昌铁矿高地温条件下冻结法施工实践.pdfVIP

现 代 矿 业 总 第495期 M0RDEN MINING 2010年7月第7期 许 昌铁矿高地温条件下冻结法施工实践 惠青龙 郭宏东 范保军 叶振华 (1．河南龙成集团许 昌矿业有限公司；2．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司) 摘 要：介绍了许昌铁矿北回风并在高地温条件下的冻结工程实践。根据井筒实测资料，分析 了冻结段的水文地质条件及各组的承压水状况。简要分析了268m处高温的热源出处，并对三种 冷冻方案进行了经济合理性比较。不仅提供 了高温条件下的工程施工，而且节约了投资缩短了工 期，达到 了理想的效果。 关键词 ：冻结法；高地温；双 圈孔 中图分类号：TD265．3 文献标识码 ：B 文章编号：1674—6082(2010)07-0088-02 1 概 述 (1)河南属 中原地区，地层地温一般在 18~C。 许 昌铁矿北回风井位于武庄矿区47勘探线，井 温度增高梯度随地层深度而变化，一般为 1％／ 简采用冷冻法施工 ，井深 315．5m，控制层底板埋深 100m，北风井区域温度变化 已明显高出地温增高幅 为 156．46m，设计冻结深度268m。原设计冻结孔布 度。 置采用差异冻结方式 ，布孑L圈径 11．7m，其中外圈深 表2 北风井地温统计 孔 15个，深度 268m，浅孑L为控制层布孔 ，孔深 160m，孔数 15个，交错布置，开孔间距 1．23m，总冻 结孔30个，测温孔 2个，水温孑L2个，孔深分别为 65、135m。钻孔工程量7048m。 2 冻结法施工条件 2．1 地层渗透系数 (2)从温度增高变化与地层差异分析，温度的 根据 《河南省许 昌铁矿普查及武庄矿床详查地 变化并不随地层地质条件的改变而变化，含水砂层 质报告》，第四系、松散土含水层渗透系数分别为 与隔水粘土层也没有对温度变化有明显影响，可 以 2．08～8．32m／d、0．33—3．55m／d。井筒各含水层计 排除因地层因素对地温增高的原因，另外水力热源 算涌水量结果见表 1。 也不能通过隔水层传导，因此也不是水力热源造成 表 1 井筒各含水层计算涌水量结果 的。 (3)从测温数据可 以看出，地层地温的增长变 化是随地层深度的延伸而变化的，层位越深，温度越 高。根据许昌铁矿区域基岩地质分析，在许 昌铁矿 周围有五条大的地质构造 ，即：近东西向的长葛断 2．2 地层温度 层，近南北向的赵楼断层，北东向的桂村断层，北西 在冻结造孔施工过程 中，选择施工已达 2d以上 向的大洪寨断层和近东西向的苏桥向斜。由于构造 的4、16、263个钻孑L进行地层温度测量 ，根据测 先后期次不同，相互错动，将地球 内部的基岩热量源 量结果，地层温度出现异常，与 《许 昌铁矿竖井工程 源不断地传向地表，影响地层温度升高，因此许 昌地 地质勘查报告》所描述的地层温度有较大差异，见 区地温增高幅度远大于 1℃／100m(局部达到 10a=【／ 表 2(北风井地温统计)。 100m)，这从其它的工