丁家梁主井打钻总结

宝丰能源集团有限公司

丁家梁煤矿主井冻结钻孔工程

施

工

技

术

总

结

中煤第三建设（集团）有限责任公司

丁家梁主井冻结项目部

二0一一年八月二十八日

编制：审核：批准：

目录

一、前言 (4)

二、工程与地质概况 (4)

2.1 工程概况 (4)

2.2 地质概况 (5)

三、冻结钻孔设计与技术要求 (7)

3.1 冻结钻孔设计 (7)

3.2 冻结钻孔技术要求 (7)

四、冻结造孔施工 (8)

4.1 造孔设备 (8)

4.2 钻具组合 (9)

4.3 泥浆管理 (10)

4.4 造孔施工 (10)

4.5 测温孔、水文孔施工 (11)

五、施工管理 (12)

5.1 施工组织与管理 (12)

5.2人员配备 (12)

5.3、工期控制 (12)

六、孔内事故处理 (13)

七、整井完成工程量及质量评定 (13)

7.1 完成工程量 (13)

7.2 质量评定 (13)

八、几点体会 (15)

一、前言

丁家梁煤矿是宁夏宝丰能源集团有限公司新建的煤矿项目，规模60万吨/年。设计采用立井开拓方式，冻结法施工。主井井筒净直径5.0m，表土层厚度278.6m，冻结深度653m。主井冻结工程由中煤第三建设（集团）公司承揽，2011年5月2日正式开钻，至2011年8月28日完成所有造孔任务，历时119天。

二、工程与地质概况

2.1 工程概况

主井设计冻结孔48个, 水文观测孔2个,测温孔4个,共计54个钻孔，钻孔总工程量24762m。主井井筒主要技术特征见表1。

井筒主要技术特征表表1序号项目单位主井备注

1 井筒净直径M Φ5.0

2 表土层厚度M 278.6

3 基岩风化带厚度M 374.4

4 冻结深度M 653

5 冻结钻孔工程量M 24762

6 冻结孔靶域半径M 0.7/1.0

7 冻结管规格MM D=φ140、φ159（测温孔φ89、水文孔φ140）

2.2 地质概况

1)地质情况

揭露地层由老至新为：石炭-二叠系太原组（CPt）、二叠系下统山西组（Ps）、二叠系石盒子组（Psh）、二叠系上统石千峰组（PTs）、古近系（E）和第四系（Q）。

施工的井筒检查孔位于丁家梁背斜东翼，丁家梁店向斜轴部附近，井筒所在位置由于丁家梁店向斜、DF5及DF3逆断层的影响，钻孔揭露地层岩芯破碎，发育高角度裂隙及断面擦痕，对井筒施工影响主要表现在断层破碎带岩石稳定性较差，人为影响后次生导水裂隙两个方面。

2)水文地质情况

井筒检查孔揭露主要含水层（段），为第四系、古近系松散层及基岩风化裂隙带含水层组、二叠系上统石千峰组砂岩裂隙孔隙承压含水层、二叠系石盒子组砂岩裂隙孔隙承压含水层及二叠系下统山西组砂岩裂隙孔隙承压含水层。

3)工程地质情况

根据室内土工试验第四系松散层主要为粉土，属不良级配的砂土，天然抗压强度0.55～2.19MPa；天然抗剪强度0.11～0.58MPa；天然抗拉强度0.08～0.27MPa；颗粒密度2.67～2.70g/cm3；快体密度2.24～2.32 g/cm3；孔隙率24.42～25.48%；含水率11.00～15.30%；

自由膨胀率33.64～46.36%，工程地质性质较差。

根据揭露情况，将古近系地层分为三段，古近系上段（J1孔63.15m 以上，J2孔65.0m以上），以细砂为主，夹薄层亚粘土（室内土工试验定名主要为粉土、粉质粘土）。天然状态下呈半固结状态，具有一定的力学强度，但强度较低，孔隙发育较好；古近系中段（J1孔63.15～179.50m，J2孔65.0～191.30m），为粉土、亚粘土及粉砂互层（室内土工试验定名主要为粉质粘土、粉土和粘土），孔隙发育较好，力学强度较低，膨胀率较大，工程地质性质较差；古近系下段，由粘土、亚粘土、粉砂及砾石组成（室内土工试验定名为粉质粘土），含水量较低，呈半固态，坚硬，中塑性，孔隙发育较差，工程地质性质较差。

二叠系石千峰组基岩风化带，岩性主要为粉砂岩和粗粒砂岩。孔隙发育一般，遇水易软化，抗水浸、抗风化能力差，围岩类别Ⅲ，稳定性差岩体。基岩风化带以下主要为粉砂岩及各粒级砂岩组成。孔隙发育一般，遇水易软化，抗水浸、抗风化能力较差，围岩类别Ⅲ，稳定性差岩体。

根据钻孔揭露情况，将二叠系石盒子组地层分为上下两段。上段（J1孔720.80m以上，J2孔707.85m以上），主要为中、粗粒砂岩与泥岩、粉砂岩互层，孔隙发育较差，遇水易软化，抗水浸、抗风化能力较差，围岩类别Ⅱ，基本稳定岩体。下段，主要以泥岩、粉砂岩为主，夹中粒砂岩数层。孔隙发育一般，遇水易软化，抗水浸、抗风化能力较差，围岩类别Ⅲ，稳定性差岩体。

二叠系山西组地层受构造影响，岩芯破碎，主要由粉砂岩、各粒级砂岩、炭质泥岩及煤层组成，孔隙发育一般，遇水易软化，抗水浸、抗风化能力较差，围岩类别Ⅲ～Ⅱ，稳定性差～基本稳定岩体。

三、冻结钻孔设计与技术要求

3.1 冻结钻孔设计

根据冻结施工组织设计，丁家梁煤矿主井采用双圈冻结方式；冻结深度及冻结方式：

主排孔采用差异冻结，冻结其深度为653m/442m。

防片孔采用全深冻结，冻结深度为283m。

冻结孔布置主要技术参数见表2。

3.2 冻结钻孔技术要求

根据冻结施工组织设计要求，钻孔偏斜应控制在下列范围之内：

1、钻孔偏斜采用靶域控制，表土段靶域半径0.7m，基岩段靶域半径

1.0m。

2、主排冻结孔径向偏值不大于0.6m，防片孔径向偏值不大于

0.3m。

3、终孔最大孔间距：主排冲积层不大于 2.5m，基岩层不大于

3.0m （短腿）、

4.0m（长腿）。

4、冻结孔深度以地表为零，即设计孔深＋1.57m（灰土盘高度）。

5、孔深均比设计孔深多打0.5-1m。冻结管下深误差：不小于设