[发明专利]一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法

说明书

本发明公开了一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，并公开了具体的七个步骤，包括设计井筒的冻结孔、隔温孔、水文孔，并确定每个孔的深度；在造孔施工前堵漏，以防止塌孔、卡钻、埋钻、减少漏浆量；施工冻结孔、隔温孔、水文孔，在井筒掘砌荒径外冻结孔打钻完成后，由地面制冷站向冻结孔不断供应冷量，使地层冻结形成封闭的冻土墙，确保已成井筒地层和未掘砌段地层冻结壁交圈封水，冻结孔继续供应冷量，使封闭的冻土墙不断扩展达到一定的厚度和强度，确保下部冻结段井筒掘砌不受地层中水及流沙的影响。本发明安全、可靠性高，对环境污染小；不但实现了井筒安全顺利开挖，而且保证了井壁的质量，为深厚富水软岩井筒的施工提供可靠保障。

技术领域

本发明涉及一种深厚富水岩井的施工方法，尤其涉及一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法。

背景技术

矿井正常的施工方法主要有三种，普通法施工、冻结法施工、注浆法施工，其中，普通法施工的优点在于成本最低，但是，受地质条件影响较大，井筒越深，地质条件越复杂，尤其是西部地区，地下含水层厚度大，涌水量较大，导致普通法凿井无法正常施工。

注浆法施工，在遇到白垩系风化带和洛河组等深厚含水地层后，都因为岩系涌水量大，自稳性差，注浆效果达不到预计效果，甚至出现淹井，不得不停止掘砌进。

冻结法施工的成本最高，主要是考虑岩石地层裂隙多、岩石倾角大，地层含水率等原因，采用冻结法施工。

而对于在普通法正常施工的过程中，遇到深厚富水岩的地层结构时，如何继续施工，存在各种各样的问题，现有的方法无法完成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，适用于采用普通法凿井过程中出现涌水、涌砂等导致无法继续掘进的各类井筒。

为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、根据井筒的水文地质情况，设计井筒的冻结孔、隔温孔、水文孔，并确定每个孔的深度；

步骤二、在造孔施工前，在已掘砌部分，尤其是表土段与基岩段交界面，采用水泥浆灌浆封孔，实现地层、井壁后及硐室或马头门的堵漏，保证钻孔正常施工；对表土段地层、基岩段，配制携砂堵漏型化学泥浆，以防止塌孔、卡钻、埋钻、减少漏浆量，提高钻孔速度；

步骤三、施工冻结孔，采用定向纠偏，每钻进30m测斜一次，严格控制内偏，对超偏及时进行纠偏，并及时绘制钻孔偏斜图，不符合设计要求的必须打补孔；

步骤四、为防止冻结孔解冻后串水，在钻孔成孔后、冻结管下放前，用加缓凝剂的水泥浆置换冻结孔内的泥浆，充填冻结管与孔壁之间的透水通道，在硐室施工时对冻结管进行封堵处理，内衬管焊接要打坡口分层焊接，试压封口后，及时将冻结管周围空隙用土填实，防止泥浆串孔；

步骤五、施工隔温孔，隔温孔布置圈径与采用冻结法进行下部冻结处理的井筒成品井壁之间设定安全距离，防止冻结壁发展对已成井壁产生冻胀而冻坏井壁；

步骤六、施工水文孔，水文孔开孔位置布置在井筒以外，在满足施工的前提下，位置靠近井壁，防止水文孔在观测过程中被冻结，钻孔穿过已掘砌井筒深度后，采用钻孔定向纠偏，使下部钻杆偏进原井筒中心附近打孔，下部偏斜率不得影响水文管下放；

步骤七、在井筒掘砌荒径外冻结孔打钻完成后，由地面制冷站向冻结孔不断供应冷量，使地层冻结形成封闭的冻土墙，确保已成井筒地层和未掘砌段地层冻结壁交圈封水，冻结孔继续供应冷量，使封闭的冻土墙不断扩展达到一定的厚度和强度，确保下部冻结段井筒掘砌不受地层中水及流沙的影响。