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浅谈潘北矿副井冻结施工技术 郭 玉 淮南矿业集团潘北矿井建设项目部,安徽 淮南232001 摘 要通过对潘北煤矿副井井筒冻结施工技术的全面阐述,科学客观的分析并结合当前国内冻结施 工技术现状,优化设计,较好的把经济效益与技术结合在一起。 关键词井筒冻结技术;冻结参数;优化设计 中图分类号TD22 文献标识码B 文章编号10045716200702009503 潘北矿副井冻结深度为393m ,其中表土段厚度为 344. 8m ,深度和表土段厚度都没有什么特别之处,但是 潘北矿井地质结构较为复杂,阐述了冻结具体措施情 况,科学客观的分析并结合当前国内冻结施工技术现 状,优化设计,较好的把经济效益与技术结合在一起。 1 工程概况 潘北矿位于安徽省淮南市洞山西北约30km处, 位于潘一、 潘三矿井北面,东部与潘二矿井毗邻。矿井 设计生产能力为4. 0Mt/ a ,东区设计生产能力为 2. 4Mt/ a此为东区 , 由于井田走向长,东西走向长约 14. 2km ,煤层埋藏深,煤层数目多,因此矿井采用立井 的开拓方式。副井净直径为8. 1m ,井深为- 702. 8m , 表土段为393m ,采用冻结法施工,冻结深度为393m。 副井冻结工程于2004年10月10日正式开冻,至2005 峰、 小石示、 龟尾山、 白水石示岩体。主含矿构造切过补 体时常常形成矿床,如石土岭337、 竹山下333、 大帽 峰331、 新桥332、 希望330、 竹筒尖等矿床均产于 在补体内外接触带附近。矿田南部的石示下、 下庄 336地表也都有零星的补体出露。以第二补体为主组 成的帽峰岩体北、 东接触带控制早期成矿的石土岭 337、 竹山下矿床333 ;西侧接触带控制晚期成矿的 大帽峰矿床331。其补体拗槽和圈围部分矿化更好, 竹山下矿床矿体埋藏深度随补体倾伏由西向东逐渐变 深变好,就是受补体拗槽和圈围控制。 中基性岩脉对铀矿化的富集作用是下庄矿田最主 要的成矿特征之一,矿田内绝大多数矿床矿点分布在中 基性岩脉和构造复合部位。是矿田主要矿化类型。 碱交代岩主要产在构造带附近,含炭石英砂岩主要 分布在岩体外围,当成矿期构造与之复合时,铀矿化富 集作用比较明显,但由于规模小,分布零星,矿体规模较 小。 3两次成矿热液作用,热液活动中心在矿田中北 部 早期含铀碱性热液在矿田北部沿第二补体分布,受 雷打山、 大帽峰、 石土岭等东西向韧性剪切带、 挤压带控 制,形成密集裂隙带群脉型矿体。矿化和碎裂岩,钠交 代、 绿泥石化,赤铁矿化,碳酸盐化关系密切。 晚期含铀酸性热液主要是受北北东向硅化断裂带 控制,分带性明显,新桥-下庄断裂带以西为铀成矿前 期和成矿早期物质;太平庵断裂以东主要为铀成矿后期 物质;中部新桥-下庄,102 -石角围、 张光营-仙人嶂 硅化断裂带,主要是成矿期物质。 矿田北部构造密度大,岩石破碎强烈,围岩蚀变发 育,矿液分异完善,成矿期物质成分齐全,是两次成矿热 液迭加部位。 4 结束语 华南下庄地区花岗岩型铀矿,铀矿化严格受东西 向、 北北东向含矿构造带和北东东向储矿构造带控制; 补体、 中基性岩脉、 碱交代岩和含炭石英砂岩是成矿的 有利围岩;铀成矿热液作用分为两期,热液活动作用中 心在矿田中北部。 参考文献 [1] 核工业华南地勘局二九三大队.下庄花岗岩型铀矿发现发 展和成矿规律研究[R].中国核科技报告,1992 ,12. [2] 核工业二九 ○ 研究所.粤北花岗岩型铀矿特征[R]. 2005. [3] 程旭初,梁天锡,等.广东省翁源县下庄矿田铀成矿规律及 发展规划[R].中国核科技报告,1991 ,10. 59 2007年第2期 西部探矿工程 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年6月25日停冻,历时259d ,顺利完成冻结施工任务, 未出现断管、 漏盐水等情况,并评为优良工程。 2 地质概况 本井田总体形势为一走向约东西,倾向北东的不完 整背斜构造。根据 “钻孔柱状图” 及有关资料,粘土及砂 质粘土共有31层,总厚度156. 38m ,单层最厚为 38. 9m ,另位于深度252. 2～277. 6m处,粘土厚度为 25. 4m。粘土层较为深厚,地质状况较为复杂。 3 冻结技术设计 根据潘北矿地层特点,副井采用主排冻结孔加内、 外排辅助冻结孔的冻结方式,其中,主排冻结孔设计56 个,采用长短腿差异冻结,长腿为393m ,短腿为355m ; 辅助孔采用内外排,布置内排辅助冻结孔17个,外排辅 助冻结孔17个,孔深均为350m ,采用梅花型布置。并 在圈径12. 5m的位置,布置了12个防片孔,孔深为 150m ,防止发生片帮。为把经济效益与施工技术最完 美的结合综合考虑,根据地层不同深度及地压的大小, 主冻孔、 辅冻孔、 防片孔设计采用异径管冻结技术,即0 ～- 200m采用 159mm5mm ; - 200～- 300mm采 用 159mm6mm ; - 300～- 393mm采用 159mm 7mm。仅此一项就节约资金约100多万元;内外排辅助 冻结孔布置双供液管,先采用盐水反缩环冻结工艺,自 上而下,以加快上部冻土发展速度,防止片帮。待井筒 掘砌到200m左右的时候,改盐水缩环为正缩环,对 200m以下地层进行局部冻结。本设计既合理利用了冷 量,增加了冻结效果,又降低了成本,节约了建设资金, 具体冻结参数见表1。 4 冻结施工 4. 1 冻结造孔 为了实现快速、 高质、 高效的钻进目标,在造孔设备 和施工管理方面作了精心安排 1选择提升能力强,扭矩大的TBW850/ 50型混 浆泵为主要造孔设备; 2合理安排施工顺序,提供充足的备用设备,保证 施工的顺利进行; 3缩短砼浇灌工序时间,减少井帮暴露时间。由 于立模、 浇灌、 升降吊盘与各种工序转换频繁,相应辅助 时间过长,致使井帮暴露时间过长,井帮变形加长,危及 冻结壁安全。所以应严格控制砼浇灌工序时间,使井帮 定帮时间在20h以内。 4提高砼标号,增强井壁质量。随着地层的加深, 地压也相应增大,为了低抗地质必须相应增大井壁厚 度,提高砼强度。在深部地层砼标号达到C60,采用高强 砼提高了井壁拉压能力,减少了井帮位移。 5加强掘砌管理。严格控制砼的配合比,掌握好 砼的质量砼的塌落度、 入模温度等 , 砼振捣到位,合理 确定脱模时间,严把原材料的检查、 验收质量关。 表1 潘北矿副井冻结技术参数表 项目名称单位副井备注 井筒净直径m8. 1 冻结深度主排孔m355/ 393 辅助孔m350 防片孔m150 冻结壁厚度m7. 2 主排孔布置圈径m21. 8差异冻结 孔数m56 开孔间距m1. 22 冻结管规格m159 5 ～ 7 供液管规格m756 辅助孔布置圈径m15. 5/ 16. 5梅花形布置 孔数m17/ 17 开孔间距m3. 05/ 2. 86 冻结管规格m159 5 ～ 7 供液管规格m756 防片孔布置圈径m12. 5 孔数m14 开孔间距m2. 8 冻结管规格m1595 供液管规格m756 水文孔布置深度/个数m/个253. 5/ 1、332. 5/ 1 水文孔规格mm1335 测温孔布置深度/个数m/个 350/ 1、355/ 2、 393/ 1 测温孔规格mm894 井筒需冷量kcal/ h484. 3104 冻结站制冷量kcal/ h584. 16104 造孔工程量m36983 4. 2 采取措施防止井筒上部井壁冻坏 井筒掘砌到后进行套壁,造成上部井壁受冻结温度 影响时间过长,为防止井壁质量受损伤,我们将盐水循 环设为正循环,进行下部地层冻结,有效防止上部井壁 被冻坏。 4. 3 加强冻结监测,实现信息化管理 本工程盐水系统温度,冻结温度场及冷冻各节点温 度均采用数字式温度监测仪进行监测,井帮温度采用便 携式数字温度计进行监测。由于监测系统安装简单,抗 干扰性强,自动化程度高,性能稳定,且可实现远程监 控,所以数据采集的精确度方面较为准确为冻结分析提 供可靠依据,根据收集、 整理的资料进行分析,并指导下 69 西部探矿工程 2007年第2期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 广东省湛江市区地质灾害现状的探讨 陆巍峰 广东省地质矿产局水文工程地质一大队,广东 湛江524039 摘 要湛江市区由于人类工程及经济活动对地质环境的改变,诱发了较多不同类型的地质灾害,对 人民生命和财产安全构成了严重威协。为提高人们防灾抗灾意识,防止地质灾害对人民生命和财产 构成更严重危害,在湛江市区地质灾害区划的基础上,对湛江市区现状地质灾害的发育特征及危害情 度进行了探讨。发现湛江市区地质灾害总体上具有种类多、 密度大、 规模小、 分布广等特征,主要诱发 因素为大气降雨及人类工程活动。已造成危害及经济损失较大。 关键词湛江市区;地质灾害现状;发育特征;危害情度 中图分类号X43 文献标识码B 文章编号10045716200702009704 1 概述 1. 1 自然地理概况 湛江市区位于雷州半岛东北部,由东、 西两片陆域 及东海、 南三和硇洲等近岸岛屿构成。市区范围地理坐 标东经11010′35″ ～11030′17″,北纬2051′23″ ～ 2127′05″ 。陆地面积1460km2。 海陆空交通便利,湛江港是我国十大港口之一,现 与80多个国家和地区的港口有船舶来往;黎湛铁路和 湛海铁路可通往全国各主要城市;湛江机场有民航班机 飞航国内部分城市;公路方面有325国道、 广湛高速公 路以及多条省道纵横交错,四通八达。 湛江市区濒临南海,总体地势北高南低,北部官渡 笔架岭为全区最高点高程180. 4m ,全区大部分地面 高程低于30m。地貌上属侵蚀剥蚀台地和滨海平原。 台地地形较平缓,地面起伏不大。滨海平原分布在台地 前缘滨海地带,地形平坦。在台地和平原中偶见由火山 岩及其风化残积土构成的锥状和穹隆状的山包岭分 布。 1. 2 气象与水文 湛江市区位于北回归线以南的低纬度地带,属边缘 热带湿润型气候区。全年气温较高,多年平均气温为 22. 7℃～23. 5℃;多 年 平 均 降 雨 量 为1259. 5～ 1856. 4mm ,降雨多集中于5～9月,以8月最多,冬春少 雨;多年平均蒸发度为1774. 1mm ,以7月蒸发最烈。 属东南沿海台风 Ⅳ7区。 区内沟河不发育,多为源近流短的季节性溪流,主 一步的施工,处理问题高效、 快捷准确。高效能的冻结 监测系统及现代化的信息技术,为工程现代化管理注入 新的活力。 5 冻结施工应注意的问题 1规范管理制度,提高管理水平,增强法制观念, 提高管理效率,是管理者应遵行的管理理念。 2冻结为关键在于冻结钻孔的施工技术水平,提 高冻结钻孔的施工技术水平应从设备的更新,管理跟专 业技术的创新及防偏能力的提高等方面入手。 3冻结设计应在施工安全及施工可行性的前提下 进行方案优化,不能盲目。 4合理确定开挖时间,开挖过早,造成上部片帮, 而下部地层没有足够冻结时间达到设计所需的强度和 厚度,阻碍了掘砌的顺利进行;开挖过晚,深部的地层被 冻实,掘进困难,影响掘进的工期。 5合理安排掘砌速度。上部地层掘进速度可以加 快,为深部地层掘进赢得时间,合理安排掘砌速度对于 整个井筒掘砌工期有重要意义。 6控制掘进段高是冻结成败的关键因素。冻结段 掘砌段高不应大于2. 2m ,井帮定帮时间应不超过20h , 300m以下的深度粘土层掘砌段高应大于1. 5m ,井帮立 帮时间不应超过16h ,在地层条件比较复杂的地区,段高 的控制更为重要。 7冻结壁的有效厚度及冻结壁的平均温度一是要 达到设计要求,井帮变形一是要得到有效控制。 8积极推广新设备,新工艺的应用,加强监测系统 信息化,数据处理系统的智能化。努力提高现代化信息 施工管理技术,提高自身的业务素质水平,高水准高质 量地把冻结施工技术推向更高的水平。 79 2007年第2期 西部探矿工程 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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