CN104406470B - 西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法 - Google Patents

西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,能够在减少对冻结管的破坏的条件下,提高***效率。所述方法包括:围绕冻结好立井中心布置第一组掏槽孔,在第一组掏槽孔***布置第二组掏槽孔,布置第一圈主炮孔、第二圈主炮孔、第三圈主炮孔直至完成全断面炮孔布置;在第一组掏槽孔中装设第一段***和第二段***;在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药,依据第一组掏槽孔的第一段***-第一组掏槽孔的第二段***-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔……的起爆顺序,采用毫秒延期起爆方式起爆,完成全断面一次***。本发明适用于西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***。

Description

西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法
技术领域
本发明涉及一种***掘进技术,尤其涉及一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法。
背景技术
在我国西部白垩系底层中,因其地层大都为砂、泥质胶结,结构松散,孔隙不发育,裂隙沟通性差,加之岩石具有强度低、遇水软化泥化的特点,在注浆时岩层裂隙在水及浆液的作用下易被软化了的岩粉阻塞,极大地限制了浆液的扩散范围,使注浆帷幕不能很好形成,从而使注浆不能起到很好的作用,达不到封水的目的。由此可见,在西部白垩系地层中开挖垂直竖井时,因其他层的特殊性,当涌水量较大时,一般采用注浆法效果不佳,目前大都采用人工冻结法凿井进行施工。
人工冻结法凿井是采用人工制冷技术暂时加固不稳定地层和隔绝地下水的特殊施工方法,它是先在将要开凿的井筒周围形成不透水的且抵抗一定压力的冻结壁,并在冻结壁的保护下安全地进行井筒掘砌工作。为了提高施工速度,减轻劳动强度,可采用钻眼***法。由于冻土***是在负温条件下,同时井筒周围存在着冻结管,所以冻土***不同于普通基岩段***,它要求在冻结管安全的条件下,提高***效率。
采用钻眼***法进行施工时,冻结管的破坏效应来自***震动所带来的影响。
为了提高***效率,实现月进100m以上的快速施工目标,需要采用5m以上深孔***技术。但是,实现5m以上深孔***,需要较大的掏槽***能量,并且基于前期研究发现,由于掏槽孔***时没有自由面,产生的震动效应是最大的。因此,如何减弱掏槽***的震动灾害是技术关键;因此,如何同时满足快速施工目标同时减弱掏槽***的震动对冻结管的破坏性影响,是本发明要解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,能够在减少***震动对冻结管的破坏的条件下,提高***效率。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,包括:
围绕冻结好的预***立井中心布置第一组掏槽孔,在第一组掏槽孔***布置第二组掏槽孔,以第二组掏槽孔为中心向外依次布置第一圈主炮孔、第二圈主炮孔、第三圈主炮孔......直至完成全断面炮孔布置;
在第一组掏槽孔中装设第一段***和第二段***,第一段***和第二段***之间用黄炮泥作为间隔介质;
在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药,黄炮泥密封后,依据第一组掏槽孔的第一段***-第一组掏槽孔的第二段***-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序,采用毫秒延期起爆方式起爆,完成全断面一次***,实现立井的一次***掘进。
可选地,所述预***立井的荒径大于10m。
可选地,所述掏槽孔和/或主炮孔的深度不小于5m,直径为60mm。
可选地,采用的***类别为抗冻乳化***或抗冻水胶***,药卷直径45mm。
可选地,起爆***为7m长脚线毫秒延期电***。
可选地,所述第一组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为1.6~1.8m,第二组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为2.0~2.4m;第一组掏槽孔和第二组掏槽孔之间的间隔为0.4-0.6m。
可选地,在第一组掏槽孔中装设第一段***和第二段***,第一段***和第二段***之间用黄炮泥作为间隔介质,黄炮泥长度不小于0.5m,实现了孔内分段装药。
可选地,所述第一组掏槽孔中所装设的第一段***的长度与第二段***的长度之比为1~1.2。
可选地,在所述第一组掏槽孔内的两段***分别采用第1段和第3段毫秒延期电***起爆,微差间隔时间20ms以上,实现了孔内微差***,完成了在掏槽孔总装药量不变的情况下,通过减少单次起爆药量,降低了***震动效应,保护了冻结管的安全。
可选地,所述第二组掏槽孔中的起爆***为第5段毫秒延期电***,增大延迟间隔时间,减少***应力波的叠加效应,降低***震动效应。
本发明实施例提供的西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,由于采用全断面一次***,提高了***效率;并且由于在第一组掏槽孔***布置有进行辅助掏槽的第二组掏槽孔能够增强掏槽效果,在第一组掏槽孔中的至少一个掏槽孔中装设第一段***和第二段***,并依据第一组掏槽孔的第一段***-第一组掏槽孔的第二段***-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序,采用毫秒延期起爆方式起爆,这样能够减轻***震动,从而能够减少***震动对冻结管的破坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法一实施例中井筒的平面结构示意图;
图2为图1中第一组掏槽孔1和第二组掏槽孔2中的***布置结构示意图;
图3为图1中第一组掏槽孔1中第一段***11和第二段***12的布置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法实施例中井筒的平面结构示意图。
参看图1,本发明一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法的具体实施方式,包括如下步骤:
S11、围绕冻结好的预***立井中心布置第一组掏槽孔1,在第一组掏槽孔***布置第二组掏槽孔2,以第二组掏槽孔2为中心向外依次布置第一圈主炮孔3、第二圈主炮孔4、第三圈主炮孔5......直至完成全断面炮孔布置。
本实施例中,预***立井为西部白垩系软岩地区的大直径立井,预***立井的荒径大于10m。预***立井的荒径***布置有冻结管6。
可选地,本实施例中,所述掏槽孔和/或主炮孔的深度不小于5m,直径为60mm。可选地,所述第一组掏槽孔的孔深为5m~6m。本发明不限于此,第一组掏槽孔的孔深也可以大于5m,如为5.5m或6m。第一组掏槽孔的孔深优选为5m,既可以提高***掘进效率的同时,又能够减少单孔装药量,较好地控制***产生的震动。
可选地,所述第一组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为1.6~1.8m,第二组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为2.0~2.4m;第一组掏槽孔和第二组掏槽孔之间的间隔为0.4-0.6m。
可选地,所述第二组掏槽孔中各掏槽孔垂直于地面,以利于第二组掏槽孔***时产生的震动波向由第一组掏槽孔***后形成的临空面传播并形成更大的空间。
S12、在第一组掏槽孔1中装设第一段***11和第二段***12,第一段***11和第二段***12之间用黄炮泥作为间隔介质。
参看图3及图4,第一段***11和第二段***12之间用黄炮泥作为间隔介质,黄炮泥长度不小于0.5m,实现了孔内分段装药,防止第一段引爆第二段***,无法产生分段效果。采用黄炮泥作为间隔介质时,应避免过于压实而出现第二段***无法引爆的情况发生。
在第一组掏槽孔中装设第一段***和第二段***,可进行分段起爆,这样从***的初期就把***震动控制在最低水平。
可选地,所述第一组掏槽孔中所装设的第一段***11的长度与第二段***12的长度之比为1~1.2,有利于减少第一组掏槽孔***时所产生的***震动。
为了提高炮眼利用率,在所述第一组掏槽孔中装设的***采用的***类别为抗冻乳化***或抗冻水胶***,药卷直径45mm。
S13、在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药,黄炮泥密封后,依据第一组掏槽孔的第一段***-第一组掏槽孔的第二段***-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序,采用毫秒延期起爆方式起爆,完成全断面一次***,实现立井的一次***掘进。
本实施例中,在第二组掏槽孔和主炮孔中所装的***优选为上述的抗冻乳化***或抗冻水胶***。起爆***为7m长脚线毫秒延期电***。在所述第一组掏槽孔内的两段***分别采用第1段和第3段毫秒延期电***起爆,微差间隔时间20ms以上,实现了孔内微差***,完成了在掏槽孔总装药量不变的情况下,通过减少单次起爆药量,降低了***震动效应,保护了冻结管的安全。所述第二组掏槽孔中的起爆***为第5段毫秒延期电***,增大延迟间隔时间,减少***应力波的叠加效应,降低***震动效应。
本实施例中,第1-15段毫秒延期电***及其对应的延期时间为:ms-1:<13ms,ms-2:25ms,ms-3:50ms,ms-4:75ms,ms-5:110ms,ms-6:150ms,ms-7:200ms,ms-8:250ms,ms-9:310ms,ms-10:380ms,ms-11:460ms,ms-12:550ms,ms-13:650ms,ms-14:760ms,ms-15:880ms。
根据前期研究表明:掏槽***一次装药量是最大的,产生的***震动效应是最强的,其次是距离冻结管最近的周边眼的***震动效应,所以,降低***震动效应的最主要的途径是降低掏槽***的装药量,即降低第一组掏槽孔中第一段***的起爆药量,以便掏槽***后,为后续起爆提供了自由面,大大降低了冻结管的震动效应;而深孔***整体来件又需要有较多的装药量,以实现较好的掏槽效果。本发明实施例中采用分阶分段掏槽方式加辅助掏槽的掏槽方法,能够实现较好的掏槽效果,且降低了单次起爆药量,降低了***震动效应。
本发明实施例提供的西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,仅适用于白垩系软岩地层中的大直径冻结立井井筒的深孔***施工,在大直径井筒中心设两圈掏槽孔,解决大直径井筒***施工中需要较大的掏槽空间为后续炮孔***提供自由面的问题。
总之,本发明实施例提供的西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,由于采用全断面一次***,提高了***效率;并且由于在第一组掏槽孔***布置有进行辅助掏槽的第二组掏槽孔能够增强掏槽效果,在第一组掏槽孔中的至少一个掏槽孔中装设第一段***和第二段***,并依据第一组掏槽孔的第一段***-第一组掏槽孔的第二段***-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序,采用毫秒延期起爆方式起爆,这样能够减轻***震动,从而能够减少***震动对冻结管的破坏。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽***方法,其特征在于,包括:
围绕冻结好的预***立井中心布置第一组掏槽孔,在第一组掏槽孔***布置第二组掏槽孔,以第二组掏槽孔为中心向外依次布置第一圈主炮孔、第二圈主炮孔、第三圈主炮孔……直至完成全断面炮孔布置;其中,所述掏槽孔和主炮孔的深度不小于5m,直径为60mm;所述第一组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为1.6~1.8m,第二组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为2.0~2.4m;第一组掏槽孔和第二组掏槽孔之间的间隔为0.4~0.6m;
在第一组掏槽孔中装设第一段***和第二段***,第一段***和第二段***之间用黄炮泥作为间隔介质,黄炮泥长度不小于0.5m;所述第一组掏槽孔中所装设的第一段***的长度与第二段***的长度之比为1~1.2;
在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药,黄炮泥密封后,依据第一组掏槽孔的第一段***-第一组掏槽孔的第二段***-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔……的起爆顺序,采用毫秒延期起爆方式起爆,完成全断面一次***,实现立井的一次***掘进。
2.根据权利要求1所述的深孔掏槽***方法,其特征在于,所述预***立井的荒径大于10m。
3.根据权利要求1所述的深孔掏槽***方法,其特征在于,采用的***类别为抗冻乳化***或抗冻水胶***,药卷直径45mm。
4.根据权利要求1所述的深孔掏槽***方法,其特征在于,起爆***为7m长脚线毫秒延期电***。
5.根据权利要求1所述的深孔掏槽***方法,其特征在于,在所述第一组掏槽孔内的两段***分别采用第1段和第3段毫秒延期电***起爆,微差间隔时间20ms以上。
6.根据权利要求5所述的深孔掏槽***方法,其特征在于,所述第二组掏槽孔中的起爆***为第5段毫秒延期电***。
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