本文關(guān)鍵詞：立井超深凍結(jié)孔置換水泥漿封孔防水技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 超深凍結(jié)法 井筒滲漏水 水泥漿穩(wěn)定性 凝結(jié)時(shí)間 剪切強(qiáng)度 封孔防水

【摘要】：目前,凍結(jié)法鑿井技術(shù)已成為東、西部地區(qū)煤礦立井井筒穿越?jīng)_積層、軟弱富水巖層等特殊地質(zhì)條件的主要施工方法,且井筒直徑和深度越來越大。但井筒解凍后造成的井筒滲漏水問題依然威脅礦井的安全生產(chǎn),如何防止井筒滲漏水是凍結(jié)法鑿井急需研究解決的關(guān)鍵問題之一。造成井筒滲漏水的原因是多方面的,大量的研究表明,解凍后凍結(jié)孔與凍結(jié)管之間形成的豎向環(huán)形導(dǎo)水通道是造成井筒滲漏水的主要原因之一。采用緩凝水泥漿置換凍結(jié)孔內(nèi)粘土漿,利用其硬化特性封堵凍結(jié)管與圍巖間的環(huán)形空間,可主動(dòng)有效的防止井筒滲漏水。本文通過大量的室內(nèi)試驗(yàn),并結(jié)合理論分析,對(duì)緩凝水泥漿液的特性和封孔防水效果等技術(shù)關(guān)鍵開展了較為全面的研究。首先,在總結(jié)井筒滲漏水的原因和防治措施的基礎(chǔ)上,分析了超深凍結(jié)孔置換水泥漿封孔防水作用機(jī)理,并根據(jù)其工藝和防水技術(shù)要求,對(duì)凍結(jié)管沉降受力狀態(tài)、水泥漿的流變特性及封孔防水影響因素進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析。其次,通過大量的室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)水泥漿液凝結(jié)時(shí)間、穩(wěn)定性及流動(dòng)性進(jìn)行試驗(yàn)研究,確定了滿足要求的超深凍結(jié)孔置換用水泥漿各組成材料的配合比和摻量。特別是采用西安科技大學(xué)研制的JS-1型高效緩凝劑,漿液的初凝時(shí)間能夠達(dá)到40h以上,完全滿足超深凍結(jié)孔置換用緩凝水泥漿液的技術(shù)要求。最后,采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)方法,測定了凍融作用下結(jié)石體單軸抗壓強(qiáng)度及結(jié)石體與周圍介質(zhì)膠結(jié)面處的抗剪強(qiáng)度,得出了凍融作用下其力學(xué)特性明顯降低的變化規(guī)律,也驗(yàn)證了摻加膨脹劑能夠顯著提高結(jié)石體與周圍介質(zhì)抗剪強(qiáng)度,提高封孔防水效果的結(jié)論。通過工程實(shí)例對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用做了進(jìn)一步的說明。
【關(guān)鍵詞】：超深凍結(jié)法 井筒滲漏水 水泥漿穩(wěn)定性 凝結(jié)時(shí)間 剪切強(qiáng)度 封孔防水
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD745.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 選題的背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 凍結(jié)孔置換水泥漿防水技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 緩凝水泥漿液固井技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 緩凝水泥漿結(jié)石體的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14
• 1.4 技術(shù)路線14-16
• 2 凍結(jié)孔置換水泥漿防水作用機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)16-27
• 2.1 凍結(jié)法鑿井概述16-17
• 2.2 凍結(jié)井壁滲漏水原因分析及防治措施17-19
• 2.2.1 凍結(jié)井壁滲漏水原因分析17-18
• 2.2.2 凍結(jié)井壁滲漏水防治措施18-19
• 2.3 凍結(jié)孔置換水泥漿防水作用機(jī)理19-22
• 2.3.1 導(dǎo)水通道生成機(jī)理分析19-20
• 2.3.2 導(dǎo)水機(jī)理分析20-21
• 2.3.3 防水作用機(jī)理分析21-22
• 2.4 凍結(jié)孔置換水泥漿防水技術(shù)關(guān)鍵22-25
• 2.4.1 緩凝水泥漿置換工藝和技術(shù)要求22-23
• 2.4.2 凍結(jié)管沉降受力分析23-24
• 2.4.3 水泥漿的流變特性分析24-25
• 2.4.4 封孔防水效果分析25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 3 緩凝水泥漿漿液性能試驗(yàn)研究27-41
• 3.1 概述27
• 3.2 水泥及其外加劑的選取27-29
• 3.2.1 水泥27
• 3.2.2 緩凝劑27-28
• 3.2.3 穩(wěn)定劑28
• 3.2.4 膨脹劑28-29
• 3.3 試驗(yàn)儀器與方法29-32
• 3.3.1 試驗(yàn)儀器29
• 3.3.2 試驗(yàn)方法29-32
• 3.4 試驗(yàn)過程及結(jié)果分析32-39
• 3.4.1 基準(zhǔn)配合比漿液的確定32
• 3.4.2 漿液穩(wěn)定性試驗(yàn)32-34
• 3.4.3 漿液緩凝特性試驗(yàn)34-36
• 3.4.4 緩凝水泥漿性能優(yōu)化試驗(yàn)36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 4 凍融作用下封孔防水效果試驗(yàn)研究41-58
• 4.1 凍融作用下緩凝水泥漿結(jié)石體力學(xué)特性分析41-44
• 4.1.1 試驗(yàn)方法41
• 4.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析41-44
• 4.2 凍融作用下結(jié)石體與凍結(jié)管膠結(jié)特性試驗(yàn)44-48
• 4.2.1 試驗(yàn)方法44-45
• 4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析45-48
• 4.3 凍融作用下結(jié)石體與孔壁圍巖膠結(jié)特性試驗(yàn)48-52
• 4.3.1 試驗(yàn)方法48-49
• 4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析49-52
• 4.4 凍融作用下凍結(jié)孔封孔結(jié)構(gòu)體管膠結(jié)特性試驗(yàn)52-57
• 4.4.1 試驗(yàn)方法52-53
• 4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析53-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 5 置換緩凝水泥漿防水技術(shù)在工程中的應(yīng)用58-66
• 5.1 工程概況58-62
• 5.1.1 巖層特性58-60
• 5.1.2 水文特征60
• 5.1.3 凍結(jié)井筒參數(shù)60-62
• 5.2 凍結(jié)孔置換水泥漿方案62-63
• 5.3 現(xiàn)場水泥漿的配置及性能試驗(yàn)63-64
• 5.3.1 試驗(yàn)方案63
• 5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果63-64
• 5.4 施工情況64-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 主要結(jié)論66-67
• 6.2 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳立軍;東榮二礦主、副井凍結(jié)孔施工經(jīng)驗(yàn)[J];建井技術(shù);1991年05期

2 單興華;800m深凍結(jié)孔試鉆[J];建井技術(shù);2001年05期

3 張言明;程村礦井凍結(jié)孔施工技術(shù)[J];西部探礦工程;2003年06期

4 劉洪濤;(超)深立井凍結(jié)孔偏斜的控制[J];中州煤炭;2004年03期

5 王宗金;;淺談凍結(jié)孔施工技術(shù)[J];西部探礦工程;2008年02期

6 王健;吳松貴;;超深凍結(jié)孔施工工藝在口孜東煤礦的應(yīng)用[J];西部探礦工程;2008年08期

7 張振戈;;凍結(jié)孔質(zhì)量控制及安全快速施工技術(shù)[J];煤炭工程;2012年04期

8 馬小濤;徐基根;周宜山;郭飛;王修棟;;深厚沖擊層多圈凍結(jié)孔快速成孔施工技術(shù)[J];能源技術(shù)與管理;2012年05期

9 夏保海;孫建;;螺桿定向糾偏技術(shù)在新莊礦超深凍結(jié)孔施工中的應(yīng)用[J];煤炭工程;2013年01期

10 ;凍結(jié)孔的鉆進(jìn)經(jīng)驗(yàn)[J];建井技術(shù);1981年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王斌;;凍結(jié)孔鉆孔過程中的防偏及控偏方案淺析[A];礦山建設(shè)工程技術(shù)新進(jìn)展——2009全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2009年

2 韓圣銘;;計(jì)算機(jī)在凍結(jié)孔鉆進(jìn)中的應(yīng)用[A];地層凍結(jié)工程技術(shù)和應(yīng)用——中國地層凍結(jié)工程40年論文集[C];1995年

3 鄒允領(lǐng);田志斌;;凍結(jié)孔鉆進(jìn)礫巖地層的施工方法[A];全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議論文選集（上冊(cè)）[C];2004年

4 鄒允嶺;秦儉;;凍結(jié)孔施工的防偏及糾斜[A];礦山建設(shè)工程新進(jìn)展——2005全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2005年

5 李慶功;;特厚卵石層凍結(jié)孔施工技術(shù)[A];礦山建設(shè)工程新進(jìn)展——2005全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2005年

6 陳鳳海;付萬貴;;河南泉店礦井深厚礫巖層的凍結(jié)孔施工方法[A];礦山建設(shè)工程新進(jìn)展——2006全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2006年

7 楊云祥;郭承敏;杜慶軍;;郭屯礦井超深凍結(jié)孔施工技術(shù)方法[A];礦山建設(shè)工程新進(jìn)展——2006全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2006年

8 趙玉明;;市政工程用水平凍結(jié)孔光纖陀螺測斜儀的設(shè)計(jì)研究[A];礦山建設(shè)工程技術(shù)新進(jìn)展——2009全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（下冊(cè)）[C];2009年

9 秦儉;;淺談螺桿定向糾斜法在凍結(jié)孔表土段施工中的應(yīng)用[A];礦山建設(shè)工程技術(shù)新進(jìn)展——2008全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上）[C];2008年

10 查德求;涂家瑜;;立井凍結(jié)造孔結(jié)束到開機(jī)送冷期間的快速工序轉(zhuǎn)換[A];礦山建設(shè)工程新進(jìn)展——2005全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2005年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 謝興友　種衍飛 劉 恒;山東局一隊(duì)今年首個(gè)非煤凍結(jié)孔告捷[N];中煤地質(zhì)報(bào);2010年

2 曹玉松 程龍;轉(zhuǎn)型促發(fā)展 實(shí)現(xiàn)新跨越[N];中煤地質(zhì)報(bào);2012年

3 謝興友;魯煤一隊(duì)打出800米凍結(jié)鉆孔[N];中國礦業(yè)報(bào);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周道海;立井超深凍結(jié)孔置換水泥漿封孔防水技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：592813