楊村煤礦主井井筒凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主凍結(jié)孔，主要保證凍結(jié)壁厚度和強(qiáng)度，降低凍結(jié)壁平均溫度的作用。 具體布置如下表所示： 凍 結(jié) 孔 名 稱 主 井 備注 外 排 孔 圈 徑（ m） 全深 凍結(jié) 孔 數(shù)（個(gè)） 55 開孔間距（ m） 深 度（ m） 619 中 排 圈 徑（ m） 差異凍結(jié) 孔 數(shù)（個(gè)） 26/26 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 24 孔 開孔間距（ m） 深 度（ m） 619/723 內(nèi) 排 孔 圈 徑（ m） 全深凍結(jié) 孔 數(shù)（個(gè)） 26 開孔間距（ m） 深 度（ m） 619 防 片 孔 圈 徑（ m） 梅花型布置 孔 數(shù)（個(gè)） 9/9 開孔間距（ m） 深 度（ m） 210/420 9．凍結(jié)孔施工要求 （ 1）對(duì)于差異凍結(jié)的凍結(jié)孔施工應(yīng)采用間隔施工，中間孔施工時(shí)定向鉆進(jìn)。先施工深孔，如果深孔質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則與之相鄰的淺孔改為深孔，以保證凍 結(jié)孔間距符合設(shè)計(jì)要求，減少補(bǔ)孔。 （ 2）鉆孔偏斜采用靶域控制，表土段靶域半徑 ，中排孔短腿靶域半徑 ，長(zhǎng)腿靶域半徑 。 （ 3）防片孔 沿主面向井心 偏值不大于 300mm；內(nèi)排孔、中排孔、外排孔 沿主面向井心 偏值不大于 500mm。 （ 4）終孔最大孔間距：中排孔沖積層小于 ， 沖積層以下至 基巖層短腿 深度地層 小于 ，長(zhǎng)腿小于 m，外排孔與內(nèi)排孔沖積層小于 ，外排沖積層以下小于 ，內(nèi)排孔沖積層以下小于 。 10．凍結(jié)管及供液管設(shè)計(jì) 凍結(jié)管選用大口徑厚壁凍結(jié)管，既有利于提 高凍土發(fā)展速度，又可增加凍結(jié)管的強(qiáng)度和抗變形能力，具體設(shè)計(jì)如下： （ 1）外排凍結(jié)管 選 用φ 140mm 低碳鋼無(wú)縫鋼管， 內(nèi) 管箍焊接聯(lián)接， 管 內(nèi)下 放 φ 75179。 6mm 聚乙烯塑料軟管。 （ 2）中排凍結(jié)管 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 25 選用φ 159mm 低碳鋼無(wú)縫鋼管， 內(nèi) 管箍對(duì)焊聯(lián)接。管內(nèi)下放φ 75179。 6mm 聚乙烯塑料軟管。 （ 3）內(nèi)排凍結(jié)管 選用φ 159mm 低碳鋼無(wú)縫鋼管， 內(nèi) 管 箍對(duì)焊聯(lián)接。管內(nèi)下放φ 75179。 6mm 聚乙烯塑料軟管。 （ 4）防片孔凍結(jié)管 選用φ 159mm 低碳鋼無(wú)縫鋼管，內(nèi)管箍對(duì)焊聯(lián)接。管內(nèi)下放φ 75179。 6mm 聚乙烯塑料軟管。 （ 5） 200m 深度以 上的凍結(jié)管壁厚 5mm， 200m—300m 深度凍結(jié)管壁厚 6 mm，300m 深度以下凍結(jié)管壁厚 7 mm。 11．水文孔、測(cè)溫孔布置設(shè)計(jì) （ 1）水文觀測(cè)孔 主井設(shè)計(jì)四個(gè) 水文孔 ， 深度 分別為 30m、 85m、 315m、 515m；并做出專項(xiàng)措施報(bào)處工程師審批。水 文管選用φ 140mm 低碳鋼無(wú)縫鋼管，外管箍對(duì)焊聯(lián)接，焊接質(zhì)量要滿足要求。各含水層隔絕要徹底可靠，報(bào)道層位多層設(shè)置花管，洗孔要滿足要求。 （ 2）測(cè)溫孔布置設(shè)計(jì) 主 井設(shè)計(jì)布置 6 個(gè)測(cè)溫孔，以反映不同方位、深度 以及凍結(jié)壁薄弱部位的凍結(jié)溫度。布置原則：凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)界面位置、凍 結(jié)壁外側(cè)最大孔間距位置、凍結(jié)壁外側(cè)主面、界面位置及凍結(jié)壁中間位置。測(cè)溫孔內(nèi)下放φ 89179。 5mm 無(wú)縫鋼管，外管箍焊接，底端封實(shí)，管內(nèi)不需灌水和試壓，但不得滲漏水。主井測(cè)溫孔深度暫定為： 210m/1個(gè)， 420m/1 個(gè)， 619m/2 個(gè)， 723m/2 個(gè) 。 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 26 四、凍結(jié)施工工藝設(shè)計(jì) 凍結(jié)時(shí)間的確定 1．凍結(jié)時(shí)間確定原則 （ 1）井筒施工時(shí)上部不片幫，井幫溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求； （ 2）凍結(jié)壁平均溫度、厚度達(dá)到招標(biāo)文件及設(shè)計(jì)要求； 2．凍結(jié)時(shí)間確定所需要的參數(shù) （ 1）根據(jù)招標(biāo)文件 ， 主 井凍結(jié)段綜合成井進(jìn)度 65m/月。 （ 2） 凍結(jié)壁、凍結(jié)管設(shè)計(jì)等技術(shù)指標(biāo)。 3．凍結(jié)時(shí)間確定 （ 1）試挖前凍結(jié)時(shí)間： 90 天。 （ 2）試挖后凍結(jié)時(shí)間： 334 天。 （ 3）總凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間： 424 天。 凍結(jié)需冷量計(jì)算 1． 各凍結(jié)圈開凍次序 孔別 滯后最初開凍時(shí)間（天） 中排孔 0 內(nèi)排（淺）防片孔 0 外排（深）防片孔 10 內(nèi)排孔 20 外排孔（間隔開啟，雙號(hào)孔或單號(hào)孔） 20 外排孔（剩余的孔） 30 ２ .各凍結(jié)圈的凍結(jié)長(zhǎng)度 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 27 井別 凍結(jié)段長(zhǎng)度（ m） 主井 內(nèi)防 1890 外防 3780 內(nèi)排 16094 中排 34892 外排 34045 ３ .井筒需冷量： 井別 需冷量 主井 內(nèi)防 Q =π dHNK 179。 104 外防 Q =π dHNK 179。 104 內(nèi)排 Q =π dHNK 179。 104 中排 Q =π dHNK 179。 104 外排 Q =π dHNK 179。 104 4．凍結(jié)期間開機(jī)配組情況 開機(jī)時(shí)間（天） 開機(jī)配組（組） 0～ 10 9 10～ 20 10 20～ 30 17 30～ 90 17～ 20 90～ 339 6～ 13 339～ 424 3～ 5 凍結(jié)站裝機(jī)容量及設(shè)備選型 1．凍結(jié)站裝機(jī)最大制冷量 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 28 為確保凍結(jié)正常運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)和保證井筒凍結(jié)最大需冷量要求，主井凍結(jié)站最大制冷量為： 井別 需冷量 主井 內(nèi)防 Q 站 = 179。 104 外防 Q 站 = 179。 104 內(nèi)排 Q 站 = 231179。 104 中排 Q 站 = 179。 104 外排 Q 站 = 179。 104 Q 主站 = Q 主 =179。 104kcal/h 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，依據(jù)口孜東凍結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，配備機(jī)組情況 如下表所示： 井別 最大裝機(jī)數(shù)量 標(biāo)準(zhǔn)制冷量 179。 104kcal/h 與最大需冷量的比 179。 104kcal/h 主井 23 4002 2．冷凍機(jī)及附屬設(shè)備選型 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 數(shù) 量（臺(tái)） 低壓冷凍機(jī) JHLG25Ⅲ TA 23 高壓冷凍機(jī) LG20Ⅲ DA 23 蒸發(fā)器 GZF240 型 46 蒸發(fā)式冷凝器 EXVⅡ 340M 23 中間冷卻器 型 23 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 29 凍結(jié)鹽水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1．鹽水配比及鹽水循環(huán)量 （ 1） 鹽水配比：鹽水比重 1270kg/m3，比熱 178。℃，波美度 176。 Be。 （ 2） 鹽水總循環(huán)量： W 主 =2261m3/h 2．鹽水干管及集配液圈規(guī)格 根據(jù)流量分配及凍結(jié)工藝特點(diǎn)， 主 井四排孔采用三去、三回供、回液方式。對(duì)外排及中排孔供回液的干管及集配液圈均選用φ 377mm 鋼管，對(duì)內(nèi)排孔及防片孔供回液的干管及集配液圈選用φ 325mm 鋼管。 為減少熱脹冷縮對(duì)干管的影響，每隔 100米設(shè)置一道伸縮節(jié)，不足 100 米的按 100 米考慮； 視鹽水干管的走向，可適當(dāng) 設(shè)置“ U” 型 彎。 為加強(qiáng)對(duì)鹽水和凍結(jié)器中雜質(zhì)的過(guò)濾效果，在口孜東設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)沉淀器的結(jié)構(gòu) 。 在施工中 加強(qiáng)對(duì)流量的控制，合理安排各個(gè)期段的制冷量。 3．鹽水泵選型 主井選擇 9 臺(tái)水泵作為鹽水泵，其中： 4 臺(tái) 350S75A 型水泵， 2 臺(tái) 350S75B 型水泵， 3 臺(tái) 250S39 型水泵。 凍結(jié)冷卻水系統(tǒng) 1． 新鮮水補(bǔ)充 量 W 主 =92m3/h。 2．清水泵選型 本工程選用高效蒸發(fā)式冷凝器，該設(shè)備具有冷卻效率高、耗水量低、氣候溫度適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大減少新鮮水用水量和水源井施工數(shù)量，同時(shí)也降低抽水對(duì)國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 30 凍結(jié)壁交圈的影響。冷卻循環(huán)用水泵 主 井選用 IS200150315 型清水泵 2 臺(tái)（備用 1臺(tái)），總流量 400m3/h。 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1．根據(jù)招標(biāo)文件，打鉆、凍結(jié)期間利用工廣內(nèi) 10KV 電源 。 2． 根據(jù)冷凍站裝機(jī)容量及運(yùn)轉(zhuǎn)配組，預(yù)計(jì)主井凍結(jié)站最大用電負(fù)荷約為 11500KW。 3． 根據(jù)冷凍站裝備情況，主井選用變壓器 S9－ 1250/10/ 型 12 臺(tái)。 4． 凍結(jié)用電量約 5550179。 104KW?h。 鹽水降溫計(jì)劃 級(jí)（12 0* 10 ）+ （8 0* 8） +60*6（80 *8 ）+ （8 0* 8） +60*6（80 *8 ）+ （8 0* 8） +60*666 60 0 / 5箱式變電站 /開關(guān)柜編號(hào)開關(guān)柜型號(hào)開關(guān)柜名稱刀開關(guān)空氣開關(guān)柜互感器電流表低壓無(wú)功補(bǔ)償 低壓饋線 低壓饋線 低壓饋線 低壓饋線 低壓饋線楊村礦主井打鉆臨時(shí)用電系統(tǒng)圖開關(guān)柜編號(hào)開關(guān)柜型號(hào)開關(guān)柜名稱 進(jìn)線柜柜 變壓器楊村 變電所1 0KV 進(jìn)1箱變鉆機(jī)12鉆機(jī)34鉆機(jī)56鉆機(jī)78泥漿泵34泥漿泵12泥漿泵56泥漿泵78備用3備用4備注：電纜(YJV120)從農(nóng)用電10KV到2箱式變電站（）。在 變電所停電時(shí)，可臨時(shí)使用備用電源 箱式變電站。臨時(shí)把負(fù)荷從1接到2上。/電焊機(jī)1電焊機(jī)2照明電源備用1備用2國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 31 凍結(jié)期 鹽水溫度（℃） 時(shí) 間（ d） 鹽水降溫期 自然溫度～ 0 7 鹽水降溫期 0～ 20 10 鹽水降溫期 20～ 28~30 10 鹽水降溫期 28~30～ 32 10 積極凍結(jié)期（冒水前） 32 53 積極凍結(jié)期 積極期 32～ 34，強(qiáng)化期 34～ 36 249 維護(hù)凍結(jié)期 26～ 28 85 凍結(jié)制冷循環(huán)方式及控制 鹽水循環(huán)采用正循環(huán) 。防片孔視現(xiàn)場(chǎng)開挖情況及井幫溫度情況決定是否關(guān)閉，套壁期及基巖段掘進(jìn)施工除中排孔外，其它孔全部關(guān)閉。 凍結(jié)壁發(fā)展預(yù)測(cè) 凍結(jié)時(shí)間 d 掘砌深度 m 土 性 凍結(jié)壁 厚度 m 凍結(jié)壁 溫度℃ 井幫溫度 ℃ 凍土入荒 mm 90 0 100 50 砂粘 0 110 100 粗砂 3 120 150 砂粘 5 135 200 中砂 8 150 250 中砂 165 300 中砂 10 180 350 砂粘 18 9 195 400 細(xì)砂 210 450 中砂 12 225 500 中砂 13 240 礫石 14 國(guó)投新集楊村礦主井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì) 中煤特殊鑿井（有限）責(zé)任公司（網(wǎng)址： 地址 ：安徽省淮北東山路 131 號(hào)） 32 工業(yè)及生活大臨布置 按招標(biāo)文件要求，以經(jīng)濟(jì)、合理、方便實(shí)用為原則在工廣內(nèi)布置工業(yè)及生活大臨，見工業(yè)及生活大臨表及圖。 凍結(jié)孔施工設(shè)計(jì) 1．鉆孔工程量 主井共計(jì) 161 個(gè)孔，總長(zhǎng) 94960m。 2．打鉆設(shè)備選型： 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 數(shù)量 主井 鉆 機(jī) TSJ2021A 8 臺(tái)套 泥漿泵 TBW850/ 型 16 臺(tái) 螺桿鉆具 型 6 根 陀螺測(cè)斜儀 JDT5A 型 3 臺(tái) 經(jīng) 緯儀 蔡司 010B 型 2 臺(tái) 旋砂器 SBX1 2 臺(tái)套 3．施工工期 按臺(tái)月效率 2021m 計(jì)，則主井造孔工期為 179 天。 工期安排 1．主井 進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備 15 天，凍結(jié)孔施工為 179 天；冷凍站安裝 179 天；凍結(jié)準(zhǔn)備為 15 天；試挖前凍結(jié)為 90 天；試挖后凍結(jié)為 328 天。詳見工期計(jì)劃圖表。 勞動(dòng)組織 根據(jù)打鉆及凍結(jié)施工設(shè)計(jì)要求，滿足該工程施工的勞動(dòng)組織安排如下： 1．凍結(jié)孔施工： 206 人； 2．凍結(jié)站安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)： 90 人。 凍結(jié)孔施工主