[發(fā)明專利]凍結(jié)孔強制解凍方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210220753.4
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102720465A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳曉山;劉文民;程志彬;張步俊;陳鳳海;李東升;馬躍峰;夏寶海;江軍;劉增東
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤第五建設(shè)有限公司
• 主分類號: E21B36/00
• 分類號: E21B36/00
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 周愛芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及井筒防治水技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種凍結(jié)孔強制解凍方法。

背景技術(shù)

進入21世紀以來，我國煤炭生產(chǎn)建設(shè)迎來了一個新高潮。特別是近幾年我國西部礦井向縱深發(fā)展，礦井生產(chǎn)能力逐步提高，井筒深度也在不斷延伸。新建礦井井筒白堊系軟巖地層埋藏深、厚度大、含水率大、富水性強，基本上采用凍結(jié)法施工，鉆孔貫穿整個地層，使各含水層之間相互導(dǎo)通。井筒停止送冷后，凍結(jié)壁自然解凍，含水層涌水通過凍結(jié)管與鉆孔之間的環(huán)形空間導(dǎo)入井下，導(dǎo)致井下涌水量增大。

鑒于上述情況，故對凍結(jié)管穿過的含水層進行強制解凍；然后進行射孔注漿封水，達到注漿堵水的效果。目前凍結(jié)孔四周形成的凍結(jié)壁解凍均是自然解凍，不能滿足凍結(jié)管射孔注漿封水要求。若鉆孔環(huán)形空間一旦形成導(dǎo)水通道，再采用射孔注漿方案很難達到封水效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了有效封堵上部地層水，避免導(dǎo)入井底形成水患，本發(fā)明提供一種凍結(jié)孔強制解凍方法，使得凍結(jié)管周圍的凍土融化，以利實施射孔注漿。

本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：該方法采用1臺熱水鍋爐、2臺熱鹽水箱和2臺清水箱，位于熱水鍋爐的熱水出口處并聯(lián)安裝六臺管道離心泵；2臺熱鹽水箱的出口處并聯(lián)安裝六臺管道離心泵；2臺清水箱的出口處并聯(lián)安裝四臺管道離心泵；采用上述設(shè)備對凍結(jié)管與鉆孔之間的環(huán)形空間凍結(jié)壁強制解凍；凍結(jié)孔強制解凍分為凍結(jié)孔前期解凍和凍結(jié)孔后期解凍，具體步驟如下：

凍結(jié)孔前期解凍為4個深凍結(jié)孔一組，首先2臺熱鹽水箱對第一組深凍結(jié)孔熱循環(huán)，待鹽水回路溫度升到+10℃以上時，2臺熱鹽水箱對第二組深凍結(jié)孔熱循環(huán)；此時投入熱水鍋爐加熱清水，并將熱清水輸送至清水箱，通過清水箱的管道離心泵對第一組深凍結(jié)孔壓入高溫清水，將凍結(jié)管內(nèi)部及干管的鹽水置換為清水；置換結(jié)束后獨立使用熱水鍋爐進行第一組深凍結(jié)孔熱清水循環(huán)，直到滿足射孔注漿要求；當(dāng)?shù)诙M凍結(jié)管中鹽水回路溫度升到+10℃以上時，投入清水箱置換鹽水，而后熱水鍋爐轉(zhuǎn)到第二組深凍結(jié)孔進行熱循環(huán)；熱鹽水箱再轉(zhuǎn)為對第三組深凍結(jié)孔熱循環(huán)；如此反復(fù)，直到深凍結(jié)孔全部解凍完為止。

凍結(jié)孔后期解凍為10個淺凍結(jié)孔一組，首先2臺熱鹽水箱對第一組淺凍結(jié)孔熱循環(huán)，待鹽水回路溫度升到+10℃以上時，2臺熱鹽水箱對第二組淺凍結(jié)孔熱循環(huán)，此時投入熱水鍋爐加熱清水，并將熱清水輸送至清水箱，通過清水箱的管道離心泵對第一組深凍結(jié)孔壓入高溫清水，將凍結(jié)管內(nèi)部及干管的鹽水置換為清水；置換結(jié)束后獨立使用熱水鍋爐進行第一組深凍結(jié)孔熱清水循環(huán)，直到滿足射孔注漿要求；當(dāng)?shù)诙M凍結(jié)管中鹽水回路溫度升到+10℃以上時，投入清水箱置換鹽水，而后熱水鍋爐轉(zhuǎn)到第二組深凍結(jié)孔進行熱循環(huán)；熱鹽水箱再轉(zhuǎn)為對第三組深凍結(jié)孔熱循環(huán)；如此反復(fù)，直到深凍結(jié)孔全部解凍完為止。

本發(fā)明的有益效果是：對凍結(jié)孔強制解凍，有利于后續(xù)射孔注漿并封堵凍結(jié)管與鉆孔之間環(huán)形空間，有效封堵上部地層水下移通道。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是凍結(jié)孔施工示意圖；

圖2是凍結(jié)孔前期解凍工藝流程圖；

圖3是凍結(jié)孔后期解凍工藝流程圖。

圖中：1、鉆孔，2、凍結(jié)管，21、出液口，3、供液管，31、進液口。

具體實施方式

如圖1所示，凍結(jié)孔強制解凍方法采用熱鹽水（或熱清水）在凍結(jié)管里循環(huán)，使凍結(jié)管周圍的凍土融化，解凍直徑為φ400mm，比凍結(jié)鉆孔直徑大180mm，為實施射孔注漿創(chuàng)造良好條件。施工過程中，鉆孔1內(nèi)安裝有凍結(jié)管2，凍結(jié)管2內(nèi)安裝有供液管3，供液管3的進液口31與熱水鍋爐或熱鹽水箱連接，凍結(jié)管的上端設(shè)置有出液口21，出液口21與熱水鍋爐或熱鹽水箱連接。

該方法采用1臺熱水鍋爐、2臺熱鹽水箱和2臺清水箱，位于熱水鍋爐的熱水出口處并聯(lián)安裝六臺管道離心泵；2臺熱鹽水箱的出口處并聯(lián)安裝六臺管道離心泵；2臺清水箱的出口處并聯(lián)安裝四臺管道離心泵；采用上述設(shè)備對凍結(jié)管與鉆孔之間的環(huán)形空間凍結(jié)壁強制解凍。凍結(jié)孔強制解凍分為凍結(jié)孔前期解凍和凍結(jié)孔后期解凍，具體步驟如下：