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兖矿集团冻结法采矿深井术创两项世界纪录

来源:中国拟在建项目网    2019/05/20    
       4月26日悉,据大众日报报道,兖矿集团总工程师孟祥军日前介绍说,“冻结法应用于石拉乌素煤矿和营盘壕煤矿的6个深大井筒,创造了冻结孔固管充填高度300米的世界纪录和冻结基岩井筒度849.5米的世界纪录,示范工程总计节约工程造价约1.1亿元,获2018年度中煤协会科技进步一等奖。”

  我国煤?#23380;?#28304;在地理分布上呈现着“北富南贫”的总格局,且主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏等6省(自治区),其中晋、蒙、陕煤?#23380;?#28304;尤其丰富,被誉为“乌金三角?#20445;?#26377;约3.58万亿吨的煤?#23380;?#28304;深埋在“乌金三角”深厚富水软岩之下。

  2002年以来,我国煤炭开发的重点向西部和深?#23380;?#31227;。“然而,在西部地区深大井筒建设过程中,很普遍地遇到孔隙、裂隙复合含水软岩等复杂岩层条件,注浆法堵水屡遭失败,井点抽水法降水也鲜能成功,前期有近20个井筒用普通法凿井失败,造成重大损失。”孟祥军说,“惨痛的教训证明,在西部地区复杂岩层中必须采用冻结法开凿深大井筒!”

  2010年底,兖矿集团正式进军“乌金三角?#20445;?#30456;?#28845;?#21457;建设金鸡滩、转龙湾、石拉乌素、营盘壕等千万吨级矿井。“到了这里后,我们了解到传统的‘普通法加注浆法’不适应这里的深富水软岩地质条件。”孟祥军解说,“2010年1月,我们正式立项深厚富水软岩大?#26412;?#31435;井及毗邻?#40092;?#20923;结法开凿关键技术,在石拉乌素矿开展技术攻关,就是要攻克岩层冻结孔固管封水、岩层冻结壁设计、内层井壁防?#36873;?#20117;筒与?#40092;?#25972;体冻结和砌筑四项关键技术。”

  在鄂尔多斯能化公司,副总工程师周霖详细介绍了深厚富水软岩大?#26412;?#31435;井及毗邻?#40092;?#20923;结法开凿关键技术:“四项关键技术攻关中,岩层冻结孔固管封水技术,掌握了浆液流动、混合及性能劣化规律,发明了长时稳定、耐冻融的高性能缓凝水泥浆液,研发了以“孔径—管径相匹配,隔离液+压浆参数精准控制”为核心的施工工艺;岩层冻结壁设计中,首次建立考虑孔隙水作用和不均匀地应力场的岩层冻结壁设计理论;在内层井壁防裂技术中,发现内壁开裂漏水的新机理,研发成功内壁防?#30740;录?#26415;;在井筒与毗邻?#40092;?#25972;体冻结和砌筑技术中,提出了井筒与?#40092;?#25972;体连续砌筑工艺,首次实现井筒与箕斗装载?#40092;?#20923;结法联合开凿,实现了含水岩层中?#40092;?#24555;速、优质施工。

  “采用这些关键技术,石拉乌素矿主井2013年2月1日动工,当年到底,井?#37319;?48米,全身冻结760米,外壁从650公分减少到400公分。”周霖说,“井筒瘦身,封水效果好,干井基本看不到水。仅石拉乌素三个井筒,就节省4000多万元。”

  随后,这些成熟的冻结技术又移植到营盘壕矿,同样是当年开工当年到底,六个井筒共节省投资1亿多元。凭这项关键技术,兖矿集团在乌金三角打出了名声,也树立了威望。“只要是兖矿的,他们都愿意合作。”

  “我国煤炭开发格局正由‘中东部为主、区域性保障’转为‘中西部为主、向晋陕内蒙集中’发展。”在中国科学研究总院近期举办的“煤炭革命的战?#26434;?#26041;向”成果发布会上,中国煤炭工业协会副秘书长张宏介绍。他说,随着东部老矿区资源枯竭,大部分衰老煤矿逐渐退出,西?#31995;?#21306;资源赋存条件较差,煤矿安全生产压力大,全国煤炭生产越来越向晋陕内蒙古地区集中。

  “在复杂岩层地区深大井筒建井技术是一个具有挑战性的难题,建井技术问题不解决,深厚富水软岩地层下的煤田开发就无法实现,它决定着建井工程的成败,也关系着巨大的经济效益。”孟祥军说,“项目取得直接经济效益超亿元,使我国冻结法凿井技术水平跨上一个新台阶,进入世界领先水平行列,为井工开采我国深厚富水软岩下的矿物资?#21019;?#36896;了条件。”

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