凍結(jié)管充填用水泥漿及凍結(jié)管充填工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及凍結(jié)法施工領(lǐng)域，具體地說設(shè)及一種凍結(jié)管充填用水泥漿及凍結(jié)管充 填工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 人工凍結(jié)法是我國(guó)煤礦建設(shè)的主要特殊鑿井工法，通常它采用鹽水（冷媒劑）循 環(huán)系統(tǒng)將地面制冷站制取的冷量源源不斷地輸送到地下，再由凍結(jié)管與± (巖）層進(jìn)行 熱交換，并在凍結(jié)管周圍形成井筒施工的臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)即凍結(jié)壁。隨著凍結(jié)技術(shù)的進(jìn)步， 井筒的凍結(jié)深度也越來越大，凍結(jié)管不但要穿越不穩(wěn)定的含水表±地層，還要穿過破碎巖 層、含水巖層及井筒馬頭口等砸室結(jié)構(gòu)，凍結(jié)孔、管可能成為日后井筒外地層上下導(dǎo)水通 道，對(duì)井筒的使用安全會(huì)帶來威脅。為此，相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對(duì)凍結(jié)管及管外環(huán)空 充填的要求，W防止從凍結(jié)孔、管將井外地層水導(dǎo)入井筒內(nèi)，如《煤礦井巷工程施工規(guī)范》 (GB50511-2010)規(guī)定，凍結(jié)工程完成后，不回收凍結(jié)管時(shí)，凍結(jié)管應(yīng)用水泥漿充填，《煤礦建 設(shè)安全規(guī)程》（AQ1083-2011)規(guī)定，凍結(jié)孔必須及時(shí)用水泥漿或混凝±充填，充填容積不得 小于計(jì)算容積的95%。
[0003] 目前，凍結(jié)管外環(huán)空采用緩凝水泥漿置換泥漿的方法，已較好地解決了管外的導(dǎo) 水通道問題。但凍結(jié)工程結(jié)束后，對(duì)于解決凍結(jié)管內(nèi)的充填因遇到負(fù)溫環(huán)境下水泥漿結(jié)冰 的難題，實(shí)際充填方法各異，有的采用碎石或碎石滲干水泥充填，或用碎石黏上球充填，或 待凍結(jié)壁融化后再用水泥漿充填。
[0004] 鑒于當(dāng)前建井速度的加快，礦山建設(shè)方需要在井筒凍結(jié)工程停凍后即進(jìn)行凍結(jié)管 充填，此時(shí)的凍結(jié)壁尚未開始解凍，凍結(jié)管周圍溫度在-20°c~-30°c，在采用普通的水泥 漿或含水材料都難W實(shí)施正常的充填的情況下，就需要解決充填材料的防凍問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在負(fù)溫環(huán)境下正常充填，并且充填效 果好的凍結(jié)管充填用水泥漿。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：凍結(jié)管充填用水泥漿，包括氯 化巧水溶液、水泥、黏±粉和纖維素，其中氯化巧水溶液與水泥的重量比為0. 8~1:1，黏± 粉的添加比例為水泥重量的1 %~3%，纖維素的添加比例為氯化巧水溶液重量的0. 1 %~ 0. 5%。
[0007] 進(jìn)一步的，其中氯化巧水溶液與水泥的重量比為1: 1，黏±粉的添加比例為水泥重 量的1 %，纖維素的添加比例為氯化巧水溶液重量的0. 3%。
[0008] 進(jìn)一步的，所述氯化巧水溶液的濃度為24~30Be。氯化巧水溶液的濃度在此范圍 內(nèi)，能夠使凍結(jié)管充填用水泥漿的防凍性能達(dá)到較好的水平。
[0009] 本發(fā)明凍結(jié)管充填用水泥漿的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明具有防凍的性能，其冰點(diǎn)可達(dá)到 零下30~40°C，因此能夠在負(fù)溫環(huán)境下，即井筒凍結(jié)工程停凍后即可對(duì)凍結(jié)管進(jìn)行正常充 填，從而節(jié)省作業(yè)時(shí)間，另外本發(fā)明初凝時(shí)間適宜，成型后單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)到4. 875MPa。
[0010] 本發(fā)明還提供一種采用上述凍結(jié)管充填用水泥漿的凍結(jié)管充填工藝，包括W下步 驟：
[0011] (1)注漿前的準(zhǔn)備工作
[0012] 對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，準(zhǔn)備好所需材料，安裝好所需設(shè)備，拆除鹽水配、集液圈，打 開凍結(jié)器頭部；
[0013] (2)凍結(jié)管充填用水泥漿的配制
[0014] 將氯化巧水溶液抽至漿池內(nèi)，再加入水泥、黏±粉和纖維素，攬拌均勻，即得凍結(jié) 管充填用水泥漿，在灌注前保持凍結(jié)管充填用水泥漿的攬拌；
[0015] (3)凍結(jié)管充填用水泥漿的灌注
[0016] 將凍結(jié)管內(nèi)的供液管上拔Im~2m，然后用高壓軟管連通灌漿累與供液管，并打開 高壓軟管末端安裝的放氣閥，然后開啟灌漿累輸送凍結(jié)管充填用水泥漿，待放氣閥的排氣 口出漿時(shí)關(guān)閉放氣閥，凍結(jié)管充填用水泥漿通過高壓軟管和供液管在虹吸作用下連續(xù)輸送 到凍結(jié)管內(nèi)，當(dāng)充填高度達(dá)到一個(gè)段長(zhǎng)時(shí)，停止送漿，同時(shí)打開放氣閥，然后將供液管向上 拔出一個(gè)段長(zhǎng)令供液管的末端口位于凍結(jié)管內(nèi)的凍結(jié)管充填用水泥漿面W上，再進(jìn)行下一 個(gè)段長(zhǎng)的充填，直到達(dá)到凍結(jié)管所需的充填高度為止；
[0017] (4)回收供液管
[0018] 補(bǔ)入凍結(jié)管充填用水泥漿至凍結(jié)管管口，然后拔出供液管，并用鹽水將供液管沖 洗干凈；
[0019] (5)凍結(jié)管管口處理
[0020] 經(jīng)驗(yàn)收合格后，管口用鋼質(zhì)蓋板封焊。
[0021] 進(jìn)一步的，所述一個(gè)段長(zhǎng)為150m~200m。
[0022] 本發(fā)明凍結(jié)管充填工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明利用凍結(jié)管內(nèi)原有的供液管來輸送凍 結(jié)管充填用水泥漿，運(yùn)樣可W簡(jiǎn)化作業(yè)流程，減少材料投入，實(shí)現(xiàn)快速安全施工，可在施工 質(zhì)量得到保證的同時(shí)建井工期也得W縮短，充填效率高，并且充填完成后，供液管可W被全 部回收并能被再次利用，從而可W節(jié)省器材、降低成本。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明凍結(jié)管充填工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[00巧]W下實(shí)施例所使用的各種原料，如未作特別說明，均為本領(lǐng)域公知的市售產(chǎn)品。 陽(yáng)0%] 實(shí)施例1
[0027] 凍結(jié)管充填用水泥漿，包括氯化巧水溶液、水泥、黏±粉和纖維素，其中氯化巧水 溶液與水泥的重量比為1:1，黏上粉的添加比例為水泥重量的1 %，纖維素的添加比例為氯 化巧水溶液重量的0. 3%，所述氯化巧水溶液的濃度為30Be。 陽(yáng)0測(cè) 實(shí)施例2
[0029] 凍結(jié)管充填用水泥漿，包括氯化巧水溶液、水泥、黏±粉和纖維素，其中氯化巧水 溶液與水泥的重量比為0. 8:1，黏±粉的添加比例為水泥重量的3%，纖維素的添加比例為 氯化巧水溶液重量的0. 5%，所述氯化巧水溶液的濃度為24Be。
[0030] 實(shí)施例3
[0031] 凍結(jié)管充填用水泥漿，包括氯化巧水溶液、水泥、黏±粉和纖維素，其中氯化巧水 溶液與水泥的重量比為0. 9:1，黏±粉的添加比例為水泥重量的2%，纖維素的添加比例為 氯化巧水溶液重量的0. 1%，所述氯化巧水溶液的濃度為27Be。 陽(yáng)0巧實(shí)施例4
[0033] 采用凍結(jié)管充填用水泥漿的凍結(jié)管充填工藝，參見圖1，包括W下步驟：
[0034] (1)注漿前的準(zhǔn)備工作
[0035] 對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，準(zhǔn)備好所需材料，安裝好所需設(shè)備，拆除鹽水配、集液圈，打 開凍結(jié)器頭部；
[0036] 似凍結(jié)管充填用水泥漿的配制
[0037] 將氯化巧水溶液抽至漿池內(nèi)，再加入水泥、黏±粉和纖維素，添加的速度不宜快并 要均勻，W防產(chǎn)生團(tuán)塊，攬拌均勻，即得凍結(jié)管充填用水泥漿，在灌注前保持凍結(jié)