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中国矿业大学学报 2013年第5期42卷 712-717页

作者：王衍森张成银张春虎冷阳光中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116 安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院安徽蚌埠233000

通过实验室及现场试验,开展了缓凝水泥浆配方及性能、水泥浆结石体冻融力学特性、冻结管下沉可行性及泥浆置换充填工艺的研究.研究表明：通过掺加常用的稳定剂、降失水剂、缓凝剂获得的3种缓凝水泥浆,在35~45℃条件下稳定性良好,缓凝时... 详细信息

通过实验室及现场试验,开展了缓凝水泥浆配方及性能、水泥浆结石体冻融力学特性、冻结管下沉可行性及泥浆置换充填工艺的研究.研究表明：通过掺加常用的稳定剂、降失水剂、缓凝剂获得的3种缓凝水泥浆,在35~45℃条件下稳定性良好,缓凝时间达22~34h,能与常用的钻孔泥浆较好地相容;研究掌握了缓凝水泥浆的表观黏度随温度、时间的变化规律,以及掺加膨胀剂、冻融工况对水泥浆结石体的强度、渗透系数的影响.冻结管下沉的安全性分析表明：除浮力外,管外环形空间的大小及浆液黏滞阻力对冻结管安全下沉也具有重要影响.

关键词：冻结法凿井冻结孔缓凝水泥浆泥浆置换

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冻结孔泥浆置换中缓凝水泥浆及混合浆的性能劣化规律

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煤田地质与勘探 2021年第5期49卷 182-189页

作者：李强王衍森王春林徐圣集樊志强陕西延长石油矿业有限责任公司陕西西安710075 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点试验室江苏徐州221116 陕西延长石油巴拉素煤业有限公司陕西榆林719000

冻结孔泥浆置换已成为岩层冻结法凿井的必需环节,但冻结管下放易遭遇浆液黏滞阻力过大,甚至被"抱死"导致钻孔报废。为深入掌握深孔环境中水泥浆及其与泥浆混合浆的性能劣化规律,以表观黏度作为衡量指标,考虑养护时间、温度、... 详细信息

冻结孔泥浆置换已成为岩层冻结法凿井的必需环节,但冻结管下放易遭遇浆液黏滞阻力过大,甚至被"抱死"导致钻孔报废。为深入掌握深孔环境中水泥浆及其与泥浆混合浆的性能劣化规律,以表观黏度作为衡量指标,考虑养护时间、温度、失水状态及混合浆的体积比等因素,分别开展缓凝水泥浆、混合浆的室内试验研究。结果表明:养护时间20 h内,水泥浆和混合浆的黏度均随养护时间延长而增长,但混合浆黏度值及增长速率远超过水泥浆;二者黏度与温度之间呈非线性变化关系;失水状态加速浆液的黏度增长,尤其是对混合浆的黏度影响更大;混合浆的黏度与体积比之间呈现为非线性关系;与缓凝水泥浆相比,混合浆的黏度剧增等性能劣化现象,受养护时间、温度及失水状态的影响都更为显著。分析认为,水泥与泥浆的混合浆液的黏度骤升、流动性大幅下降甚至丧失,是冻结管下沉阻力过大甚至被"抱死"的关键原因;因此,控制浆液混合段高度,抑制混合浆的黏度增长,是保证冻结管安全顺利下沉的关键。

关键词：冻结孔泥浆置换缓凝水泥浆混合浆表观黏度性能劣化

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红庆梁矿风井泥浆置换技术研究与应用

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煤炭技术 2016年第2期35卷 77-79页

作者：王楷李昆彭伟天地科技建井研究院北京100013 煤矿深井建设技术国家工程实验室北京100013 鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司内蒙古鄂尔多斯014316

针对工程的实际需要,研究了缓凝剂添加量对水泥浆凝结时间的影响规律,确定了合理的缓凝水泥浆配比,并对水泥浆的性质进行测定。介绍了泥浆置换工艺在工程应用中的主要流程以及揭露所见实际的封水效果。整个施工进展顺利,满足工程的预期... 详细信息

针对工程的实际需要,研究了缓凝剂添加量对水泥浆凝结时间的影响规律,确定了合理的缓凝水泥浆配比,并对水泥浆的性质进行测定。介绍了泥浆置换工艺在工程应用中的主要流程以及揭露所见实际的封水效果。整个施工进展顺利,满足工程的预期要求。

关键词：全深冻结泥浆置换环形空间缓凝水泥浆

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西部软岩全深冻结泥浆置换技术应用研究

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中国煤炭 2015年第6期41卷 71-73页

作者：高伟天地科技建井研究院北京市朝阳区100013 北京中煤矿山工程有限公司北京市朝阳区100013

针对西部白垩系、侏罗系软岩地层的冻结井筒,采用泥浆置换技术封堵环形空间漏水通道已成为全深冻结的一个必要工序。为防止因导水淹井事故发生,封堵冻结管与围岩间的环形空间,做到既不影响冻结管下放,又能使环形空间不透水,实验室应根... 详细信息

针对西部白垩系、侏罗系软岩地层的冻结井筒,采用泥浆置换技术封堵环形空间漏水通道已成为全深冻结的一个必要工序。为防止因导水淹井事故发生,封堵冻结管与围岩间的环形空间,做到既不影响冻结管下放,又能使环形空间不透水,实验室应根据现场的条件进行试验,根据设计进行计算泥浆置换量和泥浆泵运转时间,确保缓凝水泥浆全部注入到钻孔孔底。实践证明泥浆置换施工过程中,严格按照设计程序进行,能够达到封水的效果,适用于西部白垩系、侏罗系地层封堵冻结钻孔环形空间的漏水通道。

关键词：冻结凿井法软岩凿井全深冻结泥浆置换

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红庆梁矿冻结管环形空间泥浆置换技术应用研究

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煤炭技术 2016年第8期35卷 14-17页

作者：张兴文张基伟王楷鄂尔多斯市昊华红庆梁矿业有限公司内蒙古鄂尔多斯014316 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

通过室内试验、理论分析及现场监测，进行了泥浆置换充填施工参数、水泥浆缓凝剂配比、马头门水压力特性的研究。掌握了泥浆置换高度与缓凝水泥浆的调浆系数的确定方法。发现缓凝水泥浆在水灰比为1．5-1．7、缓凝剂加量为7％以上时，浆... 详细信息

通过室内试验、理论分析及现场监测，进行了泥浆置换充填施工参数、水泥浆缓凝剂配比、马头门水压力特性的研究。掌握了泥浆置换高度与缓凝水泥浆的调浆系数的确定方法。发现缓凝水泥浆在水灰比为1．5-1．7、缓凝剂加量为7％以上时，浆液性能最优。

关键词：环形空间泥浆置换缓凝水泥浆水压力特性

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冻结孔泥浆置换浆液材料优化及浆液流动混合规律

冻结孔泥浆置换浆液材料优化及浆液流动混合规律

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作者：刘钦升中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来,全深冻结凿井技术逐渐在富水岩层井筒建设中得到推广应用,冻结孔的泥浆置换充填工艺得到了发展,然而,现场施工中依然会出现冻结管无法顺利下沉的情况。因此,本文采用室内试验、数值模拟及物理模型试验的方法,开展了冻结孔泥浆置... 详细信息

近年来,全深冻结凿井技术逐渐在富水岩层井筒建设中得到推广应用,冻结孔的泥浆置换充填工艺得到了发展,然而,现场施工中依然会出现冻结管无法顺利下沉的情况。因此,本文采用室内试验、数值模拟及物理模型试验的方法,开展了冻结孔泥浆置换浆液材料优化及浆液流动混合规律的研究。首先,通过室内试验,在原配方的缓凝水泥浆中掺加超细水泥及外加剂的优化,开展缓凝水泥浆性能优化研究,确定了掺加超细水泥的缓凝水泥浆配方。结果表明:水泥浆中掺加超细水泥对浆液的初始流动性影响不大,但减小了水泥浆的初凝时间。从初始粘度、结石率、初凝时间、析水速率方面比较,水泥浆中超细水泥混掺量宜为20%40%。在水泥浆中加入缓凝剂与分散剂,超细水泥混掺比例40%的悬浮稳定性比混掺比例30%和35%好。加入相同比例的悬浮剂后,混掺比例为40%的水泥浆悬浮稳定性明显高于混掺比例为30%、35%的水泥浆,且缓凝水泥浆的初始流动性良好。新、原配方的缓凝水泥浆分别与泥浆按照不同体积比混合后,混合浆液的表观粘度值随着缓凝水泥浆的比例增加,先缓慢增加然后快速减小;新配方与泥浆不同比例混合后的表观粘度整体都比原配方略大。混合浆液的初凝时间随着缓凝水泥浆的比例增加,呈先减小后增大的趋势。针对优化后的缓凝水泥浆,获得其表观粘度和动切力等流变参数。其次,通过室内试验,开展隔离液的研究,获得了适用于冻结孔泥浆置换充填的隔离液材料及其配方。试验结果表明:黄原胶掺量达到重晶石粉质量的0.45%时,隔离液的悬浮性能和流动性能优异。掺加2%的磺化褐煤树脂,滤失量为55ml,明显小于木质素磺酸钠和烷基萘磺酸钠。确定隔离液密度为1.30 g/cm3的配方组成为:1.77的水+1的重晶石粉+0.45%黄原胶+2%的磺化褐煤树脂。隔离液与泥浆和缓凝水泥浆的相容性良好,且隔离液的不同密度的悬浮稳定性、滤失性能及流变性能良好,能够满足施工需要。针对上述隔离液,获得了稠度系数和流性指数等流变参数。然后,通过数值模拟,研究了泥浆置换过程的浆液流动混合规律,获得了不同条件下混合段高度的变化规律。结果表明:体积分数为5%95%的环空混合段高度h随着压浆流量的增加呈先增加后减小;随着壁面粗糙度的增加呈先减小后增大;随着钻杆内径与孔径之比的增加呈先增大后减小,然后再增大;随着浆液塑性粘度和动切力的逐渐增加呈先减小后增大再减小;随着钻杆偏心度的增加呈先减小后增大,且h2不断增大。同时研究了在各种因素最不利条件下所需隔离液的最小体积量。通过正交试验的极差和方差分析,影响h2的因素主次顺序和显著性顺序相同,依次为:钻杆偏心度>压浆流量>钻杆内径与孔径之比>浆液流变参数>壁面粗糙度;各因素对宽间隙处混合段高度h（5%95%）的影响显著性依次为压浆流量因素>钻杆偏心度因素>壁面粗糙度因素>浆液流变参数因素>钻杆内径与孔径之比因素。最后,通过物理模拟试验,开展泥浆置换过程的浆液流动混合规律研究。结果表明:物理试验得出的混合段高度h随着流量的增加,h逐渐增大,但增加趋势减缓。对应模型的数值模拟结果表明,随着流量的增加,混合段高度h呈先增大后减小的趋势,但减小趋势很小;物理试验的混合段高度h的结果都比数值模拟的结果偏大,并分析了可能存在的影响因素。

关键词：泥浆置换缓凝水泥浆超细水泥隔离液流动混合规律混合段

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冻结法凿井冻结孔泥浆置换段抗渗性能研究

冻结法凿井冻结孔泥浆置换段抗渗性能研究

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作者：程文硕中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来在西部地区煤矿立井的开凿过程中,广泛使用全深冻结技术穿过软弱的孔隙、裂隙含水岩层。在全深冻结凿井过程中,穿过马头门等井筒附属硐室的冻结孔在解冻后极易形成竖向导水通道,进而威胁整个矿井的安全。泥浆置换充填技术通过在... 详细信息

近年来在西部地区煤矿立井的开凿过程中,广泛使用全深冻结技术穿过软弱的孔隙、裂隙含水岩层。在全深冻结凿井过程中,穿过马头门等井筒附属硐室的冻结孔在解冻后极易形成竖向导水通道,进而威胁整个矿井的安全。泥浆置换充填技术通过在环空中形成水泥结石体环套达到封堵竖向导水通道的目的,但仍有部分冻结孔在开展置换充填后,出现了渗漏水状况,除了可能存在的施工质量问题之外,尚不能排除受冻结冷缩影响,导致的水泥浆结石体充填段的封水性能劣化现象。因而,本文综合采用室内试验、理论分析、模型试验三种研究手段,开展了膨胀型缓凝水泥浆材料,以及泥浆置换充填段的冻融后抗渗性能研究,以便为冻结孔泥浆置换充填材料的选择与优化,乃至泥浆置换充填高度的设计提供依据。首先,通过室内试验研究了外掺UEA、HEA、AEA三种膨胀剂对缓凝水泥浆液工作性能的影响,通过自由膨胀率试验分别得到了三种膨胀剂在不同掺量下水泥砂浆试块的自由膨胀率,验证了膨胀剂的有效性;通过膨胀应力试验得到了原配方中复合外加剂与三种不同掺量的膨胀剂复合使用时试件的膨胀应力随养护龄期的发展规律;通过结石率试验得到了外掺三种不同掺量的膨胀剂对原配方缓凝水泥浆液材料结石率的影响;最后通过缓凝时间试验得到了外掺膨胀剂后缓凝水泥浆液的初凝时间。其次,通过室内试验研究了水泥浆结石体、冻结管界面、围岩界面的抗渗性能,分别得到了膨胀型缓凝水泥浆与非膨胀性缓凝水泥浆液在冻融前后的结石体渗透系数,单位长度的“结石体-围岩界面”、“结石体-冻结管壁界面”的渗透系数,并对采用不同浆液材料时的抗渗性能进行定量分析。然后,通过理论分析的手段,在合理假设的基础上以室内试验结论为基础推导出了泥浆置换段的整体渗透系数以及渗透压、渗流量等水力参数在两界面的分布规律。最后,以室内试验结论和对泥浆置换段抗渗能力的理论分析为基础,对比两种不同的浆液材料,进行了三组相似物理模拟试验,分别得到并比较了冻融工况下,非稳定渗流阶段泥浆置换段上部水头变化对围岩界面渗透压分布规律的影响,稳定渗流阶段围岩界面中的渗流路径上的压力梯度、渗流速度;推导出了稳定渗流阶段围岩界面渗流路径上渗透压与置换段上部水头的关系式;并对原配方缓凝水泥浆液泥浆置换段冻结管界面的抗渗能力进行了定性分析。

关键词：冻结法凿井冻结孔泥浆置换缓凝水泥浆冻融抗渗性能

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软土地区泥浆置换土方挖运技术研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第4期 148-151页

作者：万泰奇姚毅文贾龙徐曼徐志增中建一局集团第一建筑有限公司上海201100

泥浆置换土方挖运技术具有经济、环保且雨天不影响等优点,将其应用于软土且多雨地区可解决出土慢、受天气制约等工期问题。文章以杭州浙商银行总部大楼项目为研究背景,详细阐述泥浆置换土方挖运技术在杭州软土地区施工的工艺流程,从施... 详细信息

泥浆置换土方挖运技术具有经济、环保且雨天不影响等优点,将其应用于软土且多雨地区可解决出土慢、受天气制约等工期问题。文章以杭州浙商银行总部大楼项目为研究背景,详细阐述泥浆置换土方挖运技术在杭州软土地区施工的工艺流程,从施工要点、经济效益等方面进行探讨。结果表明,泥浆置换土方挖运技术能满足工程应用的需要,在软土地区尤其是杭州地区相比其他出土方式有较大的优势,具有应用与推广价值。

关键词：泥浆置换深基坑土方挖运

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泥浆置换沉井中井筒下沉辅助装置

泥浆置换沉井中井筒下沉辅助装置

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作者：狄成春张奇清成军华陈春波曾博文 610512 四川省成都市新都区新都镇新新街88号

本实用新型涉及一种泥浆置换沉井中井筒下沉辅助装置。该井筒的刃脚的底面上设有多组传感器组件，所有传感器组件绕井筒的轴线周向间隔分布；各传感器组件包括用于检测本传感器组件所受到的压力的压力传感器和用于标识本传感器组件所在... 详细信息

标准号: CN215483051U

本实用新型涉及一种泥浆置换沉井中井筒下沉辅助装置。该井筒的刃脚的底面上设有多组传感器组件，所有传感器组件绕井筒的轴线周向间隔分布；各传感器组件包括用于检测本传感器组件所受到的压力的压力传感器和用于标识本传感器组件所在位置的定位器。本实用新型通过对各传感器组件的压力传感器的受力情况的观察以实现无需抽干井筒内泥浆即可获取井筒的刃脚是否受到障碍物的阻挡，并且通过定位器对压力传感器的位置的标识，以获取各压力传感器在泥浆下的位置，由此以获取障碍物所在的位置。由此以简化障碍物的获取过程，简化施工步骤。

关键词：传感器组件井筒压力传感器障碍物本实用新型定位器泥浆刃脚辅助装置泥浆置换施工步骤周向间隔组传感器沉井抽干受力下沉阻挡检测观察

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水平定向钻环空隙泥浆置换的施工方法

水平定向钻环空隙泥浆置换的施工方法

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作者：张佐铭周伟战德志钱鑫刘世超 063000 河北省唐山市路北区迎凤里梧桐苑商业73号

本发明公开一种水平定向钻环空隙泥浆置换的施工方法，注浆管沿着钻孔孔道内的主管道长度方向设置，注浆管中部开设有多个注浆孔，注浆孔呈梅花形布置，注浆管两端分别与注浆设备连接。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用单根... 详细信息

标准号: CN117822594A

本发明公开一种水平定向钻环空隙泥浆置换的施工方法，注浆管沿着钻孔孔道内的主管道长度方向设置，注浆管中部开设有多个注浆孔，注浆孔呈梅花形布置，注浆管两端分别与注浆设备连接。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用单根注浆管，管径较大，避免施工过程中出现堵塞，并且在注浆管两端均设置注浆设备，采用两端注浆的方式将水泥砂浆从底部将泥浆置换，施工方便，施工工艺简单，施工作业时间短，且不受地表构筑物影响，可保障施工安全；另外采用两端注浆还能够避免一端发生堵塞导致施工暂停。

关键词：注浆管泥浆置换注浆设备注浆孔注浆施工长度方向设置地表构筑物梅花形布置水平定向钻堵塞施工安全施工工艺施工过程施工作业水泥砂浆主管道钻孔单根管径孔道

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