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膨胀气囊内注浆法应急封堵井筒技术研究

膨胀气囊内注浆法应急封堵井筒技术研究

作者：宋启广中国矿业大学

学位级别：硕士

随着我国煤矿等资源全面进入深部开采阶段,涌水突泥问题已经成为制约深埋资源开发的一大阻碍,尤其是深部空间的高水压、大流量、高固体颗粒含量的涌水事故,一旦发生极有可能造成灾难性后果,以目前的技术手段难以应对。为应对此类涌水事... 详细信息

随着我国煤矿等资源全面进入深部开采阶段,涌水突泥问题已经成为制约深埋资源开发的一大阻碍,尤其是深部空间的高水压、大流量、高固体颗粒含量的涌水事故,一旦发生极有可能造成灾难性后果,以目前的技术手段难以应对。为应对此类涌水事故,本文提出囊内注浆井巷应急封堵技术,将气囊安装到井筒内,发生涌水事故后迅速将砂浆灌注到气囊内固结形成稳定的止水塞,可以将涌水阻隔在塞体的一侧,具有施工灵活、反应迅速、对地下空间的形状适应性强、稳定可靠等优势。首先,配制出一种具备早强性、高膨胀率的水泥砂浆,可应用于实际工程及模型试验中。以砂浆的截锥流动度、凝结时间、早期强度、竖向膨胀率作为主要的技术指标,通过单因素分析得到了掺合料、早强剂、膨胀剂含量对砂浆性能的影响规律,并得到了合适的配和比,可通过调整膨胀率的掺量调控砂浆的竖向膨胀率。砂浆24h抗压强度达25MPa,24h竖向膨胀率最高达2180×10。其次,通过数值模拟,对塞体浇筑及养护过程的温度场、结构场进行计算分析。先计算得到典型参数下的温度场结果,最高温升为36.7℃,又得到塞体自膨胀及温度应力双重作用下的应力场,时间历程为48h时,塞体与井壁的接触面压力达到13MPa,其中,塞体热胀作用导致的接触面压力约为2.46MPa,塞体自膨胀作用产生的接触面压力为10.54MPa。然后,对封堵水压,塞体与井壁的摩擦系数,塞体的膨胀量、弹性模量,岩土体弹性模量进行单因素分析,得到这些因素对接触面压力、塞体位移等的影响规律,典型参数下极限封堵水压达20MPa。通过数值模拟的计算结果,得到塞体膨胀率—封堵能力的经验公式。最后,以相似理论为指导,设计了气囊注浆封堵试验。经过多次注浆测试,完善了囊内稳压注浆工艺。共进行了3次囊内注浆试验,第三次囊内注浆试验,实现囊内稳压注浆。第一次注浆试验监测得到塞体的温度场分布随时间的变化趋势,塞体最高温升达到27℃。第三次注浆试验,通过TJP压力传感器监测得到塞体与井壁的接触面压力随时间的变化趋势,砂浆龄期为60h时,接触面压力达到最大值(平均3.63MPa)。通过封堵试验检验了系统的堵水能力,封堵水压为1.63MPa时,平均渗水流量为0.28L/min,塞体的极限封堵能力为2.2MPa。建立模型试验的数值计算模型,数值计算的最大温升比实测值低26.7%,模型与原型的温度时空分布较为一致,数值计算的接触面压力较实测值相比偏大,48h时二者的比值为1.74。本文验证了囊内注浆应急封堵技术的技术可行性。模型试验结果表明,其封堵水压的能力较当前的技术手段提升了很大,填补了井筒高水压应急封堵技术的空白。根据试验结果提出数值计算的改进方案,同时数值模拟结果表明,通过改进砂浆配方及气囊结构,封堵能力仍具备非常大的增长潜力。本文共有图140张,表29个,参考文献104篇。

关键词：井巷应急封堵气囊注浆数值模拟物理模拟

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海底管道泄漏点应急封堵技术分析与应用

中国石油和化工标准与质量 2020年第2期40卷 241-242页

作者：贾璐瑾杜应军张宇吴华林陈胜利海洋石油工程股份有限公司天津300452

海底油(气)管道一旦发生泄漏,不仅会给企业造成油(气)产量损失,还会发生海洋污染。因此,管道发生泄漏后第一时间对泄漏点进行快速有效封堵尤为重要。本文介绍了海底管道泄漏点后的几种快速封堵方法、使用范围和实际应用效果,为今后类似... 详细信息

海底油(气)管道一旦发生泄漏,不仅会给企业造成油(气)产量损失,还会发生海洋污染。因此,管道发生泄漏后第一时间对泄漏点进行快速有效封堵尤为重要。本文介绍了海底管道泄漏点后的几种快速封堵方法、使用范围和实际应用效果,为今后类似工程项目提供借鉴。

关键词：海底管道泄漏点应急封堵

兴隆水利枢纽下游横向围堰缺口应急封堵工程施工技术研究

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中国水能及电气化 2024年第1期 13-17页

作者：刘明忠王琦凯陈崇德湖北省漳河工程管理局湖北荆门448156

汉江兴隆水利枢纽下游横向围堰受多种因素影响,出现了164m长的缺口段,严重影响工程的安全运行,急需对防渗墙缺口段采取封堵的措施。文章以下横围堰防渗墙缺口段应急封堵施工为实例,对设计技术参数、水上抛填施工流程、抛填施工工艺以及... 详细信息

汉江兴隆水利枢纽下游横向围堰受多种因素影响,出现了164m长的缺口段,严重影响工程的安全运行,急需对防渗墙缺口段采取封堵的措施。文章以下横围堰防渗墙缺口段应急封堵施工为实例,对设计技术参数、水上抛填施工流程、抛填施工工艺以及工程的特点、重点、难点、应对措施等进行了分析。实践证明,应急封堵施工方案可行,效果明显,达到了预期的目标任务,对同类型水利工程施工具有一定的借鉴作用。

关键词：兴隆水利枢纽下横围堰防渗墙缺口应急封堵

水上应急封堵工程施工中LEC法的应用及安全措施研究

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水电与新能源 2024年第6期38卷 63-66页

作者：余冲王海军陈崇德湖北省漳河工程管理局漳河水库水产公司湖北荆门448156

在汉江干流兴隆水利枢纽下游横向围堰缺口段应急封堵工程施工中,用LEC法对施工中的危险源进行辨识、分析,并研究了采取的专项实施方案和相应的安全保证措施,对于指导施工起到了积极地作用。4个多月的施工紧张有序,对出现的危险因素事先... 详细信息

在汉江干流兴隆水利枢纽下游横向围堰缺口段应急封堵工程施工中,用LEC法对施工中的危险源进行辨识、分析,并研究了采取的专项实施方案和相应的安全保证措施,对于指导施工起到了积极地作用。4个多月的施工紧张有序,对出现的危险因素事先有预测和相应措施落实到位,未出现任何事故,实现了确保工程质量与安全的目标。LEC法对危险等级划分需要的资料较多,在实践中根据具体情况可对判断适当修正。

关键词：围堰缺口应急封堵 LEC法安全措施兴隆水利枢纽

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深基坑岩溶涌水应急封堵技术

深基坑岩溶涌水应急封堵技术

中国水利学会地基与基础工程专业委员会第15次全国学术会议

作者：王雪龙赵光辉湖南宏禹工程集团有限公司广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司

本文以广西某水电站船闸基坑开挖为例,介绍岩溶基坑内出现较大涌水的地质环境条件,分析岩溶涌水产生的途径,总结岩溶基坑涌水应急处理技术,供类似工程借鉴参考。

关键词：深基坑开挖岩溶涌水应急封堵

来源： cnki会议评论

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相变材料水下自吸式堵漏状态试验研究

水利水运工程学报 2019年第5期2019卷 54-61页

作者：张盛行汤雷贾宇王玉磊南京水利科学研究院水文水资源和水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 河海大学水利水电学院江苏南京210098

在汛期等极端条件下,渗漏是溃堤、垮坝的先兆险情,及时有效地应急处理渗漏病害是切断堤坝溃决灾害链的关键举措。基于一种水下熔化相变材料应急封堵渗漏通道的新方法,开展了石蜡材料水下熔融、渗漏通道自吸入式封堵的试验研究,分析了其... 详细信息

在汛期等极端条件下,渗漏是溃堤、垮坝的先兆险情,及时有效地应急处理渗漏病害是切断堤坝溃决灾害链的关键举措。基于一种水下熔化相变材料应急封堵渗漏通道的新方法,开展了石蜡材料水下熔融、渗漏通道自吸入式封堵的试验研究,分析了其封堵效果并总结了相关规律。通过分段量测渗漏通道中的石蜡,经卷积平滑处理出封堵材料沿封堵长度的质量分布曲线,定性描述了石蜡封堵材料在渗漏通道中凝固后的分布情况,并分析了封堵完成后的残余材料。结果表明:封堵过程中,熔融的石蜡材料与周围水体结合良好,易涌入渗漏通道,可实现稳定封堵;封堵长度和有效封堵材料量与初始渗漏流速正相关,封堵线密度随着初始渗漏流速的增加而减小;针对石蜡封堵状态的特征,可将封堵长度划分为碎裂密实段、松散破碎段和断裂密实段。封堵完成后,设备中的残余材料剖面呈楔形状,且残余质量波动幅度较小。

关键词：堤坝渗漏应急封堵新技术相变材料封堵状态

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海底管道应急发球筒的设计与应用

船电技术 2023年第5期43卷 18-19页

作者：张宇于春涛成二辉马新军郭建国海洋石油工程股份有限公司天津300452

为解决海底管道应急维修应急封堵施工难题,通过海底管道应急发球筒的有效应用,使过盈泡沫球能够很顺利地与管道对正,顺利将泡沫球推入管内,实现安全快速的应急封堵,以隔绝管道内油气。采用创新性方法,施工效率较高,达到应急施工效果。... 详细信息

为解决海底管道应急维修应急封堵施工难题,通过海底管道应急发球筒的有效应用,使过盈泡沫球能够很顺利地与管道对正,顺利将泡沫球推入管内,实现安全快速的应急封堵,以隔绝管道内油气。采用创新性方法,施工效率较高,达到应急施工效果。实现了海底管道维修时应急封堵的有效施工,对行业内管道应急维修施工的整体质量提升具有积极意义。

关键词：海底管道应急封堵发球筒