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钻井钻孔有了“绿色泥浆”
信息来源:[中国煤炭报] 撰稿人:[汪鹏 宗磊] 发布日期:[2014-9-19] 点击次数:[2299]

将过去容易造成污染、有害的泥浆(俗称钻井液)转化成可降解、可回收、可自然排放的泥浆,中煤矿建集团做到了。这主要得益于由该集团钻井副总工程师丁明等人参与研发的《钻井法凿井泥浆无害化处理施工工法》。

截至目前,该工法在安徽皖北煤电集团朱集西煤矿矸石井、淮北矿业集团袁店二矿南风井等成功应用,累计减少泥浆排放达25万立方米,减少占地面积6公顷。

今年3月,《钻井法凿井泥浆无害化处理施工工法》被城乡与住房建设部评定为国家级工法。该工法适用于矿山钻井法凿井、矿山冻结法凿井、石油钻井工程等领域钻孔灌注桩泥浆处理。

过去,泥浆溢池溃坝就像泥石流一样,安全风险很大

上世纪80年代末期,安徽淮南发生了一件离奇的事:一头吃草的牛突然陷进了一片平坦的草地里,越挣扎陷得越深,最后使用了吊车,牛才脱险。原来,草地下面是废弃的泥浆,多年的风吹日晒使泥浆表面变干结皮,渐渐长了一些浅草。

泥浆在钻井过程中起到平衡地压、润滑冷却钻具、携带岩屑等作用,具有较高的胶体率、黏度和稳定性。“稳定性高是一把双刃剑。”丁明说。钻井结束后,泥浆只能随地挖坑围堰存放。

“水靠蒸发,泥靠风刮。”丁明说,“泥浆含有磷、硫和钠等化学添加剂,容易造成污染。这种矿山施工废弃物,一旦溢池溃坝就会像泥石流一样,安全风险很大。”

钻凿一个井筒,到底需要多少泥浆呢?一般来说,成井后的总造浆量为设计井径出矸体积的2.5倍到3倍。

“一口中等井的泥浆量约为8万立方米。”丁明说。

存放或者处理这些泥浆耗费了很多资金。2009年,朱集西煤矿矸石井采用了钻井法施工,矿井深545米、直径5.2米。矿方算了一笔账:直接排放的话,永久征地3.33公顷,需要500万元;修建废弃泥浆池,需要300万元。

现在,采用化学破稳除胶后,可以回填场地、制砖

针对泥浆污染严重、处理起来耗费巨大这一难题,中煤矿建集团总经理郑玉建,曾提出了三种解决方案,一是治标先治本,开发使用新的环保型泥浆和泥浆处理剂;二是转化为注浆用的黏土水泥浆材料;三是转化为壁后充填材料、建筑材料。

2008年,技术人员在淮北矿业集团袁店二矿的主井井筒地面预注浆工程中进行了“钻—注平行作业”工业性试验,注浆段长度为210.5米,注浆量达7606立方米。此后,朱集西煤矿矸石井注浆段长度为223.2米,注浆用量达9334立方米。废弃钻井液作为注浆液,变废为宝。

但是,这样并不能彻底解决泥浆的问题。

2009年,中煤矿建集团将泥浆无害化处理列入重大科研课题,与专业环保公司联合攻关,先工业试验,再推广应用。9月,污泥破稳一体化装置等设备被拉到朱集西煤矿矸石井建设的工地。

“9月16日开始正式运行,当月处理泥浆6000余立方米。”钻井项目部常务经理荣怀宇说。

据中煤矿建集团工程管理部原部长魏红兵介绍,该工艺主要有两个关键点,一是破坏泥浆的稳定性,二是使脱稳的泥浆实现固化分离。

中煤矿建集团专门研制了破稳剂。“第一次加入无机破稳剂进行前期脱稳,第二次加入有机破稳剂搅拌进行二次脱稳。”中煤矿建集团钻井处总工程师蔡鑫解释说。

采用化学破稳除胶后,分离出的泥饼,含水率小于85%,泥饼可以回填场地、制砖等。分离出的水达标排放,2011年5月24日,经淮南市环境保护监测站检测,出具了《泥浆处理水监测报告》,认为处理水PH值、磷酸盐等含量,均符合排放要求。

    中国煤炭网:http://www.ccoalnews.com/101784/101857/249794.html

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