冻结法凿井井壁结构的探讨

文章回顾了冻结法凿井在我国的发展阶段,介绍了冻结法凿井的概念及冻结立井井壁结构形式,提出了井壁产生破坏的机理,探讨了冻结法凿井选择井壁结构时应采取的方法。     

冻结法竖井施工技术

结合矿山工程实例,提出了冻结井井壁结构选择的依据与原则。通过分析实例冻结井施工过程中出现的问题和影响井壁安全的多方面因素,提出了冻结法凿井采取的预防与解决措施。     

郭屯煤矿主井冻结法凿井信息化监测技术研究

郭屯煤矿主井冻结冲积层厚度为587.5 m,是目前世界上冻结冲积层厚度最大的井筒.凿井过程中,为保证冻结壁和井壁安全,实现安全快速施工,开展了信息化施工技术研究.通过现场实测,获得了凿井过程中上部已成型外层井壁段的温度、受力与变形,掌握了深部冻结井壁的径向荷载、钢筋轴力、混凝土应变的变化规律.在此基础上,评价冻结壁和井壁的安全状况,为凿井过程中的工程决策提供了科学依据.实测成果表明,冻结井筒外层井壁径向荷载受深度、土层特性、冻结情况和井壁结构等因素的影响.本文成果对于深厚冲积层建井工程有重要意义,为探索深部(冻)土的力学特性积累了丰富资料.     

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁关键技术分析

针对特厚冲积层中冻结法凿井外层井壁设计和施工中面临的关键技术难题,论文从冻结压力取值、提高井壁强度、外壁养护条件、高强混凝土应用几个方面进行了分析研究,提出了特厚冲积层中冻结法凿井在外壁设计和施工中应注意的一些关键技术问题。     

余吾煤业南进、回风立井冻结法凿井技术

南风井井筒施工中,表土层采用了冻结法施工,双层井壁支护,施工安全顺利,工程质量优良。简要介绍了冻结法凿井技术,并对冻结效果进行了技术分析,提出了改进建议。     

我国煤矿冻结法凿井井壁应用大于C80高强高性能混凝土技术现状与展望

分析煤矿深厚冲积层冻结法凿井井壁应用大于C80高强高性能混凝土的必要性和冻结法凿井内外层井壁混凝土应用的严酷环境,介绍深厚冲积层冻结法凿井井壁高性能混凝土研究、应用现状与取得的重大创新性成果,指出当前设计和施工应用大于C80高强高性能混凝土存在的问题和对策。     

赵楼矿深厚表土层冻结法凿井工程监测技术

结合赵楼矿深厚表土冻结法凿井工程,介绍了冻结法凿井中的地层冻结工程相关参数监测、井帮温度与变形监测和井壁收敛监测、上部已成型井壁段的温度和受力与变形监测,依据监测结果及其规律分析,主井及时中途套壁,副井在出现井壁裂隙的情况下坚持大段高掘砌.赵楼矿主副井外壁掘砌平均速度分别为88.33m/月和93.21 m/月,内壁套砌速度均超过280 m/月.两井筒施工与施工组织设计相比分别提前28 d和26 d通过冻结段,节约直接冻结运行费约396万元,实现了深厚表土冻结法凿井的安全、快速施工.     

顾北矿副井冻结井壁受力实测分析

为解决淮南顾北矿副井深厚表土层冻结法凿井出现的技术难题,在施工过程中对冻结壁井帮及外层井壁的温度和受力过程进行现场监测,获取了冻结井壁温度、受力和冻结压力的实测数据,分析得出深厚表土层冻结压力和井壁受力的变化规律。为冻结井壁的设计和实际施工提供了重要的指导。     

我国冻结法凿井技术的现状与成就

介绍了国外冻结法凿井概况,以及我国1955—2010年冻结法凿井技术推广应用、施工规模、冻结深度的发展等情况。叙述了深井冻结法凿井技术的现状及其设计理论、施工技术取得的新成就,并提出了改进井壁结构、强化冻结等方面的建议。     

深厚冲积层冻结法凿井井壁设计中冻结压力取值探讨

我国冻结法凿井井筒先后穿过500m、600m、700m冲积层,现有规范只有小于500m冲积层的冻结压力取值方法。冻结压力是外层井壁强度和厚度设计的主要计算荷载,研究确定大于500m冲积层冻结压力标准值取值,对外层井壁科学合理设计和井壁安全施工具有重要的理论和现实意义。文章基于国内对深厚冲积层冻结井冻结压力实测结果分析研究,提出大于500m深厚冲积层冻结井外层井壁设计中冻结压力标准值取值方法,可供外层井壁结构设计和施工参考。     

特厚冲积层矿井竖向局部保温冻结技术研究与应用

煤炭深部资源开采过程中,采用局部保温冻结技术的特殊凿井法逐步得到应用并显示出较大优越性.文章结合特厚冲积层矿井冻结工程,给出局部保温冻结设计的优化计算;提出采用合理的局部保温方案.特厚冲积层上部和下部的冻结壁厚度、冻结壁位移等均能满足施工要求.     

赵固二矿西风井深厚冲积层冻结方案设计研究与应用

针对赵固二矿西风井冲积层深度超过700m,国内外类似立井施工经验少,冻结设计指导原则不统一的难题,通过分析总结已施工的深厚冲积层冻结井筒在施工过程中存在的问题,选择强化深厚冲积层冻结壁外侧冻结强度的冻结设计指导原则,采用以外圈为主冻结孔和按冻结孔功能分类布置的布孔方式,结合冻结壁形成特性综合分析方法对设计方案实施效果进行预测和优化,设计了赵固二矿西风井的冻结方案,并提出了井帮温度调控目标曲线。在冻结与掘砌相互配合所创造的良好施工条件下,该井冲积层段外壁掘砌平均速度达到87.1m/月。     

冻结壁形成特性预报与冻结调控机制在赵固二矿西风井中的应用

赵固二矿西风井井筒穿过冲积层厚704.6m,是我国第四个穿过700m冲积层的井筒。砂性土层最深控制层位冻结壁设计厚度10.3m,平均温度-21.5℃|粘性土层最深控制层位冻结壁设计厚度9.9m,平均温度-19.0℃,掘进模板段高2.5m。调控实现不同层位冻结壁设计厚度、平均温度、井帮温度,不仅能检验冻结方案设计的科学合理性,还对该井冻结段安全经济、快速施工具有重要意义。本文介绍了该井开展冻结壁形成特性实测分析、工程预报及对冻结过程调控,实现了冻结壁设计指标,取得超700m深厚冲积层冻结段安全快速施工成功案例。     

混凝土强度提高系数在井壁结构设计中的研究与应用

文章针对新的《混凝土结构设计规范》要求,合理地提出厚壁圆筒结构物在二轴受压和三轴受压下,采用以概率理论为基础的极限状态设计法,用分项系数进行设计,且结合工程设计本身具体因素,给出了混凝土强度提高系数的取值关系。其在深厚表土层冻结法井壁设计过程中,对井筒的施工进度、安全、经济效益都有着重要的指导意义。     

赵固一矿特厚冲积层冻结技术方案探讨

介绍焦作矿区赵固一矿518～524m冲积层冻结方案设计。通过冻结深度、冻结壁厚度和安全掘进段高计算公式、方法、基本参数、冻结孔布置方式、冻结工艺等优化、冻结壁稳定性nac-3D数值分析、冻结壁形成状况预测等综合分析法,提出的冻结方案和主要参数科学合理,冻结壁强度和稳定性能较全面地满足特厚冲积层冻结凿井的要求。     

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁受力实测研究

为解决济西生建煤矿主、副井筒特厚冲积层中冻结法凿井的技术难题，在施工过程中对外层井壁的内、外力进行了实时监测，获得了400m以下深厚黏土层冻结压力的实测数据。通过实测信息反馈，两井筒实现了动态设计和信息化施工。     

全断面竖井掘进机凿井技术

目前，我国煤矿井筒建设方法，以普通凿井法为主、特殊凿井法为辅。介绍了特殊凿井法中使用机械破岩的竖井钻机钻井技术、反井钻机钻井技术发展历程与应用现状。井筒掘进施工安全与效率是深井建设的基石，发展机械化凿井技术装备是深井建设少人化、无人化的保障。分析了部分断面掘进机凿井技术与装备的研究现状，提出了需要研制全断面竖井掘进机。对全断面竖井掘进机的井帮稳定、凿井工序、掘进参数等关键技术的特点和适用性进行了探讨。针对施工过程下部掘进、排渣与上部支护平行作业，指出滚刀破岩、上排渣和定向钻进将成为技术攻关的方向和工程应用的难点。尽快开发全断面竖井掘进机凿井技术是综合机械化凿井的发展方向和趋势，对于建井技术发展和地下工程建设具有重大意义。     

我国特殊凿井技术的发展与展望

介绍了在含水不稳定冲积层和含水基岩中建设井筒通常采用的冻结法、钻井法和注浆法等特殊凿井方法,以及这3种特殊凿井方法的发展历程和关键技术现状及典型工程应用实例,并对这些方法今后的发展进行了展望.     

Surface Pre-grouting and Freezing for Shaft Sinking in Aquifer Formations

Abstract  Special techniques are used for shaft sinking in aquifer formations. In the unstable aquifer formations encountered in Chinese coal mines, freezing is always adopted for shaft constructions in an aquifer alluvium, while surface pre-grouting is generally adopted in bedrock formations. So far, freezing has been used to construct 500 vertical shafts, comprising a total length of 80 km, and surface pre-grouting has been used in more than 150 vertical shaft sinking projects. The maximum depth of freezing is about 700 m, while the maximum depth of surface pre-grouting exceeds 1000 m.