浅谈深厚表土层条件下花园煤矿主井冻结施工

根据花园煤矿主井工程地质条件,确定了井筒冻结施工方案。主井开机冻结后冻结壁顺利交圈,并保质保量完成井筒冻结段施工。主井井筒冻结施工取得成功为深厚表土层冻结施工提供了借鉴经验。     

斜井局部保温技术研究与应用

结合山西长治古城煤矿主斜井冻结工程实例,分析斜井冻结工程的特殊性,找到了顶部非冻结段及冻结管穿过开挖荒径以内部分局部冻结方法,成功地将井筒冻结冷量损失降低,节省近一半供液管,并对井筒掘进条件进行了改善,为今后类似斜井直孔施工的井筒冻结提供参考。     

邹庄煤矿主井井筒地面预注浆设计与施工技术研究

根据邹庄煤矿井筒附近构造以及含水层地质特征,结合注浆与冻结施工工艺特点,确定采用注浆、冻结、井筒掘砌"三同时"方法对主井井筒进行建设,井筒地面预注浆工程包括直孔段注浆工程和S孔段注浆工程两部分,通过注浆较好地加固了井筒周围的岩石,取得了良好的注浆效果。     

弱胶结软岩地层煤矿立井全深冻结次生水害防治技术

全深冻结法凿井技术在解决西部富水弱胶结软岩地层井筒施工难题的同时,面临井筒次生水害的严峻挑战。钻孔环形空间水害和井筒井壁水害两类全深冻结井筒水害,极易造成重大经济损失,影响矿井建设和生产安全。结合大海则、葫芦素、红庆梁、胡家河、门克庆等西部矿区煤矿井筒冻结工程实际,介绍了全深冻结井筒次生水害防治技术,对西部矿区全深冻结井筒水害防治具有借鉴意义。     

间歇控制冻结技术在红庆梁回风立井冻结工程中的应用

在冻结井筒施工过程中,井筒冻结与掘砌的时空配合非常重要,在西部软岩地层显得尤为突出。红庆梁回风立井冻结工程在综合考虑井筒掘砌速度、冻结温度场发展的同时,首次提出并采用了间歇控制冻结技术,取得了显著效果,为西部软岩冻结施工控制提供借鉴。     

已成型井壁保护技术在核桃峪副井中的应用

核桃峪副井井筒为普通法转冻结法施工的井筒,鉴于之前类似工程出现的已成井壁因冻结而发生破坏的问题,对核桃峪副井冻结工程中上部已成井壁保护进行了深入研究,制定了详细方案,并在工程中应用实施,取得了理想效果。     

赵楼矿副井冻结表土段井筒信息化施工

经多次调研论证,合理优化冻结方案,赵楼矿井采用三井共站模式集中设置冻结站;通过井筒冻结和掘砌的信息化施工,成功地开展了三大监测:地层冻结工程相关参数的监测,井筒工作面冻结壁与井壁的温度及变形监测,上部已成型井壁段的温度、受力及变形监测。对冻结壁发展情况进行不间断地预测预报,准确掌握冻结壁的发展,为冻结站合理地调整盐水温度和盐水流量提供依据,为井壁安全性评估、混凝土配比试验、井壁优化设计等提供可靠信息,为井筒掘砌安全、快速、连续施工提供保障,并通过内层井壁埋设的两层传感器实行井壁永久监测,以便后期维护管理。     

核桃峪副井冻结工程难点及解决对策

核桃峪副井冻结工程为世界最深的井筒冻结工程,冻结深度950 m。主要介绍了该超深事故井筒冻结设计及施工中遇到的难点问题及相关解决对策,对类似工程项目的前期设计与后期实施具有一定的参考价值。     

内蒙鄂尔多斯地区煤矿井筒深厚基岩冻结技术初探

介绍了内蒙鄂尔多斯地区煤矿井筒工程地质与水文地质情况.根据该地区工程地质、水文地质特点,提出了井筒深厚基岩冻结措施,并对该地区井筒基岩冻结设计参数的确定提出了看法.     

冻结钻孔突水综合防治技术的应用与研究

冻结法凿井工程中,采用全深冻结时,冻结深度一般超出井筒深度15m左右.冻结结束后由于封孔质量不迭标等问题,冻结孔极可能会成为各含水层之间的导水通道.巷道掘进过程中,揭露下部冻结钻孔时,易发生突水,可能会导致井筒倾斜、淹井等重大灾害事故.本文结合纳林河二号矿井井筒的具体情况,在动水条件下,采用在地面对冻结钻孔射孔注浆与井筒分水平针对冻结管壁后注浆相结合的封堵新技术,成功完成对井筒周围冻结管环形空间的充填及含水层的封堵,为今后类似工程提供宝贵经验.     

丁集矿副井冻结段爆破技术

丁集矿副井在超深冻结565m的情况下，冻结基岩段采用中深孔光爆法施工中，连续装药，反向起爆。在技术上均取得成功，没有出现冻结管断裂和变形现象，实现了冻结段安全到底无事故，丁集副井冻结基岩段爆破施工为我国深厚表土层冻结法施工积累了丰富的实践经验。     

深厚冲积层多圈孔冻结壁温度场发展研究

冻结壁温度场发展是人工冻结法施工在井筒建设过程中最重要的组成部分,对井筒开挖和安全施工有重要的影响。因在地下进行大面积、长时间冻结,土体会发生复杂变化,无法进行相似模拟实验,数值模拟软件成为最直接的辅助工具。本文通过合理的多圈孔布孔方式,考虑钻孔偏斜、冻结过程中水的相变潜热、不同温度下导热系数及热容等影响因素,结合实测数据,运用数值模拟软件COMSOL Multiphysics 建立多物理场耦合对温度场发展进行研究。以某矿西风井深厚冲积层为研究对象,针对91 d冻结壁温度场发展进行模拟。模拟交圈时间为44 d,冻结壁平均发展速度为25.36 mm/d,与实测交圈时间50 d、冻结壁平均发展速度22.72 mm/d相比有微小的误差,模拟结果与实际情况符合程度良好,并推论出以最外圈为主冻结孔对冻结壁发展速度的影响及利弊。综合前人模拟结果,此模拟方法更具有理论意义及工程指导价值。     

冻结井开挖初期出水原因分析

对冻结井出水情况进行了介绍,并对其出水原因进行了分析,分析表明:冻结孔偏斜和地下水位的频繁变化使冻结交圈困难,从而形成了冻结壁未冻窗口,是冻结井出水的主要原因。在此基础上提出了相应的处理措施,为冻结井新井建设提供参考。     

冻结管断裂应力分析及断裂位置的确定

煤矿立井冻结法施工中, 冻结管断裂一直是一个未能得到很好解决的国际性课题, 主要原因是冻结管的力学模型设计不合理, 进而导致应力计算结果错误。通过冻结管在工作过程中受力因素的分析及变形特征的研究建立一个较为准确的力学模型,找出正确的应力分布规律, 确定符合现场的冻结管断裂位置, 提出切实可行的防止冻结管断裂的有效措施。首次考虑了因冻结管的冷缩及冻土的冷胀所产生的冻土对冻结管的负向摩擦力的作用, 并依据负向摩擦力的分布规律及材料力学中的温度应力理论求解出了对确定冻结管断裂应力分布规律具有重要作用的“中性层” 位置。通过国内外大量冻结管断管实例, 证明了本理论的正确性。     

冷冻管直径对冻土冻结影响规律的试验研究

近年来冻结施工方法越来越多地使用在城市土木工程施工中,但由于受冻土冻结理论基础的缺失和研究方法的局限,长时间以来人们对冻结法的设计始终没有找到较为理想的方案,参数变量选取遇到很大困难,同时在施工阶段没有较为标准统一的技术规范参照,使得该工法的实际应用往往出现工程量浪费、施工混乱和工程质量无保障等情况,而其中冷冻管直径是主要影响参数。通过同轴管土体冻结试验的研究,采用不同直径的冷冻管进行冻结试验,利用Fluent模型分析冻结过程的温度场分布规律,确定了最优冷冻管管径的选择方法,为冻结法的设计及施工提供依据。     

蒙西陇东地区富水软岩地层冻结造孔施工技术研究

结合在蒙西陇东地区施工经验,选取地层代表性较强的当前世界立井净径最大的泊江海子煤矿副立井,当前世界冻结深度最深的核桃峪煤矿副立井冻结工程,对冻结造孔及相关工序进行分析,提出蒙西陇东地区冻结造孔中纠斜、取煤芯、冻结管下放及穿越砾岩等关键工序技术要点,为该区域冻结造孔施工提供参考。     

查干淖尔矿风井冻结温度场分析

采用ANSYS软件对查干淖尔矿风井冻结法施工的冻结温度场进行数值模拟,根据测温孔测得的温度数据,对冻土热物理参数进行了参数反演,获得了符合工程实际情况的冻土热物理参数,基于反演得到的最优参数,预测分析了井筒开挖层位的冻结壁平均温度、冻结壁平均厚度、井帮温度、冻结交圈时间等设计参数,为井筒的施工提供了科学的指导作用。     

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。     

大流速地下水作用下冻结法凿井单圈冻结孔优化布置方法研究

为了解决大流速地下水作用下单圈冻结管形成的冻结壁不易交圈或交圈时间延长等工程问题,针对地下水对人工冻结温度场的作用特点,采用在水流上游位置加密布置冻结管的方法对常规冻结方案进行优化设计。基于表观热容法构建了水热耦合数学模型,并通过大型物理模型试验对数学模型的合理性进行了验证。基于该数学模型并结合淮南某矿冻结方案的设计参数,通过数值计算对7种优化方案的优化效果进行了分析。结果表明：在较大流速的地下水作用下,冻结管布置圈的上游位置的冻结效果是影响整个冻结壁交圈时间以及厚度的决定性因素,对上游位置的冻结管进行加密处理后,缩小了相邻冻结管之间的间距,增加了上流区域的冷量供应,从而缩短了上游区域的冻结壁的交圈时间,进而提高了整个冻结壁的冻结效率。当加密的角度为105°,冻结管的间距缩小至1m时,冻结交圈的最大流速达到13m/d,较优化前(8m/d)提高了62.5%,并且对应相同的冻结时间,优化后的冻结方案形成的冻结壁的厚度明显大于优化前。