核桃峪副立井冻结壁强制解冻数值计算分析

核桃峪副立井冻结深度955m。井筒到底后,可考虑采取强制解冻措施,使冻结壁在短期内消除,以便进行壁后及壁间注浆。目前,国内还没有对整个立井冻结壁进行强制解冻的先例,也没有计算公式可以直接用于冻结壁强制解冻计算。根据该井筒具体情况,建立了井筒冻结壁强制解冻数值计算模型,并进行了计算分析。结果表明,冻结壁强制解冻是从冻结管中心区域向两侧扩展,内侧冻结壁先解冻,外侧冻结壁最后解冻;整个井筒冻结壁解冻所需的加热设备装机功率为13 350kW,需要安装2台7t燃煤热水锅炉,强制解冻完成大约需要2个月时间。     

立井冻结孔强制解冻与射孔注浆技术

采用全深冻结法施工的立井井筒,冻结壁解冻后,冻结管外的环形空间将成为沟通上、下部含水地层水的竖向通道,严重威胁着矿井安全。如果井筒冻结施工前,没有对冻结孔预先进行固管封水处理,则需要在冻结施工结束后,冻结壁解冻前,对冻结管外环形空间进行注浆充填,才能隔断上、下部含水地层竖向导水通道。内蒙古鄂尔多斯地区的葫芦素煤矿风井,采用全深冻结法施工。冻结壁解冻前,中煤第五建设有限公司第三工程处采用冻结孔强制解冻与射孔注浆技术,成功地封堵了冻结管外环形空间竖向导水通道,确保了矿井施工安全。     

冻结法凿井(一)

第一讲 冻结法凿井概述 一、冻结法凿井的实质和原理 冻结法凿井是在井筒开凿之前,用人工制冷的方法将井筒周围的地层冻结成封闭的不透水的圆筒——冻结壁,以抵抗地压和隔开地下水与井筒的联系,并在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊凿井法。 为了形成冻结壁,预先在拟凿井筒外围按圆周布置一定数量的冻结孔,孔深略大于冻结深度,在孔内安装冻结器(由冻结管、供液管与回液管组成)。冻结站制出的低温盐水(-20～-30℃的氯化钙溶液)经去路     

厚600m以上冲积层冻结壁厚度设计方法研究

冻结法凿井是井筒穿过厚600 m及以上冲积层的主要凿井方法,冻结壁厚度设计计算方法是深厚冲积层冻结法凿井必须要攻克的难题之一。且深厚冲积层冻结壁厚度计算公式中涉及的相关参数难以确定,无法在工程中设计应用。结合赵固二矿西风井厚704.6 m冲积层冻结法凿井工程实践,提出厚600～1 000 m冲积层冻结壁设计时可采用经典的多姆克计算公式、维亚洛夫—扎列茨基有限段高塑性计算公式分别计算砂性土层、黏性土层冻结壁厚度,并提出计算公式中掘进段高、冻土抗压强度等关键参数取值方法。提出厚600 m以上冲积层冻结法凿井深部采用爆破掘进时,应将爆破掘进段高作为计算段高代入维亚洛夫—扎列茨基有限段高塑性计算公式,从而计算得到正确的黏性土层冻结壁厚度。针对深部不同层位地层冻土抗压强度试验值具有很大离散性的特点,提出冻结壁设计要从安全性、先进性、经济合理性的角度综合考量,系统分析冻土、非冻土抗压强度试验特点和深厚冲积层冻结段掘进工艺特点,冻土计算强度选取应区分均值与低值,均值用来计算各层位一般状态下的冻结壁厚度,低值用来核算层位最不利情况下的冻结壁厚度。提出合理发挥掘砌段高调控对冻结壁稳定性的影响作用,确定深厚冲积层黏性土层控制层位冻土计算强度取值和冻结壁设计厚度。设计方法在工程实践得到验证,取得安全优质、经济合理、快速施工的效果,科学指导了施工。     

石拉乌素副井基岩冻结壁解冻规律与注浆时机研究

以石拉乌素副井为工程实例,基于数值计算方法,研究了基岩冻结解冻温度场的分布规律,讨论了壁后注浆时机的确定方法,提出了双层复合井壁壁后注浆控制方法。注浆实践表明:在基岩冻结双层复合井壁凿井期,充分考虑内壁现浇混凝土水化热与冻结壁解冻温度场的相互作用,优化冻结停机时间,在冻结壁局部解冻条件下进行壁后注浆,可达到节省冷量、封堵内壁温度裂纹的目的,现场壁后注浆效果良好。     

冻结立井井架基础不均匀沉降处理

屯留煤矿南回风立井井筒采用冻结法施工,冻结壁解冻后,井架基础出现了不均匀沉降.通过对井架基础及时进行加固,阻止了井架进一步沉降偏移,保证了施工安全和凿井施工顺利进行.井架基础沉降处理施工方案合理,取得了预期效果.     

井筒强制解冻与冻结管射孔注浆施工技术

论述了冻结壁解冻技术在葫芦素矿井风井井筒的具体应用,首次采用了在冻结管内循环注入热水进行强制解冻,然后进行射孔注浆施工作业,隔断了冻结管外部环形空间在解冻后可能形成的导水通路,达到了较好的封水及围岩加固技果.     

高水压下基岩冻结壁设计方法

首先提出了高水压基岩冻结在冻结壁和井壁设计方面存在的问题;其次回顾了冻结法凿井中冻结壁厚度设计理论的发展,客观地揭示了井筒井壁内外分层的力学原因,以及基岩冻结壁设计方面所需考虑的基本问题;第三,探讨了包神公式设计冻结壁的载荷性质,及与冻结壁外缘载荷的关系,剖析了冻结壁与井筒的几何尺寸、刚度等因素对冻结壁外缘载荷的影响;第四,深入研究了采用拉麦和包神公式进行冻结壁弹性设计的力学条件;第五,定量分析了井筒冻结壁弹性设计的深度范围;最后探讨了冻结基岩许用强度、剪切模量之比等参数对设计冻结壁厚度的影响。     

冻结法凿井(二)

第三讲 冻结法凿井工艺 冻结法凿井工艺主要包括钻冻结孔(打钻)、冻结、井筒掘砌三大内容。其次,冻结站安装与打钻平行作业,收尾工程放在井筒掘砌完了进行。 一、打钻 1.钻孔布置 冻结法凿井中的钻孔就其用途可分冻结孔、水文观察孔和测温孔三种。 冻结孔数量多、要求垂直度高。冻结孔内安装冻结器,是地热和低温盐水的热交换器,冻结壁形成好坏全靠冻结孔的施工质量。冻结孔等距布置在与井筒同心的圆周上,圈径应视井筒净径、井壁厚度、冻结壁     

核桃峪副井冻结与自然解冻温度场数值计算分析

采用数值计算的方法,对核桃峪副井井筒冻结后期的自然解冻情况进行了计算分析,为井筒壁间及壁后注浆提供了可靠依据。     

冻结法施工解冻水害的机理及治理技术

随着矿井井筒冻结深度的不断增加,冻结法施工解冻水害问题日渐突出,本文以陕煤彬长胡家河矿井地质条件为例分析了深井冻结法施工解冻水害的作用机理和危害性,总结了现有防治方法,介绍了胡家河矿井防治解冻水害新技术,对解决类似条件下井筒解冻水害具有重要的参考价值。     

综合注浆封堵全深冻结井筒井壁渗漏(涌)水技术

 摘 要：目前我国全深冻结立井井筒主要采用双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁支护结构形式,但它并没有从根本上解决冻结井壁开裂渗漏水难题。本文针对陕西彬长集团胡家河煤矿主立井全深冻结井筒井壁渗漏水及井筒里程位置471.8m箕斗装载硐室I号检修通道冷冻管大量集中涌水水害技术难题,在分析研究井壁渗漏水原因及冷冻管环形空间导水通道导水机理的基础上,采用分段下行、段内上行壁间、壁后及冷冻管环形导水通道综合注浆、对点注浆、连续注浆及安装孔口防喷装置解决了井壁渗漏水问题;创新运用锚拉水闸强、围堰法埋设导水管、立井冷冻管环形导水通道逆流引流注浆技术彻底解决集中涌水水害难题,整个井筒堵水率达到了95.3%,能够为其它类似注浆施工提供指导作用。     

一种深基岩冻结井筒冻结孔水害治理技术

针对我国西部地区深基岩冻结井筒冻结孔涌水水害技术难题,在分析冻结孔环状导水通道生成及涌水机理的基础上,提出一种在选定稳定岩层中沿冻结圈外沿掘进小断面环形截水巷道,在截水巷道内探测、揭露冻结管进而封堵冻结孔,对截水巷回填混凝土形成一个环形隔水体,彻底隔断环状导水通道,从根本上治理深基岩冻结井筒冻结孔涌水水害的新技术。以胡家河矿主立井井筒冻结孔水害治理项目为工程实例,采用理论分析、现场试验、数值模拟、现场监测等方法手段对环形截水巷合理布置层位、距井壁的距离、巷道断面、掘进及支护方式等关键参数进行研究,采用探地雷达、电法探测及管线定位仪探测技术准确探测冻结管位置,变形及沉陷监测结果表明截水巷围岩稳定,经工程实践验证该技术能从根本上治理深基岩冻结井筒冻结孔涌水水害。     

冻结壁融化期间井壁受力变形分析与壁间注浆机理

针对深厚冲积层冻结井筒早期壁间注浆封水效果不好的难题,通过实测数据分析和理论计算对深厚冲积层冻结井筒的冻结壁融化特性、井壁受力变形和壁间注浆机理进行了研究。通过对现场测温孔实测数据分析,得到了不同土层的融冻时间比;通过理论计算表明,在冻结壁完全融化后,外壁的外表面承受着水土压力、内表面作用有壁间水压,在此情况下,外壁内表面径向变形比单独冻结压力作用下的外壁变形要小的多,总体表现为向外反弹;而内壁在壁间水压作用下向内位移,由于内、外壁变形位移方向相反,壁间空隙形成,从而为注浆浆液扩散提供了通道。提出壁间注浆的最佳时机应在冻结壁完全融化、在压力水作用下壁间间隙已经形成、内壁还没有出水前。并给出了具体的壁间水压监测系统,实行了壁间注浆信息化。     

斜井井筒涌水特征及注浆治理方法研究

为解决骆驼山煤矿斜井井筒形成后井壁涌水治理难题,提出了一种截断井筒涌水补给水源、充填井筒壁后松动圈、提高井筒围岩稳定性的旋喷注浆支护方法。采用旋喷注浆法截断主斜井井筒涌水补给水源,采用壁后注浆技术充填井筒长期涌水携砂所形成的空隙和空洞,加固井筒并进一步封堵井筒涌水|通过水位观测、流场变化分析、钻孔验证和涌水量变化分析等方法对注浆治理效果进行验证。结果表明,旋喷注浆和壁后注浆既可封堵井筒涌水,又能充填加固井筒壁后空隙和空洞,消除井筒后期生产运行期间的安全隐患,对斜井井筒涌水治理具有很好的参考价值。     

深厚表土层冻结壁温度实测分析

通过对谢桥矿箕斗井冻结凿井期间冻结壁温度的现场实测,探讨了井壁混凝土的水化热的放热规律;分析了冻结壁温度的影响因素;获得了深厚表土层冻结凿井期间冻结壁温度变化的基本规律。     

多功能深爆凿井参数的研究

提出了在机械化短段掘砌混合作业凿井中可全面提高掘砌效率、加快建井速度、改善井壁质量、增强抗水能力的８种功能深孔爆破基本条件参数、主要技术参数和基本技术措施及其设计方法，并据此编制了ＣＡＤ程序，使用此项技术只需合理装备一套机械设备，就可在各种地质岩石中凿井，在冻结地层中应用可确保安全、快速，在含水岩层中应用可自行封水掘进，无需预先进行地面深孔注浆平均可使成井速度提高５０％以上     

普通注浆法在立井过砂岩强含水层中的应用

以平煤股份十矿三水平北二进风井井筒为例,阐述了立井井筒预注浆+壁后注浆工艺及涌水治理措施。使用传统注浆工艺——普通注浆法,借鉴注浆堵水的成功经验,采取科学合理的注浆技术,利用水泥+水玻璃双浆液,将砂岩内含水堵截在井筒注浆帷幕圈以外,彻底根治了井筒井壁淋水,为井筒安全、快速掘进提供了保障,确保了井壁质量,取得了良好的技术经济效益。     

高压富水岩层井巷综合治水技术研究

郭屯煤矿副井井筒采用围岩、壁后、壁内综合注浆技术堵水;井底车场采用高压注浆锚杆锚注的方案治水;临时水仓采用停止掘进,设置止浆垫注浆堵水等方案。这3种治水方案取得了良好的治水效果,对深井治水具有开创性的意义。