立井施工装备与技术发展现状和展望

近年来,我国煤矿立井建设取得很大成就,促进了立井施工技术和装备的发展。随着东、西部地区深立井建设需求的增加,立井施工配套技术和装备仍然具有一定的发展空间。首先介绍了2009年至今立井施工装备的发展,其次陈述了立井钻井法、冻结法和注浆法等特殊凿井工艺的发展,最后对煤矿立井技术和装备的未来发展方向作了展望。     

复杂地质条件下超深冻结立井井筒快速施工关键技术研究

针对深大立井井筒断面大、粘土层深厚、地质条件不稳定等问题，以山能集团新巨龙公司东副立井井筒施工为研究对象，采用冻结法施工，通过井筒冻结设计、监测，井筒机械化配置及工艺研究，井筒信息化施工技术，高标号混凝土管控技术等措施，大大加速了冻结表土段掘砌施工。     

立井井筒深厚黏土层施工

随着我国煤矿开采深度的增大,多数立井施工需通过深厚黏土层。山东济西煤矿副井井筒冻结段过深厚黏土层(冲积层埋深458.5m)施工时,通过对前期的情况分析,确定施工方案,采取得力措施,安全、优质、快速地通过了深厚黏土层。     

高效凿井机械化装备与技术

介绍了淮南刘庄煤矿2个800m深立井井筒施工机械化配套装备和井筒施工中所采用的注浆和冻结等先进技术,对深立井施工具有参考价值.     

千米立井大冻深快速凿井施工技术

在口孜东煤矿千米深冻结主井施工过程中,为使井筒安全顺利地穿过深厚冻结表土段和大段高冻结深风化基岩段,并快速建成大冻深千米立井工程,通过改进冻结法凿井机械化设备配套技术、优化井筒内的布局并加强井帮温度预测控制、提高掘砌质量速度和冻土挖掘能力、增加冻结壁承载能力等,有效解决了深井冻结地压大、大断面井筒施工速度慢、井壁易变形破坏和冻结管断管漏盐水等施工技术难题.井简掘砌速度连续3个月超130 m,最高月进尺达158.6 m.     

立井井筒冻结施工质量控制

煤矿立井井筒建设采用冻结凿井施工法由来已久,由于冻结法凿井适用范围广、安全系数高,尤其是冲积层埋深较大和含水地层更是优选凿井支护方法,在全国各地被广泛采用。宁夏地区作为我国重要的储煤重地,冻结凿井法在红一煤矿的运用尚属首例。冻结凿井施工法在本工程的成功使用,将拓宽当地煤炭资源开采的程度。通过分析3个井筒的冻结过程,总结冻结过程控制关键步骤,为后续开展施工的类似工程提供参考,为西北地区矿井建设探索一条新的途径。     

大海则煤矿立井冻结设计比较及建议

根据目前我国冻结法施工技术水平,结合蒙陕地区的地质特点对大海则煤矿四个立井井筒的冻结设计进行了深入的分析与探讨,总结西部地区冻结设计的一些普遍规律,提出了对西部冻结设计的观点及分析,为今后西部地区冻结深大立井提供了宝贵的建议。     

基于AHP-Fuzzy法的煤矿立井冻结法施工风险管理研究

为了减少煤矿立井冻结施工中的安全事故,通过对立井冻结实际工程案例的分析总结,采用层析分析法对各风险因素的评价指标进行权重计算,并结合模糊评价法建立风险因素综合评价矩阵,最终依据最大隶属度原则得出立井冻结法施工中存在的高风险指标及一般风险指标,在此基础上,从组织、技术、经济等方面制定出对应的风险预控措施,从而有效控制煤矿立井冻结法施工风险。     

深厚冲积层立井冻结施工实践

杨营煤矿副井深度675m ,冲积层厚495.95m ,基岩风化带厚19.45m。井筒穿过多层深厚粘土层、地下水流速大的含水层,采用冻结法施工,冻结深度588m。通过合理设计冻结方案,优化冻结孔布置,精心组织施工和信息化监测,成功地解决了深厚冲积层冻结施工难题,为立井冻结施工积累了经验。     

富水基岩井筒冻结壁砂质泥岩力学特性试验研究

在深厚表土层或基岩中建设煤矿井筒,冻结法是有效穿越不稳定的厚表土层或基岩的有效施工方法。为了给立井冻结壁和井壁设计提供合理的设计参数,对冻结壁岩石的力学特性试验很有必要。以陕西彬长矿区胡家河煤矿立井冻结施工工程为背景,对主井井筒砂质泥岩,进行了不同冻结温度梯度状态下的单轴、三轴力学特性试验研究。研究了砂质泥岩在相同围压不同温度条件下及相同温度不同围压条件下的强度和变形特性的变化规律。试验结果表明:随着冻结温度的降低,冻结砂质泥岩的强度在提高,主要原因是温度降低时,岩石冻结时的矿物收缩和冰本身的强度及冻胀力使得富水冻结岩石的强度得到提高。     

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.     

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。     

深厚冲积层和深厚含水层井筒安全快速施工技术

李粮店煤矿主井深771.2 m,穿过深厚冲积层和深厚含水基岩。该矿通过开展技术研究,提出了适合矿井特点的全深冻结方案设计、冻结段掘砌施工工艺等,实现了安全、快速施工。简要介绍了技术研究的相关情况和效果,对我国深厚冲积层和含水基岩全井深冻结井壁设计施工等问题进行了探讨。     

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。     

冻结井高强钢筋混凝土预制弧板井壁试验研究

提出一种新型的冻结井高强混凝土预制弧板外层井壁结构形式，通过原材料强度模型试验，研究了其力学形态和极限承载力．研究表明，该种新型井壁结构形式具有在井下装配后即可满负荷工作，承载能力大、受力特性好等优点，适用于400m以上深厚表土层冻结井外层井壁支护．     

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。     

千米立井深厚冲积层冻结压力实测分析

对唐口煤矿千米深副井井筒深厚冲击层冻结压力进行现场监测,监测数据表明冻结压力发展经历了3个阶段,且随深度增加而增大。同一监测水平冻结压力相差较大,具有明显的方向性。冻结压力在混凝土浇注后大约10 d达到最大值。     

深厚表土冻结法凿井井壁安全监测技术

重点介绍了深厚表土中冻结法凿井的井壁安全监测技术,利用现代计算机控制和远程通信技术,通过电话网和调制解调器,借助预埋的传感器,经过信息的分析和反演,实现了冻结法凿井中对井壁的远程全自动安全监测。     

巨野煤田郭屯矿井钻井法凿井技术研究

钻井法凿井技术在我国煤矿建设中取得了巨大的发展。但是，在山东省巨野煤田郭屯矿井，新生界冲积地层深近570m，大大超过了钻井法已经达到的440m冲积层深度。在郭屯煤矿，钻凿深约610m的井筒给施工技术带来严峻的挑战。本文对用钻井法施工郭屯煤矿井筒的可行性进行了探讨，为解决郭屯矿井凿井技术课题提出了建议。     

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。