深厚黏土层冻结井筒冻结壁径向位移分析

赵固二矿西风井采用冻结法施工,穿过704.6 m深厚黏土层,冻结管断裂风险较大。井筒掘砌过程中,对冻结壁径向位移进行了实测,并兼顾其他影响因素。结果显示,70个位移监测层位中,共有57%的监测层位位移超过50 mm警戒值。     

冻结技术在立井过巨厚钙质黏土层的实践

在丁集主、副井冻结段巨厚钙质黏土层的施工实践表明，较低的冻结壁平均温度能够保证冻结壁的有效强度，满足井筒掘砌安全；冻结壁的变形量控制应综合考虑井帮温度、钻孔偏斜、土性特点及冻结壁的暴露时间。丁集矿井的黏性土层含水率很大，冻土扩展速度很快，冻结壁的井帮温度表现出不均匀性，这与冻结造孔的偏斜情况有关。冻结管个别孔内偏值过大造成冻结壁后冻结压力增大。     

龙固煤矿副立井井筒冻结法施工实践

龙固煤矿副立井井筒表土层厚567.7m,冻结深度650m,双圈孔+辅助孔冻结.井筒冻结设计及冻结、掘砌施工中所采用的一些新思路、新技术、新工艺,如冻结壁设计理念、冻结孔靶域施工技术、大型螺杆冷冻机组的应用等,都被证明是可行的,并且具有较大的安全保证系数,改进和完善了冻结法施工工艺.     

冻结深立井快速施工关键技术北大核心

新庄煤矿回风立井涌水量大,冻结深度为910 m,钻孔深度深,基岩厚度大,整体施工难度较大。根据该工程实际情况,结合掘砌段高及相关经验确定了冻结壁厚等工程相关参数,介绍了造孔纠偏、冻结交圈施工过程中的关键技术措施。合理的选择了掘砌施工中配套的机械化设备,并简要说明了冻结基岩段的爆破控制技术。实践表明,通过冻结—掘砌过程中各项关键技术的有效控制,有效保证了新庄回风立井井筒的安全快速施工。     

立井煤层冻结温度场数值模拟与分析

冻结法施工很少遇到煤层,目前对煤层冻结性能的研究较少,资料缺乏。通过现场试样检测与查阅相关文献资料,选取适当的运算参数,并考虑冻结孔实际偏斜情况,建立数值模型,对大海则煤矿2号副立井625m深处的煤层冻结温度场进行了数值模拟分析,得到了预计井筒施工到该层位时,煤层冻结壁温度场分布云图和主、界面温度场特性曲线,以及其他冻结壁发展规律参数;最后对井筒通过煤层时的冻结和掘砌施工提出了建议。     

777m岩石冻结立井井筒冻结壁设计

母度柴登主井井筒采用全深冻结法施工,冻结深度777m,冻结地层以岩石为主,冻结施工由兖矿新陆建设发展有限公司负责.扼要介绍了岩石冻结壁设计及井筒冻结、掘砌施工情况.     

深厚冲积层破损井筒修复过程中的控制冻结技术

为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用双圈孔控制冻结的方式对破损井筒的周边进行封水处理,即外圈孔采用全深(673 m)冻结,内圈孔只对破损、突水严重的380 m以深的地层进行局部冻结。为了实现对各个层位冻结壁厚度的有效控制以避免冻胀对既有井壁结构安全产生威胁,在冻结初期,根据冻结孔实际成孔情况和各个层位土体的热物理特性参数,以及冻结过程中测温孔实测数据,通过数值计算对各个层位的冻结壁的发展情况进行预测,并基于预测结果对部分冻结孔的冷量进行了控制。为了防止施工热扰动对冻结壁的稳定性造成不利影响,在井筒清理以及套壁施工过程中,根据温度场发展情况及时调整冷量供给。由现场实测数据可知,深度380 m以浅控制冻结地层的整体温度较深度380 m以深地层的温度高5℃左右,在整个修复施工过程中没有出现突水现象且冻结壁温度保持稳定。由此可见,控制冻结技术可有效限制土体冻胀,且冻结壁厚度较为均匀,封水性能较好,达到了预期的施工效果,该项施工技术可为今后类似工程的开展提供重要参考。     

丁家梁煤矿主井冻结壁交圈分析

丁家梁煤矿主井冻结施工期间,水文孔水位呈非常态变化,不能直观反映冻结壁交圈时间。针对这一问题,在分析测温数据的基础上,对水文孔水位、水压及出水量大小变化等情况进行分析,确定了冻结壁交圈时间;而后通过对冻结器纵向温度观测,来验证冻结壁交圈,为井筒安全掘砌提供了科学依据。     

李家坝煤矿主斜井局部冻结施工

李家坝煤矿主斜井倾角20°,斜长1 440m,采用局部冻结方案施工,冻结起始位置距井口水平距离为250.41m,冻结斜长163.2m,冻结段水平长度153.4m,共分4段冻结。沿井筒长度方向布置了6排冻结孔,共455个,冻结孔施工质量均达到设计要求。冻结管采取了局部保温措施,减少了无效冻结段冷量损失,节约了冷量。冻结过程中,根据测温数据,对冻土扩展速度、冻结壁厚度及冻结壁平均温度等进行了分析计算,均满足设计要求。井筒开挖后,对井帮温度进行了实测。从开挖揭露的情况看,冻结效果良好,验证了冻结分析数据的准确性,保证了井筒冻结和掘砌施工安全。     

立井冻结防片帮孔优化设计与实践

立井冻结法施工中防片帮孔的圈径和孔间距设计直接影响到掘砌时的安全和掘砌速度。运用计算的方法,根据单管冻结管冻土扩展半径计算公式及冻土入荒最佳距离,理论计算出防片帮孔最佳开孔间距,冻结施工时能够很好地控制冻土入荒径距离和井帮温度,做到井筒掘砌时多挖"糖心",安全快速施工。     

深土地层冻结过程水平冻胀力实测分析

通过水平冻胀力实测结果获得:地层冻结过程中水平方向的冻胀力最大可达到初始地压值的1.0倍左右;并获得了地层冻结过程冻胀力随时间的变化规律,可为冻结法凿井设计和施工提供参考.     

水平冻结孔施工及预防冻结管断裂途径探讨

通过对水平冻结孔施工工艺的研究,分析了造成水平冻结管断裂的原因,提出了防止冻结管断裂的措施。     

冻结井筒井帮温度与冻结壁厚度的关系

用多姆克公式分段计算冻结壁厚度 ,探讨井帮温度与冻结壁厚度的关系 ,以便通过测量井帮温度推测冻结壁厚度 ,达到安全施工 ,快速掘砌的目的。     

冻结管差异温度强化冻结试验与数值分析

针对立井冻结工程中存在的局部难冻结地层,为对其强化冻结,提出了冻结管差异温度强化冻结方案。为验证差异温度的强化冻结效果,进行了单管冻结试验,同时基于有限体积法(FVM)原理,进行了强化冻结段-35℃、-40℃和-45℃三种条件下的单排管三维数值分析,并研究了冻结管上、下不同温度段的冻结温度场分布规律及冻结壁特征。结果表明:冻结管内可实现差异温度冻结,冻结管强化冻结段可显著增加冻结壁厚度、降低冻结壁平均温度并强化地层的冷能耗散,使局部地层受到强化冻结。     

井筒冻结管断管的处理

简述了张北煤矿副井在深厚粘土层施工期间遇到的冻结管断管问题.通过分析认为,副井断管可能是由于冻结造孔质量、粘土层的土力性质、粘土层的冻结情况、冻结站运行质量、冻结壁的不均匀性等多种不利因素共同作用,通过采取措施强行通过深厚粘土层.     

深厚表土层冻结法凿井井壁冻结压力特征分析

文章通过对涡北煤矿风井五个水平、副井三个水平的冻结壁冻结压力和钢筋混凝土外壁内纵向以及环向钢筋拉力的测试,分析了涡北煤矿冻结压力的发展趋势;探讨了深厚表土层冻结法凿井冻结压力与深度的关系;分析了各方向冻结压力的均匀性等深厚表土层冻结压力的特征。在深厚表土层冻结法凿井井筒掘进施工过程中,对井筒的施工进度、安全、经济效益都有着重要的指导意义。     

Coefficients of linear expansion of freezing soils

Mining Institute of the North (IGDS), Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Yakutsk. Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 1, pp. 46–50, January–February, 1993.     

土壤冻胀离心模拟试验

介绍了在清华大学离心机上进行的土壤冻胀离心模拟的模型模拟试验、４０ｇ 下离心模拟重复试验等初步试验成果． ３０ ｇ 和４０ ｇ 下的土壤冻结模型模拟试验结果一致, 说明土壤冻胀离心模拟试验中热传导缩比关系正确． ４０ ｇ 下土壤有／ 无荷离心模拟重复试验结果相近, 说明土壤冻融离心模拟试验的可行和可靠性．     

冻土地基房屋基础处理

在寒区冻土作为房屋地基,它的两大特性冻胀和融沉将给建筑物造成巨大危害。要处理冻土地基,首先就要了解土壤的冻胀性,土壤的冻胀性与土壤类型及其含水量有关,季节性冻土地基的基础处理主要是确定埋深和采用防冻害措施;多年冻土地基的基础处理是保护冻土不融化方案和允许房屋下部冻土融化的方案。今后冻土区地基处理技术的发展方向应反映在地基处理机械、材料、地基处理设计计算理论、施工工艺等方面。