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。     

赵固二矿巨厚冲积层井筒冻结制冷方案设计

赵固二矿风井筒穿过的冲积层厚度达到528.85 m,地质、水文地质条件复杂,冻结设计和施工难度较大。煤科总院北京建井所在总结赵固一矿、泉店矿冻结制冷设计、施工经验和教训的基础上,对赵固二矿的风井冻结制冷方案进行设计优化,达到了安全、合理、快速、经济的目的。     

赵固二矿副井深厚冲积层冻结施工效果分析

国内对不小于500 m冲积层冻结方案设计一直存在着2种不同的方法.赵固二矿副井应用相关公式设计计算体系,提出冻结方案设计主要技术指标,实现了冲积层基本不挖冻土、不断冻结管和不压坏井壁的目标,527.5 m冲积层和628 m冻结段的外层井壁平均掘砌速度分别达到134.34m/月和104.9 m/月,全冻结段成井速度达到81.4 m/月,对不小于500 m冲积层不挖冻土和安全快速施工具有重要的参考意义.     

深厚冲积层冻结设计两个问题的讨论

介绍了近年来深厚冲积层冻结设计中不同冻结孔布置、不同圈径冻结管供冷时间顺序,指出了各自特点和适用条件,对存在的问题进行了分析。     

新建矿西风井风道冻结施工技术

通过对新建矿西风井扇风机风道采用冻结法施工技术的研究与实践 ,总结出风道施工的新方法     

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。     

深厚黏土层冻结壁径向位移实测分析与掘进段高调控机制在赵固二矿西风井施工中的应用

通过开展冻结壁位移实测和分析,准确判断冻结壁稳定状态,合理确定冻结掘砌段高和掘砌时间,对保障冻结施工安全具有重要意义。结合赵固二矿西风井704.6m冲积层冻结施工实践,对深部黏土层冻结壁井帮表面和冻结壁内部位移进行实测分析,得到冻结壁位移变化特征;结合冻结壁形成特性实测分析,提出掘砌施工合理段高,并付诸实践,形成了深厚黏土层冻结壁径向位移实测分析与掘进段高调控机制,科学指导了施工。     

深厚冲积层冻结壁井帮位移发展研究

冻结壁井帮位移是井筒冻结法施工过程中的重要问题,井帮位移的大小直接影响冻结壁的稳定性,过大的井帮位移甚至会引起冻结管的断裂,从而影响整体施工安全。为了进一步研究井帮位移,借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件,考虑地层压力、冻结壁温度、冻土物理参数、力学参数等因素,模拟井筒开挖过程中井帮位移,并结合现场实测数据进行对比。结果显示:在1个开挖的段高中,井帮位移发展前期较大,中期平稳,后期基本无变化;最佳开挖段高为4m,6 h模拟位移值的井帮位移为32.94 mm,略大于实测的27 mm;模拟结果与实际情况符合程度良好。     

深厚冲积层冻结法凿井工程设计及其应用

针对丁集矿井深厚冲积层的特点,提出了采用三圈孔差异冻结的冻结方式,给出了深厚冲积层中采用冻结法凿井的冻结壁厚度、盐水温度、井帮温度、冻结孔圈径和开孔间距等关键因素的设计参数;通过信息化施工监测,得到了冻结壁的形成速度、温度场分布和冻结壁的变形实测数据;这些数据可为深厚冲积层冻结法凿井工程的设计提供参考依据.     

赵固一矿副井冻结井壁结构优化设计

针对焦煤集团公司赵固一矿副井井壁结构在外层井壁已施工的情况下，井筒直径由原设计的6．5m扩大到6．8m的工程需要，设计了提高混凝土标号增加内壁混凝土强度、减小内壁厚度的方案进行井筒施工。     

程村矿主副井深厚冲积层冻结凿井技术

程村矿主副井深厚冲积层冻结凿井,从优化井壁结构及冻结方案入手,采用低水化热高强高性能混凝土筑壁,有效控制井壁厚度和冻结壁强度,实现国内已建成冻结井冲积层最厚和冻结最深,无断裂冻结管,无压坏井壁以及井壁混凝土无裂纹、无淋水,经济效益十分显著.     

赵固二矿深井马头门复合软岩支护技术

赵固二矿副立井马头门破坏段埋藏深,围岩属于高应力、膨胀性、节理化复合型软岩。为了对其进行修复治理,根据其地质条件和破坏情况,分析了变形破坏机理,制定了修复治理方案,成功对破坏段进行了修复治理,并得出在复杂地质条件下深井马头门支护可采用锚网（索）喷+U型钢可缩性支架+钢筋混凝土碹体二次支护+全断面锚注加固+底角锚索束补强加固的复合结构支护方案。对该支护方案运用FLAC3D软件进行了模拟计算,验证了该方案的合理性。     

高强混凝土在赵固一矿冻结井壁中的应用

在赵固一矿主、副、风井518m深厚表土层冻结井筒的内外层井壁试验中，采用在普通混凝土的传统组份中掺入化学外加剂及矿物外加剂的“双掺”技术，应用常规的混凝土生产工艺配制C40～C80低水化热、高强高性能混凝土，施工方便，易于推广应用。     

深厚冲积层井筒冻结压力实测及分析

在涡北煤矿风井和副井井筒施工中,分别进行了4个水平和3个水平冻结压力和井壁钢筋纵向、环向内力的实测,获得了冻结压力发展趋势及其与深度的关系,对冻结井筒井壁设计和施工安全具有参考意义。文中还对井筒冻结压力的均匀性进行了分析。     

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.     

赵固二矿瓦斯赋存规律及其影响因素分析

随着矿井开采深度和开采强度的增大,瓦斯灾害问题日益严重,影响矿井的安全生产。文章利用实测瓦斯数据和地勘瓦斯地质资料,对赵固二矿一盘区的瓦斯赋存规律进行了分析,得出了该矿一盘区二1煤层瓦斯含量增加梯度为2.21mL/g.r/100m;进一步分析了影响控制赵固二矿二1煤层瓦斯赋存规律的埋藏深度、地质构造、水文地质条件和煤层露头等因素,并对矿井的瓦斯治理工作提出了建议。     

深厚冲积层多井共站冻结优化设计

为了减少深厚冲积层冻结法凿井的设备占用、降低冻结费用,基于冻结时井筒最大需冷量的变化规律,提出多井共站的冻结设计方法.研究通过合理安排各井筒的冻结开机时间,错开各井筒最大需冷量峰值,从而降低冻结站的最大总需冷量,达到减少设备装机、提高运转效率的目的.赵楼煤矿主、副、风三井筒三井共站冻结工程实践表明,多井共站冻结比各井筒单独冻结可少装机45%左右.