液氮冻结技术在煤矿立井施工中的应用

为了解决扎赉诺尔煤业公司灵东煤矿在立副、风井施工过程中水文管异常出水的问题,采用液氮快速冻结工艺进行封水。从冻结管和地面冻结系统的布置、冻结系统的保温、液氮的运输和存储、冻结系统的预冷、冻结过程的控制等方面,详细介绍了液氮快速冻结方案。根据现场实际情况,介绍了冻结补孔方案,并给出了液氮冻结效果的判定标准。详细阐述了风井水文孔、副井水文孔及风、副井补孔内的液氮冻结施工方案。液氮快速冻结方案实施后工作面实际揭露的情况显示,以冻结管为中心,形成了?2.0m的冻结圆柱体,且水文管内的水全部冻结成实冰,完全达到了预期的效果和目的。     

液氮冻结管内沸腾段分布特征的试验研究

为获得液氮冻结管内沸腾段的分布特征,采用在供液管上开孔的冻结管结构,进行了现场冻结试验,通过布置在冻结管内的测温管,测试了液氮冻结过程中冻结管内的温度,获得了冻结管内沸腾段的分布特征,得出以下基本结论：采用供液管上开孔的冻结管结构,冻结管内出现液氮沸腾状态时,冻结管出口氮气温度较传统液氮冻结的出口温度低。随着液氮灌注量的增加,在供液管开孔段上部位置首先出现液氮沸腾段,并逐渐向下延伸,直至下部冻结管全部进入沸腾段,而上部未开孔的范围内较难获得液氮沸腾状态。由于不同位置液氮气化量的差异,造成液氮沸腾段内形成的冻结壁均匀性较差。研究结果表明,调节供液管上的开孔范围和液氮供应量,可以有效控制冻结管内沸腾段分布范围,提高液氮利用效率,发挥液氮快速冻结的优势。     

液氮冻结法在含流水地层斜井封水中的应用

为了快速修复某矿斜井流水地层中冻结帷幕的缺口,基于液氮低温高效原理,提出了采用液氮冻结技术对含流水砾石层实现快速冻结的方案,采取了加大液氮供液管在流水砾石层位置的开口密度、增大液氮流量、调低回气温度等措施来保证砾石层冻结帷幕的交圈。测温数据表明:积极冻结110 h后,测1孔24 m层位温度降至-31.3℃;积极冻结160 h后,A1孔24 m层位温度降至-10.3℃。冻结结束后,井下抽水,水位不变。     

刘庄矿主井冻结水文观测孔异常出水处理

刘庄煤矿主井并筒在冻结段施工过程中,掘进累深28.4 m处井筒水文孔异常出水。通过水质分析,确定出 水原因,对水文孔实施注浆封堵措施,保证了冻结施工的安全。     

井筒冻结圈出现冻结“窗”的原因与处理

新集二矿井筒冻结段挖掘中,由于出现冻结“窗”,其冻结圈内水文观测孔发生出水后,采用不同的方法查出原因,通过处理,重新冻结交圈,保证了井筒挖掘安全。     

冻结井简水文观测孔水位变化分析

水文孔作为报道冻结壁交圈的最重要的手段,经常会遇到报道迟缓、不溢水等情况.结合某矿井副井浅、深水文孔水位变化,寻找变化的原因,分析了浅水文孔不溢水及深孔水位波动大的情况,归结为滤水层水流速大以及冻结壁交圈初期强度不够.     

液氮超低温快速冻结技术

液氮冻结是在不稳定含水土层中进行施工的一种有效手段。煤炭部山东兖州矿区会战指挥部等有关单位共同在兖州矿区进行了试验,探索液氮冻结技术在矿井建设中的应用。氮在自然界中分布很广。氮气在常压下,-195.8℃时就变成无色透明、易于流动的液体。由氧气厂生产的液氮,用槽车运到工地后,注入冻结管路中,冻结管周围的土层温度迅速下降,在每     

盾构出洞液氮冻结加固技术实践研究

以杭州地铁1号线武林广场站盾构出洞施工为例,介绍液氮冻结技术在盾构机出洞施工中,从液氮冻结设计、冻结孔钻进、冻结系统运转到冻结管拔除的全过程。通过对测温数据的整理和洞门处探孔检验分析,冻结效果达到了设计要求,盾构机顺利出洞。     

田庄煤矿单体支柱作岩帽快速封堵奥灰出水技术

田庄煤矿主采下组石炭系薄层16、17层煤,开采煤层底板下伏十三、十四、奥灰承压含水层。为实现矿井对底板承压含水层的观测及矿井联合抽放水试验要求,井田32.07km2内施工奥灰水文长观孔20余个。水文孔因使用年限长、受矿压破坏,套管断裂、底鼓出水现象在全国各个矿山中时有发生。田庄煤矿利用单体支柱作岩帽,实现快速有效的封堵奥灰出水,开创了快速封堵奥灰出水的新思路。     

井筒冻结孔环形空间水害治理及效果评价

采用全深冻结法施工的井筒在冻结壁解冻后,冻结孔与冻结管外的环形空间极易成为导水通道,严重威胁矿井安全。钱营孜矿西风井采用全冻结法施工,井筒施工到井底水仓时,由于上部局部含水层解冻出水,总涌水量达到25 m~3/h,大量水"岩"的流失,造成井筒底一侧沿冻结孔向上冒落形成很大的空洞。通过调研、分析,采用"点对点割裂"注浆法,采用分段(次)、深孔注浆,有效的治理了冻结孔环形空间的水害,出水通道得到有效的封堵、围岩得到明显加固,井筒总涌水量降至0.5 m~3/h以下。     

液氮冻结法更换盾构尾刷的施工监测分析

 盾构尾刷更换的圆环柱状地层冻结加固施工不同于常规的地铁工程冻结施工。基于杭州庆春路过江隧道工程实例,对承压水地层条件下尾刷更换的液氮冻结法设计和液氮去回路温度、土体温度场、管片温度及解冻后的温度等施工监测数据进行了分析。分析表明,所采用的冻土帷幕符合盾构尾刷安全更换的施工条件,为类似地质条件下的盾构尾刷更换提供了新的思路。     

神木输水工程竖井冻结监测分析

神木县输水工程竖井冻结法施工中,对冻结盐水温度、冻土温度、水文孔水位等方面进行了跟踪监测;通过对监测结果进行分析研究,获得了冻结盐水温度、冻土温度、水文孔水位等变化规律,在此基础上提出了竖井冻结施工的建议。研究成果可供其它工程参考。     

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.     

皖北刘桥一矿边界断层富导水性及其成因机制

刘桥断层受多期构造运动的叠加作用,其含水性和导水性对矿井涌突水具有明显的控制作用.通过对刘桥断层抽水试验结果、构造水文孔流量测井结果、断层两侧水文观测资料和瞬变电磁资料分析,认为刘桥断层的导水性在垂向和水平方向上具有明显的差异,初步将刘桥断层的富水性划分为四个区段,对于预防矿井涌突水具有重要指导意义.     

祁连山区永冻地层钻探工程施工方法

通过对高海拔地区永久冻土层的冻结因素和岩心钻探孔内复杂问题的技术分析,从钻孔结构和钻进方法的选择、低温耐寒聚合物冲洗液的选型和配制等方面探讨了在永冻地层钻探施工预防孔内冻结事故和由于孔壁岩石吸热融冻而发生坍塌、缩径、漏失事故等必须解决的关键问题。     

破损水文观测孔涌水封堵技术在高河矿的应用

针对高河矿奥灰水文观测孔空水管锈蚀断裂漏水严重的问题,分析了存在的问题,制定了钻孔涌水封堵技术方案及相应的注浆施工工艺,并进行了为期7天的井下试验。封堵注浆压力达到6 MPa,使用注浆水泥50 t,水泥浆液凝固良好,注浆阀门打开后无出水现象。     

液氮冷源外置式天然气水合物孔底冷冻绳索取样器的研制

针对天然气水合物存在环境和性质的特殊性,研制了新型天然气水合物孔底冷冻取样器。取样器采用冷源外置式,通过绳索取心方式,实现孔底冷冻岩样。介绍了新型取样器的冷冻方式、工作原理和主要结构特点。     

超埋深地铁联络通道冻结法设计与施工

上海市轨道交通12号线工程复兴岛站—利津路站区间2号联络通道及泵站工程,超埋深,地质条件复杂,设计与施工难度大。施工方案经过充分论证和精细设计,采用水平冻结加固+矿山暗挖法施工,冻结壁受力计算采用有限元和结构力学两种方法,冻结孔采用双向对打的布孔方案,强力水平钻机钻孔,最后进行融沉注浆和管片后注浆。工程安全可靠,效果较好。