温控条件下已成型井壁冻结温度场分析

新疆塔什店矿区一号矿井主副风井采用普通法凿井涌水后转用冻结法施工,考虑到冻结法施工对已成型井壁存在一定影响,设计施工1圈辅助温控孔。通过对塔什店矿区一号矿井风井温控条件下冻结温度场理论图解和数值模拟,得到温控条件下冻结温度场演化规律。利用图解、模拟和实测相结合的方法,综合评定温控孔开启时机和井壁温度,为井壁保护提供参考依据。     

塔什店回风立井冻结施工方案温控孔设计优化

普通凿井施工遇到施工困难转入冻结凿井施工,在采用温控孔保护已成型井壁措施中,温控孔的设计没有规范和理论支撑。借助有限元数值模拟软件-ANSYS针对温控孔的设计进行了初步研究,总结温控孔设计方法。     

高压力大流速富水软岩地层冻结技术

高家堡煤矿风井深820m,穿越厚度达380m的高水压、大流速深厚富水软岩含水层,最大涌水量达2 219.63m3/h,采用冻结法施工。为了确保冻结封水效果,采用一次冻全深方案,并采用"三大一小"施工方式,即大直径冻结管、大盐水泵、大装机制冷量、小开孔间距。冻结孔采用外、内圈孔插花加防片帮孔的布置方式。冻结初期,快速降低盐水温度,实现了冻结壁早交圈,井筒早开挖。利用部分冻结孔,对深厚含水层裂隙进行注浆充填加固,减小地下水流速,保证了冻结效果。该井筒冻结施工所取得的成功经验,可为西部富水软岩地层冻结法凿井设计和施工提供借鉴。     

松散地层冻结造孔施工难题及对策

塔什店矿区一号矿井中央回风井前期采用普通法施工,后期采用冻结法施工,冻结深度505m,冻结孔穿越松散地层。该地层造孔施工中,部分孔漏浆严重,冻结管下放困难,对造孔施工影响较大。通过总结分析,采取了调配泥浆、灌浆钻进以及扩孔等措施,解决了上述难题,冻结孔质量均符合设计要求。     

特厚卵砾石层冻结孔造孔施工实践

冻结孔造孔施工是冻结法施工的首道工序,造孔效率与成孔质量直接影响冻结施工工期,进而影响矿井的建设周期。介绍了新疆伊犁一矿副井井筒冻结法施工中,冻结孔造孔施工穿越159.05m连续卵砾石层的施工实例。针对伊犁一矿副井冻结孔造孔施工中遇到的复杂地质问题,采取了相应措施进行处理,并对冻结孔造孔相关的施工工艺进行探讨,为复杂地质条件下冻结孔造孔施工积累了经验。     

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。     

冻结管偏斜作用下的冻结效果分析

在联络通道冻结施工中,钻孔偏斜问题一直是困扰冻结效果预测与分析的关键问题,为分析钻孔偏斜对冻结效果的影响,本文采用数值计算的方法对不同孔间距条件下的冻结问题进行了讨论。研究结果表明,孔间距与冻结壁厚度呈指数递减关系,而与冻结壁平均温度呈线性递增关系,进而通过冻结壁承载能力劣化指标进行讨论发现,当孔间距从0.6 m增长至0.8 m时,承载能力将下降22%,增长至1.0m时,承载能下降53%。相关研究结果将为类似联络通道的冻结效果预测与方案设计提供参考。     

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。     

冻结凿井快速施工

东欢坨井是一回风井,井筒直径6.5m,井深256.4m。井筒穿过的第四纪冲积层,以砂及粘土为主,共16层,总厚166m,底部有31.9m厚的卵石层与基岩层呈不整合接触,卵石层是强含水层。冲积层及风化带采用冻结法施工,冻结深度190m,冻结圈直径13.8m,共布置36个冻结孔,孔距1.204m,另打3个测温孔,其中一个作井筒检查孔。冻结壁厚度为3.49m。冻结段采用双层钢筋混凝土井壁,外壁厚0.4m,内壁厚0.7m,基岩段是0.5m厚的混凝土井壁。     

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.     

混凝土井壁水化热对白垩侏罗系地层冻结壁的影响

 根据现场实测结果,对内蒙东胜地区冻结法凿井混凝土井壁水化热对冻结壁的影响规律进行分析和探讨。获得内壁浇筑水化热对冻结壁的影响不可忽略,其影响使得井帮处正温持续时间较长,及侏罗系地层受其影响的冻结壁融化深度比白垩系地层要大200mm左右等结论。对内蒙地区冻结工法设计与施工具有重要意义。     

冻结井壁高强高性能混凝土配合比设计及应用

顾桥煤矿二水平延深工程新建进风井和回风井2个井筒,均采用冻结法凿井,冻结深度分别为472和464m。2个井筒在300m深以下均要穿过多个厚膨胀粘土层。根据2个井筒深部厚膨胀粘土层段内层井壁耐久性和防裂、抗渗要求,确定了井壁高强高性能混凝土配制思路。采用全计算方法,设计了高强高性能混凝土配合比参数。合理选择了原材料,通过试验,优选了C60、C65和C70高强高性能混凝土配合比,并应用于井壁施工,取得了良好的效果。     

Surface Pre-grouting and Freezing for Shaft Sinking in Aquifer Formations

Abstract  Special techniques are used for shaft sinking in aquifer formations. In the unstable aquifer formations encountered in Chinese coal mines, freezing is always adopted for shaft constructions in an aquifer alluvium, while surface pre-grouting is generally adopted in bedrock formations. So far, freezing has been used to construct 500 vertical shafts, comprising a total length of 80 km, and surface pre-grouting has been used in more than 150 vertical shaft sinking projects. The maximum depth of freezing is about 700 m, while the maximum depth of surface pre-grouting exceeds 1000 m.     

太湖地域百米厚层表土冻结法凿井实践

风井选择位置地点第四系垂深95．93m，总涌水量10．92m^3/h。原设计选用填砂袋打止浆垫方法凿井，实际施工失败。后改为冻结法凿井取得成功，阐述了冻结孔布置、冻结时间及冻壁强度及井壁质量影响因素4个方面的问题。总结了冻结法施工的一些成功因素。     

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。     

新庄煤矿大直径立井快速施工

甘肃新庄煤矿主立井,净直径9 m,井深790.5 m,冲积层厚30 m,冻结深度673m。井筒冻结段掘进直径最大达13.4m,每循环需出矸900m3(段高4m);井壁最厚处达2.2m,每m井壁需浇筑混凝土77.5m3。井筒冻结段掘砌施工中,采用8臂伞形钻架钻眼、甩吊桶法出矸、溜灰管下混凝土等新技术、新工艺,加快了施工速度,仅用7个月就施工到底,取得了平均月进尺超过90m、最高月进尺达110m的好成绩。     

深厚表土层冻结外层井壁受力状况的监测及分析

针对许疃煤矿中央风井深厚表土冻结凿井的技术难题,通过对冻结井壁受力状况的实时监测,获取了冻结压力、外层井壁钢筋应力和混凝土应变等数据.监测结果表明,冻结压力与深度并不一定成正比,其大小受土层层厚影响较大,且呈现出不均匀性;竖向钢筋主要承受温度拉应力,环向钢筋主要承受冻结压力引起的压应力;混凝土应变和钢筋应力的变化趋势基本保持一致.     

特厚冲积层冻结法凿井冻结壁径向位移特性研究

 为了掌握赵固矿区冻结法凿井冻结壁径向位移特征,采用数显式收敛计法对赵固一矿、二矿六个井筒进行了实测。实测结果表明：冻结壁位移特性可概括为快速增长、稳定增长和急剧增长三个阶段,要保证冻结段安全施工,井帮裸露时间应控制在第24h以内,冻结壁径向位移量控制在50mm以内;冻结壁径向位移速度与井帮温度负温值成反比。该成果对冻结法凿井具有一定的参考价值和指导意义。     

冻结井筒开挖冻结壁变形的数值模拟与分析

针对山东郭屯煤矿主井冻结深度702m,考虑地层分布特征,按轴对称模型进行计算分析.模型分为已开挖支护段、模拟开挖段、底部为下卧层三段.模拟计算开挖支护段高为2m,针对515m深度的粘土层、587m深度的粗砂层的控制地层,分别进行开挖过程中冻结壁变形的数值模拟.计算结果显示,开挖过程中冻结壁径向应力减小,冻结壁外缘达地压值;塑性应变随开挖过程发生,工作面与井帮交界处产生了径向塑性压应变;井心区径向蠕变压应变显著.     

凿井期冻结井外壁的力学模型及水平极限承载力研究

冻结井外壁浇筑后,受力状态逐渐由平面应力向广义平面应力转变,并承受急剧增长的冻结压力作用,因而确保早期水平承载力是外壁设计的关键.针对冻结井外壁的受力特点,分别基于两种混凝土强度准则,推导出了平面应力、广义平面应力、平面应变状态下外壁水平极限承载力的计算公式.研究表明:外壁水平极限承载力取决于井壁断面特征系数、混凝土应力状态、混凝土的单轴抗压强度;与平面应力状态相比,平面应变状态下外壁水平极限承载力显著提高.为确保冻结凿井工程的安全,外壁应尽量按平面应力模型或广义平面应力(如能确定值)模型而非平面应变模型开展设计,否则水平极限承载力将被显著高估.