地层冻结技术新进展

近年来,我国地层冻结技术研究与工程施工技术取得了新进展,立井冻结冲积层最大厚度和深度都接近千米,冻结设计理论有所创新,冻结设备和设施有很大进步.回顾了过去的成就,提出了今后研究方向和课题.     

深厚冲积层冻结井筒防冻结管断裂技术

通过对近十年来冻结法凿井的冻结设计理论和工程实例进行分析总结,认为我国华东地区冲积层厚度超过400 m厚的冻结设计缺少统一的理论指导和大量的实验研究,造成方案设计五花八门,冻结管断裂时有发生.因此,只有通过精心冻结设计,严格的施工过程控制,才能实现不断裂冻结管和冻结施工安全,确保井筒安全、快速、连续施工.     

冻结凿井技术研究进展与存在的问题

简要回顾了我国近10年来深厚冲积层冻结凿井技术的研究进展情况,分析了目前深厚冲积层冻结凿井工程设计与施工中存在的主要技术问题及其产生原因.在此基础上,对深厚冲积层冻结凿井技术研究工作提出了建议.     

深厚冲积层冻结法凿井冻结参数设计与施工技术

刘庄煤矿东风井穿过的冲积层深、黏土层厚和膨胀量大,针对其冻结法凿井冻结壁设计难题,通过深入分析工程水文地质条件,提出采用三圈孔冻结方案。根据冻结法凿井原理,结合两淮矿区设计和施工经验,进行了刘庄煤矿东风井冻结法凿井冻结参数设计和优化,并在工程中精心施工,确保了刘庄东风井冻结法凿井安全、高效完成,可为深厚冲积层冻结法凿井的设计和施工提供参考。     

地层冻结技术40年

论述人工地层冻结技术在我国煤矿凿井和其它部门地下工程应用４０年来的成就、技术现状和急待开发的问题。     

深厚冲积层冻结新型井壁结构

介绍了冻结井筒采用泡塑板可缩性井壁结构、泡塑板设置位置、内外壁荷载计算和配筋设计的计算方法.     

万福煤矿主、副、风井冻结施工技术

万福煤矿主、副、风3个立井是目前世界上穿过冲积层最深的冻结井筒,冻结设计与施工难度大。3个井筒施工中,无一冻结管断裂,实现了井筒冻结段安全、快速、优质施工。对3个井筒冻结设计与施工技术做了梳理总结,为类似矿井冻结设计与施工提供了经验。     

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。     

我国冻结法凿井技术的现状与成就

介绍了国外冻结法凿井概况,以及我国1955—2010年冻结法凿井技术推广应用、施工规模、冻结深度的发展等情况。叙述了深井冻结法凿井技术的现状及其设计理论、施工技术取得的新成就,并提出了改进井壁结构、强化冻结等方面的建议。     

深厚冲积层立井冻结法凿井技术

麻家梁煤矿副立井净直径9.3m,井深537m,冲积层深276.5m,风化基岩段厚20m。冲积层下部有厚度较大的高岭质粘土层,含水率小,蠕变特性显著。冲积层及风化基岩段采用冻结法施工,冻结深度348m。简要介绍了井筒冻结方案设计、冻结工艺、冻结效果监测及施工情况。     

顾桥主井厚冲积层冻结法凿井施工技术

结合顾桥煤矿主井冻结段的冻结工程与凿井工程施工的成功经验,探讨了深厚冲积层冻结法凿井安全快速施工的几个问题。     

冻结地层爆破施工的技术与安全

对冻结地层钻爆施工中的机具冷冻、钻眼工艺对冻结管的影响、光面爆破和冻结管的偏斜等工艺技术与安全问题进行了分析讨论，并提出了对策与建议。     

立井冻结法通过世界最深冲积层施工技术

万福煤矿副井净直径7.0m,井深894.368m,冻结深度840m,冲积层段最大荒断面约118m2,井筒冲积层厚度754.96m,是目前世界上冲积层最厚的井筒,建井难度为国内之最。工程自2015-07-01正式开挖以来,通过采取一系列得力措施,克服了冲积层超厚、深部膨胀黏土层冻结压力大等不利因素,精心组织,科学施工,于2016-04-18完成了冻结冲积层段外壁掘砌施工任务,所积累的施工技术经验具有很高的推广借鉴价值。     

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。     

李粮店煤矿800m深冻结法凿井技术

李粮店煤矿副井深780.5m,冲积层厚481.49m,采用全深冻结方案,冻结深度800m,是我国目前较深的冻结井筒之一。简要介绍了井筒井壁结构和冻结方案设计,以及安全快速施工情况。     

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。     

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。     

中国冻结法凿井理论与技术综述

介绍中国冻结法凿井60余年发展经历的引进消化、探索改进、完善提高、创新攀高四大阶段,阐述中国在深厚冲积层冻结段井壁结构、井壁用C60~C100高强高性能混凝土、冻结壁设计理论体系、多圈孔冻结工艺、冻结壁形成特性工程预报与调控、冻结壁径向位移实测与掘砌段高调控、冻结段安全快速施工等关键理论与技术成就和现状,这些构成具有中国特色的深厚冲积层冻结法凿井理论和技术体系。还对冻结壁设计理论和发展、井壁结构设计与应用、冻结壁温度场理论与应用技术、深部立井基岩冻结和斜井冻结技术等方向存在的问题进行了展望和建议。