赵固二矿西风井深厚冲积层冻结方案设计研究与应用

针对赵固二矿西风井冲积层深度超过700m,国内外类似立井施工经验少,冻结设计指导原则不统一的难题,通过分析总结已施工的深厚冲积层冻结井筒在施工过程中存在的问题,选择强化深厚冲积层冻结壁外侧冻结强度的冻结设计指导原则,采用以外圈为主冻结孔和按冻结孔功能分类布置的布孔方式,结合冻结壁形成特性综合分析方法对设计方案实施效果进行预测和优化,设计了赵固二矿西风井的冻结方案,并提出了井帮温度调控目标曲线。在冻结与掘砌相互配合所创造的良好施工条件下,该井冲积层段外壁掘砌平均速度达到87.1m/月。     

赵固二矿主井冻结快速施工技术

介绍了赵固二矿主井冻结方案和穿过冻结土层、膨胀粘土层以及壁座所采取的施工方法,在冻结土层段提出了整体模板悬挂技术及其设计原则。通过在冻结段采用整体模板悬挂快速施工技术,不仅加快了赵固二矿项目建设速度,节省基建投资,同时也保证了凿井的施工安全,该快速施工方法也为类似矿山提供施工经验。     

特厚冲积层冻结法凿井井壁位移实测研究

冻结壁径向位移实测是掘砌过程检验冻结壁稳定性的重要依据,而检测控制冻结壁径向位移是防止冻结管断裂和外层井壁压坏的重要措施.为了保证特厚冲积层冻结法能顺利施工,赵固二矿进行了冻结壁径向位移实测.对赵固二矿冻结壁径向位移的实测研究,为防止特厚冲积层冻结法凿井冻结管断裂和外层井壁压坏提供了重要的依据.     

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。     

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.     

立井冻结段金属块模套内壁施工

赵固二矿副井井筒采用冻结法凿井,冻结段599.5m内壁采用金属块模倒模法施工,套壁速度平均13m/d,最快19.2m/d,工程质量优良,安全无事故,实现了安全、优质、快速施工。     

深井特厚冲积层冻结法凿井井壁结构设计

赵固二矿西回风立井穿过以黏土层为主的冲积层厚度704.60 m,采用冻结法施工,冻结深度783 m,穿过的冲积层厚度和冻结深度均位居国内前列;如何科学地进行井壁结构设计,成为能否保证井筒工程质量的关键。结合工程实际,阐述了深井特厚冲积层冻结井筒井壁设计过程及井壁结构设计关键技术。     

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。     

高强度高性能混泥土在赵固一矿深井井硐中的应用

针对赵固一矿西风井井硐采用普通标号混泥土施工存在用料多、开挖和冻结壁厚度大、工程成本高等问题,提出采用C70～C100高强高性能钢筋混凝土井壁结构型式,并在施工过程中采取严抓原材料质量、配料精度、施工工艺及施工质量管控等措施,现场应用结果表明:混凝土强度达到设计要求,井壁厚度减少200 mm,减少井筒开挖和井壁混凝土2 700 m~3,为深厚冲积层冻结凿井井壁施工应用C100高性能混凝土提供重要的实践经验。     

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。     

深厚冻结井壁壁间前注浆机理与应用

实测了焦作煤业(集团)有限责任公司赵固一矿526 m深厚冲积层冻结井内、外层井壁温度.研究得出,在套内壁结束至冻结壁解冻透水前,有2个时间段壁间处于正温度状态,能实施透水前壁间注浆.前注浆的井壁密实度高,井壁结构整体性强,能有效防止解冻后壁间充水,改变后注浆的由内层井壁单独承载水压为井壁全厚承载水压的作用.基于前注浆井壁作用机理提出并采用“按前注浆压力计算内层井壁厚度”的新方法,优化了副、风井井壁厚度设计,比初设按常规的静水压力计算选取内层井壁厚度减薄150和100 mm.研究和工程应用表明,前注浆能充分发挥井壁的整体作用能力和强度.     

超深厚冲积层立井冻结爆破快速掘砌施工技术

以赵固二矿西风井工程为背景,从冻结方案设计、钻爆施工、装岩提升与排矸、井壁浇筑、施工组织及监控量测等方面,详细阐述了超深厚表土层冻结爆破快速掘砌施工技术。现场采用多圈冻结管对深厚表土进行冻结,实现不同地质条件下冻结温度的动态调控,为爆破掘进提供最恰当的冻土条件|不断优化爆破方案,辅以振速安全监控,实现冻土爆破的快速进尺与良好的爆破效果|根据土压力与工程结构受力情况,适时调整混凝土强度等级,保证竖井的稳定性|采取项目部管理法,以工程安全质量为前提,实现工程最短施工时间,达到最优经济效益|外壁施工采用“滚班制”,内壁施工采用“三班制”的作业制度,实现了深大竖井的快速掘进。     

园子沟煤矿东翼回风立井冻结法施工技术

根据园子沟煤矿东翼回风立井工程地质和水文地质条件，结合矿井及周边矿井井筒冻结法施工经验，提出园子沟煤矿东翼回风立井采用冻结法施工，确定了冻结深度、内外层井壁厚度、壁座厚度与高度及井壁配筋等相关施工技术参数，并介绍了冻结法施工中铺设泡沫塑料板与塑料夹层、井壁后与井壁间注浆等相关辅助措施和施工期间注意事项，为井筒安全快速施工提供了有力的技术支撑和科学保障。     

特厚黏土层冻结压力研究与应用

实测了河南赵固一矿主、副、风井197～507 m共7个黏土层的冻结压力。测试结果表明,冻结压力随测层埋深增大,同一层位的冻结压力呈非均匀分布,局部存在较高的集中应力。分析了特厚黏土层冻结压力变化规律及显现特征。应用黄金分割理论确定测层冻结压力值,提出了不同深度冻结压力参考值。     

大断面岩巷快速掘进技术在赵固二矿的应用

总结了焦煤公司岩巷掘进技术现状,结合赵固二矿的现场施工情况分析了影响大断面岩巷快速掘进的主要因素,最终确定采用"三小"爆破、连续运输和平行作业相结合的技术进行岩巷掘进。现场实践证明,该技术在确保施工安全的前提下,提高了赵固二矿辅助运输大巷的掘进速度,取得了较好的应用效果。     

东荣三矿冻结段井壁破坏原因简析

介绍了东荣三矿主井、副井、东风井三个井筒冻结段井壁的施工及破坏情况,并针对破坏的原因进行了分析,同时对冻结段的井壁结构型式提出了建议。     

赵固一矿特厚冲积层冻结技术方案探讨

介绍焦作矿区赵固一矿518～524m冲积层冻结方案设计。通过冻结深度、冻结壁厚度和安全掘进段高计算公式、方法、基本参数、冻结孔布置方式、冻结工艺等优化、冻结壁稳定性nac-3D数值分析、冻结壁形成状况预测等综合分析法,提出的冻结方案和主要参数科学合理,冻结壁强度和稳定性能较全面地满足特厚冲积层冻结凿井的要求。