三河口副井冻结岩层井壁结构改革

一、设计概况 三河口矿设计生产能力60万t。副井净直径6.0m,深381m。井筒穿过表土层厚53.3m。鉴于二迭系石盒子组上部地层含水丰富,冻结深度确定为井口以下162m。采用冻结法施工穿过含水岩层。原设计冻结表土段和含水岩层段均采用双层钢筋棍凝土井壁。结构见图1a,特征如表1。     

已成型井壁保护技术在核桃峪副井中的应用

核桃峪副井井筒为普通法转冻结法施工的井筒,鉴于之前类似工程出现的已成井壁因冻结而发生破坏的问题,对核桃峪副井冻结工程中上部已成井壁保护进行了深入研究,制定了详细方案,并在工程中应用实施,取得了理想效果。     

西部地区不稳定深厚岩层冻结井壁结构优化

西部地区正成为我国煤矿建设的重点地区。针对西部地区地质特点,探讨冻结井壁结构的优化途径。单层井壁是适应不稳定岩层的冻结井壁优化结构,但解决井壁漏水问题的技术途径,尚需深入研究。对于双层混凝土复合井壁,外层井壁厚度可按现行规范规定的最小厚度拟定;在不提高混凝土标号的前提下,可按井壁内缘实际的双向应力状态优化设计内层井壁材料强度,但需经过长期监测确定井壁荷载折减系数。     

顾北矿副井冻结井壁受力实测分析

为解决淮南顾北矿副井深厚表土层冻结法凿井出现的技术难题,在施工过程中对冻结壁井帮及外层井壁的温度和受力过程进行现场监测,获取了冻结井壁温度、受力和冻结压力的实测数据,分析得出深厚表土层冻结压力和井壁受力的变化规律。为冻结井壁的设计和实际施工提供了重要的指导。     

大流量高流速径流水地层井筒冻结技术

以姑山矿为例,通过改进冻结程序和利用新技术、新方法,解决了水文地质资料缺失以及高流速大流量深地层径流水造成的过水通道水流量较大,使得冷量损失过大,正常冻结壁交圈时间延长的问题,使冻结技术参数达到了设计目标,满足了充填井井筒安全开挖的条件。     

立井下部冻结施工中的上部井壁保护技术

宁东矿区麦垛山煤矿副立井和回风立井2个井筒,上部表土段及部分基岩段已采用普通法施工完毕,下部基岩含水层采用冻结法施工,上部井壁面临冻结带来的冻胀压力威胁,容易产生破坏。通过合理确定冻结设计参数、采用异径冻结管等一系列措施,成功地保护了上部井壁,为类似工程提供了经验。     

高流速地下水井筒冻结施工技术

古城矿井地处兖州市东郊水源开采基地,因地下水长期连续大量地开采,深度38~104m段冲积层最大地下水流速达到了40.08m/d。要在如此大的动态水流中顺利形成冻结壁有很大难度。为了保证井筒冻结段掘砌施工安全顺利,对高流速地下水段冲积层采取了增设1圈辅助冻结孔的加强冻结措施;同时采用减小冻结孔间距,-30℃低温盐水冻结,双供液系统,高流速盐水循环方式,冻结孔钻进施工中压浆等多种做法,使得主、副井筒冻结壁提前交圈封水,井筒提前开挖,缩短了制冷工期,节约了冻结费用,取得了明显的技术经济效益。     

冻结法凿井对已施工井壁的保护技术研究与应用

本文通过实例分析,针对甘肃陇东地区宁正矿区邵寨煤矿回风立井井筒采用普通法掘砌至564.5m处因涌水无法继续施工,采用冻结法补充施工,考虑冻结施工面临的冻胀问题可能会对已成井壁结构的影响,结合理论分析在实践中应用了既有井筒冻结施工的保护技术,通过以往类似冻结工程,采取调整冻结施工参数、改变冻结方式、利用冻结信息化施工合理控制冻结施工过程、采用释放冻胀压力、热盐水循环控制冻土径向冻结壁径向温度和控制冻结温度等措施获得良好的效果,成功的保护了已施工井壁。为类似井筒采取合理有效的措施保护上部井壁免受负温及冻胀影响带了实践参考资料和经验,为指导施工提供了科学依据。     

含水不稳定基岩段新型单层冻结井壁结构及抗渗研究

单层井壁较我国普遍采用的双层井壁结构形式有施工工期短,成本低等优点。提出了在煤矿立井穿过含水不稳定基岩段时,可采用单层井壁结构。针对单层井壁存在施工冷缝且受到地下水压力和多向应力的作用出现渗(漏)水的问题,研制出了一种用膨胀混凝土和类S形接茬方式浇筑的新型单层井壁结构形式。根据相似理论进行了井壁结构模型设计和模型试件的加工制作,并做了相关的模型试验。研究结果表明,此种新型单层冻结井壁在环向压力和竖向压力共同作用下的抗渗性能良好,所以单层冻结井壁在井壁结构施工中具有一定的可行性。     

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。     

西部地区淹水井筒冻结法施工监测分析

为了在西部地区某矿淹水井筒冻结法施工过程中,准确掌握冻土发展情况和冻土压力对上部已有井壁影响情况,对盐水温度、冻土温度以及冻土压力进行了实时监测;通过对监测数据的整理和分析,得出了淹水井筒在冻结过程中盐水温度、冻土温度和冻土压力的变化规律。分析结果表明,测温孔和泄压孔内外测温数据的结合,能更好地掌握冻土的发展规律,井筒周围的泄压孔对冻胀压力的减小有一定的效果,淹水井筒冻土帷幕形成后,通过提高盐水温度等措施,控制了冻土过快发展,冻土压力下降并趋于平缓,指导了井筒顺利排水和开挖,并保证了上部井壁的安全。     

高承压、大流速地下水对立井冻结的影响及处理

高家堡煤矿主井采用冻结法施工,在冻结钻孔施工期间,地下承压水从钻孔环形空间涌出到地面,直接影响了钻孔施工。在冻结初期和中后期,采取有效措施,克服了高承压、大流速地下水对冻结的影响,确保了井筒冻结和掘砌施工安全顺利进行,为类似地层冻结施工积累了经验。     

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。     

冻结立井壁后出水分析及处理

内蒙长城一矿东区风井采用冻结法凿井。冻结停机1个月后,井筒向下掘进时,冻结段井壁后面出现涌水,涌水量最大达60m3/h,影响施工安全。根据对壁后出水原因的分析,找到了导水通道位置。然后施工壁后探水注浆孔,采用化学注浆材料马丽散E,对导水通道进行封堵;只用了5d,就封堵住了壁后涌水,收到了预期效果。     

立井修复工程冻结监测与控制

板集煤矿主、副、风3个立井井筒成井后,发生了突水涌砂淹井事故,井壁受损,采用冻结法封水修复。通过制定科学合理的冻结监控方案,加强冻结监测和分析,及时了解了冻结温度场数据变化,掌握了冻结壁发展状况,适时调整了冷冻站冻结制冷机组运行数量,不仅满足了冻结壁厚度和强度要求,保证了各井筒排水、清淤和修复施工安全,避免了冻胀力破坏既有井壁,而且节省了设备运行费用,取得了很好的技术经济效益。     

丁家梁煤矿主井冻结壁交圈分析

丁家梁煤矿主井冻结施工期间,水文孔水位呈非常态变化,不能直观反映冻结壁交圈时间。针对这一问题,在分析测温数据的基础上,对水文孔水位、水压及出水量大小变化等情况进行分析,确定了冻结壁交圈时间;而后通过对冻结器纵向温度观测,来验证冻结壁交圈,为井筒安全掘砌提供了科学依据。     

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。     

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.     

磁西煤矿超深立井安全优质高效施工

磁西煤矿1号副立井净直径8m,井深1 341.6m,冲积层和风化基岩段采用冻结法施工,冻结深度245m;基岩段采用地面预注浆法施工,注浆深度1 355m。冲积层段采用小型挖掘机掘进,整体金属模板砌筑外壁,装配式金属模板套内壁;基岩段采用钻爆法掘进,伞形钻架凿岩,中深孔爆破,炮眼深度4.5m,整体金属模板砌壁,实现了安全优质高效施工,为超深立井施工积累了经验。