超厚粘土层冻结壁与井壁温度场实测研究

张集煤矿副井井深280.52~449.69m段有一单层厚度达169m的超厚粘土层,以膨胀性厚粘土为主,为目前国内穿越单层粘土最厚的立井。根据该井筒内、外层井壁厚度及混凝土强度等级的不同,共布置6个监测水平,对粘土层冻结壁与井壁温度场进行了实测研究。结果表明,受混凝土初期水化放热与冻结管冷量供应的影响,外壁温度变化曲线明显呈现3个阶段,即线性快速增长阶段、非线性快速下降阶段和趋于稳定阶段。冻结壁内部温度变化趋势相对较平缓,始终处于负温状态。邻近井帮冻土在外壁混凝土浇筑后的2d内,达到最大融化距离,为200mm左右。邻近井帮融土在外壁混凝土浇筑后的12~14d内,首先进入负温状态,即产生回冻现象。在冻结壁与外壁间铺设泡沫塑料板,可在一定程度上减小混凝土水化放热与冻结管冷量供应间的相互影响。     

冻结井筒大体积混凝土井壁温度场实测研究

营盘壕煤矿副井井筒采用全深冻结法施工。井筒内壁浇筑施工中,通过对3个水平温度的现场实测,分析了井壁温度场变化规律。结果表明:大体积混凝土浇筑后,产生大量水化热,导致内壁温度上升,1.25~1.5d左右,温度达到峰值,最高达到86℃。水化热传递到冻结壁,导致冻结壁温度上升,最高达到21.9℃,升温幅度23.4℃,壁后冻土局部开始融化,最大融化距离达1 920mm,对井壁稳定性造成不利影响。之后,在冻结管盐水循环产生的冷量与水化热共同作用下,内壁及冻结壁温度开始下降。至浇筑后35d左右,内壁稳定在正温状态,对内壁混凝土早期强度发展有利。     

西部侏罗系深基岩立井冻结温度场实测与分析

为掌握西部侏罗系地层深基岩立井冻结温度场发展规律,根据新街矿区红庆河煤矿二号风井井壁厚度及混凝土强度等级的不同,布设各监测水平,对冻结法凿井期间井壁与冻结壁温度进行现场实测,得到了该地区在特定条件下的温度场变化规律。结果表明,壁座大体积C70混凝土浇筑后,30~36h内水化热达到峰值,测到的最高温度为71.32℃,升温速率基本为40℃/d,降温速率为4℃/d左右。外壁温度变化可分为3个阶段,即线性急速上升阶段、非线性快速下降阶段和趋于稳定阶段。混凝土配合比决定了水化热的升温强度,井壁厚度决定了水化反应的时间跨度。     

混凝土水化热对白垩系地层井壁与冻结壁温度影响的实测研究

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明:外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大可达68.4℃,且粗粒砂岩受水化热影响的温度上升速率大于细粒砂岩;大量水化热使两监测水平保持了较长的正温养护时间,对外壁混凝土早期强度增长有利;同时,释放的水化热使冻结壁出现大范围升温以至局部融化(融化深度达305 mm),对冻结壁的强度造成不利影响。通过分析和探讨水化热对井壁及冻结壁的影响规律,对西部白垩系地层井筒冻结工法设计与施工具有重要意义。     

雅店煤矿副立井预埋注浆管壁间注浆实践

雅店煤矿副立井井筒冻结段设计为钢筋混凝土双层井壁复合支护,在外壁掘砌施工到388.5 m位置时,进行内壁浇筑工作,在内壁浇筑过程中预埋了注浆管,在内壁浇筑整体完成后利用预埋的注浆管进行了壁间注浆,及时有效的充填了内外壁之间存在的缝隙及外层井壁接茬缝和内壁存在的施工缝,确保了冻结双层井壁段范围内无涌水现象,大大提高了井壁施工质量。     

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。     

冻结井外层井壁混凝土水化热对冻结壁的影响规律研究北大核心

为了得到冻结井外层井壁混凝土水化热对冻结壁的影响规律,采用现场实测与数值计算方法对淮北青东煤矿东风井外层井壁浇筑混凝土期间冻结壁的冻融情况进行了分析。结果表明:井壁混凝土浇筑后10 d内为冻结壁急剧升温阶段,冻结壁达到最大融化深度;水化热使得黏土层位冻结壁井帮升温至20℃以上,升温幅度达25℃以上,黏土层位最大融化深度达到334~358 mm,黏土层位最大融化深度是细砂层位的4.0~4.5倍;在保持冻结孔正常的供冷条件下,井壁混凝土浇筑26 d后,融化的冻结壁完成回冻,因此井壁混凝土有充足的正温养护时间,不会影响其早期强度;井壁混凝土入模温度与冻结壁融化深度呈指数函数变化的非线性关系;冻结壁与井壁之间的聚苯乙烯泡沫塑料板可有效的减小深部地层中井壁混凝土水化热对冻结壁的影响,保证冻结壁不会因水化热的影响而融化深度过大,从而有效的保证了施工过程中冻结壁强度与稳定性。     

混凝土水化热对白垩系地层冻结壁温度场影响的实测分析

为了了解外井壁混凝土水化热对白垩系地层冻结壁温度场的影响规律,通过对新庄煤矿回风立井冻结壁的两个地层进行温度的现场监测,分析监测数据得到:外井壁混凝土浇筑后,两个地层的冻结壁内侧温度迅速升高,监测点处的温度最高点达到15.8℃;随着深度的增加,混凝土水化热对冻结壁的影响范围增大,但冻结壁维持正温的时间减少;在混凝土水化热的作用下,冻结壁的融化深度介于250~600mm之间;水化热的减少及融化区的水热在温度梯度的作用下大量向冻结区迁移,致使冻结壁内侧高温部分的温度迅速下降。     

冻结井筒高强混凝土水化热规律研究

为了研究冻结井筒高强混凝土水化热规律,对井壁高强混凝土的水化放热规律作了试验研究,并结合有限元数值模拟分析发现:混凝土水化热对冻结壁的影响范围在0.5 m以内;井壁混凝土在浇筑后25～40d才进入负温养护,深冻结井井壁高强高性能混凝土的水化热最高温升一般发生在20～35h,比水利工程等大体积普通混凝土的最高温升提前了3～4d.     

冻结井壁混凝土温度场本构模型研究及应用

冻结井壁温度场分布情况复杂,并且受到井筒内空气、冻结壁等周围环境等因素的影响。考虑井筒内空气、冻结壁以及井壁厚度等影响因素,通过改进混凝土绝热模型,引进λ,m和n等参数,建立了混凝土井壁温度场本构模型。以营盘壕井壁温度实测数据为例,进行混凝土井壁温度场模型参数反演,并将得到的预测值与实测值进行对比分析,得出冻结井壁温度场分布以及随龄期的变化规律。研究成果对冻结井壁设计与施工有参考价值。