深厚冲积层冻结法凿井工程设计及其应用

针对丁集矿井深厚冲积层的特点,提出了采用三圈孔差异冻结的冻结方式,给出了深厚冲积层中采用冻结法凿井的冻结壁厚度、盐水温度、井帮温度、冻结孔圈径和开孔间距等关键因素的设计参数;通过信息化施工监测,得到了冻结壁的形成速度、温度场分布和冻结壁的变形实测数据;这些数据可为深厚冲积层冻结法凿井工程的设计提供参考依据.     

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。     

立井井筒冻结施工质量控制

煤矿立井井筒建设采用冻结凿井施工法由来已久,由于冻结法凿井适用范围广、安全系数高,尤其是冲积层埋深较大和含水地层更是优选凿井支护方法,在全国各地被广泛采用。宁夏地区作为我国重要的储煤重地,冻结凿井法在红一煤矿的运用尚属首例。冻结凿井施工法在本工程的成功使用,将拓宽当地煤炭资源开采的程度。通过分析3个井筒的冻结过程,总结冻结过程控制关键步骤,为后续开展施工的类似工程提供参考,为西北地区矿井建设探索一条新的途径。     

深厚冲积层冻结孔布置及井帮温度设计探讨

根据近年来我国深厚冲积层冻结法凿井的科研成果,结合赵固一矿副井、泉店风井、李粮店副井、龙固北风井等冻结凿井施工和科研实践,分析深厚冲积层冻结孔布置及井帮温度设计对冻掘工程配合的影响,探讨深厚冲积层冻结孔布置方式及井帮温度控制的合理性,解决深厚冲积层主冻结孔圈布置位置、井帮温度变化等设计问题,进而缓解冻掘矛盾,降低冻结和掘砌工程成本,实现深厚冲积层冻结凿井的安全快速施工。     

深厚冲积层冻结法凿井井壁设计中冻结压力取值探讨

我国冻结法凿井井筒先后穿过500m、600m、700m冲积层,现有规范只有小于500m冲积层的冻结压力取值方法。冻结压力是外层井壁强度和厚度设计的主要计算荷载,研究确定大于500m冲积层冻结压力标准值取值,对外层井壁科学合理设计和井壁安全施工具有重要的理论和现实意义。文章基于国内对深厚冲积层冻结井冻结压力实测结果分析研究,提出大于500m深厚冲积层冻结井外层井壁设计中冻结压力标准值取值方法,可供外层井壁结构设计和施工参考。     

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.     

厚600m以上冲积层冻结壁厚度设计方法研究

冻结法凿井是井筒穿过厚600 m及以上冲积层的主要凿井方法,冻结壁厚度设计计算方法是深厚冲积层冻结法凿井必须要攻克的难题之一。且深厚冲积层冻结壁厚度计算公式中涉及的相关参数难以确定,无法在工程中设计应用。结合赵固二矿西风井厚704.6 m冲积层冻结法凿井工程实践,提出厚600～1 000 m冲积层冻结壁设计时可采用经典的多姆克计算公式、维亚洛夫—扎列茨基有限段高塑性计算公式分别计算砂性土层、黏性土层冻结壁厚度,并提出计算公式中掘进段高、冻土抗压强度等关键参数取值方法。提出厚600 m以上冲积层冻结法凿井深部采用爆破掘进时,应将爆破掘进段高作为计算段高代入维亚洛夫—扎列茨基有限段高塑性计算公式,从而计算得到正确的黏性土层冻结壁厚度。针对深部不同层位地层冻土抗压强度试验值具有很大离散性的特点,提出冻结壁设计要从安全性、先进性、经济合理性的角度综合考量,系统分析冻土、非冻土抗压强度试验特点和深厚冲积层冻结段掘进工艺特点,冻土计算强度选取应区分均值与低值,均值用来计算各层位一般状态下的冻结壁厚度,低值用来核算层位最不利情况下的冻结壁厚度。提出合理发挥掘砌段高调控对冻结壁稳定性的影响作用,确定深厚冲积层黏性土层控制层位冻土计算强度取值和冻结壁设计厚度。设计方法在工程实践得到验证,取得安全优质、经济合理、快速施工的效果,科学指导了施工。     

深厚冲积层冻结法凿井冻掘配合问题探讨

深厚冲积层冻结法凿井施工中,冻掘矛盾一直比较突出。结合我国已竣工的穿过冲积层厚度675.6m的龙固北风井冻结法凿井实践经验,分析深厚冲积层井筒冻结方案和掘砌施工相关问题,介绍了深厚冲积层冻掘相互配合的工程经验,并提出相应建议,可为井筒冻结设计和掘砌施工提供借鉴。     

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁关键技术分析

针对特厚冲积层中冻结法凿井外层井壁设计和施工中面临的关键技术难题,论文从冻结压力取值、提高井壁强度、外壁养护条件、高强混凝土应用几个方面进行了分析研究,提出了特厚冲积层中冻结法凿井在外壁设计和施工中应注意的一些关键技术问题。     

郭屯煤矿主井冻结法凿井信息化监测技术研究

郭屯煤矿主井冻结冲积层厚度为587.5 m,是目前世界上冻结冲积层厚度最大的井筒.凿井过程中,为保证冻结壁和井壁安全,实现安全快速施工,开展了信息化施工技术研究.通过现场实测,获得了凿井过程中上部已成型外层井壁段的温度、受力与变形,掌握了深部冻结井壁的径向荷载、钢筋轴力、混凝土应变的变化规律.在此基础上,评价冻结壁和井壁的安全状况,为凿井过程中的工程决策提供了科学依据.实测成果表明,冻结井筒外层井壁径向荷载受深度、土层特性、冻结情况和井壁结构等因素的影响.本文成果对于深厚冲积层建井工程有重要意义,为探索深部(冻)土的力学特性积累了丰富资料.     

冻结法施工联络通道临时停冻对冻结施工的影响

目前在地铁联络通道冻结法施工中,对于因短暂时间停电、设备故障等原因造成的停冻影响,按有关规定,需延长2倍积极冻结时间,易于造成工程延期1~2d。北京地铁6号线玉带河大街站—郝家府站区间2号联络通道冻结过程中,因更换供液管而导致停冻。通过对停冻时的实测数据分析,结合数值模拟计算,得出了小于8h的短时间停冻对冻结施工基本无影响的结论,从而减少了非必要冻结时间,降低了人工和时间的不必要消耗。     

冻、注平行作业对冻结施工的影响

邢东矿主井采取冻结与地面预注浆平行的作业方式,可以显著缩短井筒施工工期。但在具体实施时,应考虑注浆对冻结施工的影响问题,选择比较稳定的地层作为冻结与注浆的交接段,并宜采用完成冻、注交接段地层注浆后再进行冻结孔钻进的施工顺序。     

冰冻取样技术

环境变化对人类生存空间的影响越来越大，而记载环境变化的最好记录就是湖泊、水库等水域底下的沉积物。冰冻取样技术是获取这些沉积物的关键，它对于准确分析环境变化状态、环境污染机理、以及寻求有效的环境保护措施等具有非常重要的作用。主要介绍该技术方法的原理、工艺及操作注意事项等。     

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.     

快速高效冻结技术在立井井筒冻结施工中的应用

山西霍尔辛赫煤矿风井井筒冻结施工中,应用现代信息化施工技术,加强对现场实测数据的分析,合理调整不同施工阶段的冻结供冷量和冻结孔盐水流量,使冻土发展速度同井筒掘砌进度相匹配,为凿井施工创造了良好条件,同时降低了冻结成本,实现了井筒快速、高效冻结的预期目标.     

天然气水合物孔底冷冻取样器室内冷冻试验能量计算与分析

针对以干冰作为冷冻剂、酒精作为载冷剂的天然气水合物孔底冷冻取样方法,提出干冰与酒精用量的计算方法。计算出在干冰双层保冷的方式下,干冰与酒精的用量。通过实验与计算机模拟分析,验证该计算方法的可行性。针对试验过程中出现的问题,提出对试验装置的改进,为取样器的设计提供参考。     

3排冻结管冻土壁温度场分析

以单排冻结管实测数据为依据，用有限元方法对3排冻结管方案进行了模拟。分析了3排冻结管冻土壁厚度、平均温度与冻结管间距、冻结管排距、内排冻结管布置圈半径、冻结时间等因素间的关系，并得出了相应的回归公式，为合理选择3排管冻结方案，确定冻土壁设计参数提供了新的途径。     

立井冻结砾岩段爆破

许楼矿主井在巨厚冻结砾岩段施工中,采用控制爆破技术,精心组织,取得了月成井超百米的好成绩.     

水平冻结帷幕冻结效果的同位素示踪测试分析

以天河客运站折返线暗挖隧道水平冻结工程为例,介绍了示踪测试分析方法在冻结效果检验上的应用。对冻结帷幕边的2个示踪孔进行了单孔流速和流向测试,并利用这2个孔与帷幕中心的水文观测孔进行了连通试验。分析认为,天河客运站2号竖井坑道渗水已经对折返线冻结区附近地下水产生了影响,但尚在规范规定的允许范围内;冻结区的冻结效果总体上是好的,但应密切注意北段的冻结发展趋势。     

深厚表土层冻结井筒冻结壁内压力实测研究

对深厚表土层冻结井筒初始土压力以及冻结过程中不同位置、不同深度、不同土层的冻结壁内部压力进行了现场实测研究,对我国深厚表土层冻结井筒设计和施工具有重要意义。