冻结壁融化过程中温度场数值模拟分析

通过使用ANSYS有限元分析软件,对深厚冲积层冻结壁融化过程温度场进行了数值模拟分析,对比分析发现,测温孔温度数值模拟结果与实测结果较为吻合。据此,对测温孔模拟曲线进行了拟合,得到在深厚冲积层冻结壁融化阶段测温孔的温度时间曲线可以用幂函数来表示。     

查干淖尔矿风井冻结温度场分析

采用ANSYS软件对查干淖尔矿风井冻结法施工的冻结温度场进行数值模拟,根据测温孔测得的温度数据,对冻土热物理参数进行了参数反演,获得了符合工程实际情况的冻土热物理参数,基于反演得到的最优参数,预测分析了井筒开挖层位的冻结壁平均温度、冻结壁平均厚度、井帮温度、冻结交圈时间等设计参数,为井筒的施工提供了科学的指导作用。     

多圈管冻结下冻结壁温度场融化特性的实测研究

对淮南矿业集团某矿井筒冻结壁温度场发展与融化过程进行了监测,根据实测数据,分析研究了冻结壁融化过程,得出了不同土质条件下冻结壁融化时间和融化速率,并基于对数函数拟合出了冻结壁温度场变化与时间的关系.     

非均质冻结壁温度场数值模拟研究

以胡家河主井为实际工程研究对象,对其几何参数、热物理参数进行提取,并限定了初始条件和边界条件,采用有限元软件对其进行了非均匀温度场的数值模拟,获得了胡家河温度场的变化规律,为研究深厚富水基岩非均质冻结壁力学特性提供了参考价值。     

深厚冲积层冻结壁融化过程中温度场现场实测与分析

利用冻结法凿井测温孔在冻结壁融化过程中的实测数据,对深厚冲积层不同土层的融化速率进行了分析。依据测温孔实测曲线,并对曲线进行了拟合,得到在深厚冲积层冻结壁融化阶段测温孔的温度时间曲线可以用幂函数来表示。并通过计算,得到了不同土层相应的融冻时间比。     

两圈管冻结下冻结壁融化特性的实测研究

对淮南矿业集团某矿副井井筒冻结壁融化情况进行了监测,分析了不同土层冻结壁的融化速率,得出了表土段不同深度冻结壁的融化规律和融化特性。     

人工冻结壁温度场的灰色预测

针对冻结壁温度场的不确定性，依据灰色理论建立GM（1，1）模型预测温度场的发展，为指导施工进程提供可靠依据。     

西部某矿风井冻结温度场实测与模拟分析

为了深入研究第四系地层的冻结发展规律,现场实测了西部某矿风井的冻结温度变化,结合-650 m层位砾岩热物理参数,采用ANSYS数值模拟软件分析冻结壁温度场发展规律,得到了冻结壁发展速率等关键技术参数,验证了实测规律。并预测分析了冻结壁厚度、冻结壁平均温度、井帮平均温度、交圈时间等设计参数。此研究对该地区矿井的冻结设计、方案优化和冻结施工具有指导意义。     

冻结井外壁温度场的数值模拟方法

为了深入研究冻结井外壁水化热温度场的变化规律及其对冻结壁的影响，开展了外壁温度场数值模拟方法的研究，详细介绍了混凝土水化生热过程、冻土的融化及再冻结相变过程、聚苯乙烯泡沫板压缩过程的数值模拟技术要点，在此基础上，利用ANSYS程序，建立了参数化的有限元模型，开展了龙固副井深部外壁温度场的数值模拟研究．龙固副井外壁及壁后冻土温度的现场实测数据证实了本数值模拟方法的可行性．最后，全面分析了影响外壁温度场数值模拟结果可靠性的各种因素，并提出了提高数值模拟结果可靠性的主要技术措施．     

冻结井外壁温度场的数值模拟方法

为了深入研究冻结井外壁水化热温度场的变化规律及其对冻结壁的影响,开展了外壁温度场数值模拟方法的研究,详细介绍了混凝土水化生热过程、冻土的融化及再冻结相变过程、聚苯乙烯泡沫板压缩过程的数值模拟技术要点,在此基础上,利用ANSYS程序,建立了参数化的有限元模型,开展了龙固副井深部外壁温度场的数值模拟研究．龙固副井外壁及壁后冻土温度的现场实测数据证实了本数值模拟方法的可行性．最后,全面分析了影响外壁温度场数值模拟结果可靠性的各种因素,并提出了提高数值模拟结果可靠性的主要技术措施．     

冻结壁融化期间井壁受力变形分析与壁间注浆机理

针对深厚冲积层冻结井筒早期壁间注浆封水效果不好的难题,通过实测数据分析和理论计算对深厚冲积层冻结井筒的冻结壁融化特性、井壁受力变形和壁间注浆机理进行了研究。通过对现场测温孔实测数据分析,得到了不同土层的融冻时间比;通过理论计算表明,在冻结壁完全融化后,外壁的外表面承受着水土压力、内表面作用有壁间水压,在此情况下,外壁内表面径向变形比单独冻结压力作用下的外壁变形要小的多,总体表现为向外反弹;而内壁在壁间水压作用下向内位移,由于内、外壁变形位移方向相反,壁间空隙形成,从而为注浆浆液扩散提供了通道。提出壁间注浆的最佳时机应在冻结壁完全融化、在压力水作用下壁间间隙已经形成、内壁还没有出水前。并给出了具体的壁间水压监测系统,实行了壁间注浆信息化。     

富含水基岩斜井冻结壁温度场发展规律的数值分析

以大南湖煤矿副斜井冻结施工为例,对其4排孔的温度场变化进行建模,分析了富含水基岩斜井冻结壁温度场的发展规律和温度场的分布状况。     

丁集矿深井冻结井壁渗水的治理措施

丁集矿主、副、风三井筒施工到底后,表土冻结段井壁多次出现渗水,渗水量最大时达60m3/h,对于井壁渗水的治理最有效的措施就是壁间注浆,由于制定的注浆方案可行、可靠,每次治水工作均取得了成功.通过对井筒冻结及渗水状况的分析,归纳了丁集矿深井冻结井壁渗水规律和治水时机的一些有益认识.     

深厚表土层危险层位冻结温度场实测与数值模拟预测分析

介绍了对冻结深度为702 m、表土厚度583.1 m的郭屯煤矿副井危险的深厚粘土层的数值模拟,模拟了冻结壁温度场、平均温度、冻结壁厚度以及井帮温度,结果与实测相符。预测了井筒冻结情况的发展,指导工程的下一步施工。其计算方法和结果为今后类似工程的施工提供了重要的指导作用。     

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.     

冻结壁位移计算及冻结施工优化设计

针对两淮地区深冻结井中冻结壁位移过大，造成冻结管断裂的问题，建立数学模型模拟分析冻结壁壁面移分布规律，找出停止掘进时冻结壁壁面移与其影响因素－－段高h，冻结壁厚度B，工作面冻实情况，冻结壁平均温度T，冻结壁暴露时间r，地压P之间的关系，提出了实际掘进过程中冻结壁壁面位移的分段常段高叠加计算方法，在此基础上，得出了冻结壁设计取决于冻结壁面位移时的冻结施工优化设计步骤。     

某矿井冻结温度场的数值模拟

冻结法凿井中，冻结壁厚度设计、冻结方案优化是关键问题，然而，随着冻结深度的加大，单圈孔冻结方案往往不能同时满足工期和冻结壁安全的要求。文章通过对单圈孔和主、辅双圈孔冻结方案冻结壁瞬态温度场的数值模拟，研究了冻结温度场的扩展与分布规律，并进行冻结方案的优化。     

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。     

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。     

核桃峪副立井冻结壁强制解冻数值计算分析

核桃峪副立井冻结深度955m。井筒到底后,可考虑采取强制解冻措施,使冻结壁在短期内消除,以便进行壁后及壁间注浆。目前,国内还没有对整个立井冻结壁进行强制解冻的先例,也没有计算公式可以直接用于冻结壁强制解冻计算。根据该井筒具体情况,建立了井筒冻结壁强制解冻数值计算模型,并进行了计算分析。结果表明,冻结壁强制解冻是从冻结管中心区域向两侧扩展,内侧冻结壁先解冻,外侧冻结壁最后解冻;整个井筒冻结壁解冻所需的加热设备装机功率为13 350kW,需要安装2台7t燃煤热水锅炉,强制解冻完成大约需要2个月时间。