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.     

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。     

深厚冲积层井筒冻结压力实测及分析

在涡北煤矿风井和副井井筒施工中,分别进行了4个水平和3个水平冻结压力和井壁钢筋纵向、环向内力的实测,获得了冻结压力发展趋势及其与深度的关系,对冻结井筒井壁设计和施工安全具有参考意义。文中还对井筒冻结压力的均匀性进行了分析。     

侏罗系地层冻结壁压力特征分析

通过内蒙古泊江海子矿在风井井筒施工过程中,对冻结壁和井壁受力进行现场实测,分析得出了本矿区侏罗系地层冻结压力的变化规律,为井筒穿越该地层的设计施工提供依据。     

关于冻结立井壁间注浆工艺的改进和实践

文章以下霍煤矿南郭村回风井井筒掘砌工程为背景,针对井筒冻结段井壁解冻造成井筒涌水量增大,影响井筒掘砌施工的问题,在冻结段壁间注浆堵水施工中对注浆工艺进行了改进。注浆结束后实测该井筒漏水量为0.9 m³/h,达到了预期效果。     

西部软岩冻结立井底鼓实测研究

大海则煤矿主立井净直径9.6m,井深701.96m,采用全深冻结法施工,设计冻结深度718m,为西部软岩冻结井筒。井筒掘进到575m深处时,对工作面底鼓进行了实测研究。该处井筒揭露的岩性为粉砂岩,预测底部为泥岩。实测显示,底鼓量不大,呈现由井筒四周向井筒中心逐渐增大的现象,最大底鼓量仅20mm,平均底鼓速度为1.76mm/d,明显小于东部地区粘土层冻结段15~30mm/d的底鼓速度,说明冻结壁超前位移小,冻结壁稳定性强,掘砌施工安全;最大底鼓量出现在井筒西侧,最小底鼓量出现在井筒东侧,表明方位不同,冻结壁稳定性呈现不均匀性特征。该井筒底鼓实测研究,可为西部软岩冻结立井设计和施工提供参考。     

煤矿冻结井筒地压及井壁内外力取得实测成果

1964年以来,有关科研、设计、施工、院校等单位先后在15个冻结井筒中开展了表土地区及井壁内外力实测的研究工作,探索了有关冻结井筒表土地区及井壁内、外力的规律,取得了大量的实测数据,积累了比较系统的资料,为提高我国煤矿冻结凿井的技术水平,进一步改进冻结井筒井壁的设计和施工工艺,做出了积极的贡献。煤炭科学研究院北京建井研究所、兖州煤炭建设指挥部、中国矿业学院、山东矿业学院和兖州煤矿设计研究院等单位,提出了《煤矿冻结井筒地压及井壁内外力实测研究报告》,煤炭部科技局于1981年12月召开了     

深厚冲积层破损井筒修复过程中的控制冻结技术

为了解决板集煤矿副井破损井筒修复过程中面临的突水问题,针对该井筒实际的破损情况以及所处地层的含水层分布规律,考虑到冻结壁在形成过程中将产生土体冻胀,从而对既有井筒产生较大的冻胀压力,为减少其对既有井筒的破坏作用,提出采用双圈孔控制冻结的方式对破损井筒的周边进行封水处理,即外圈孔采用全深(673 m)冻结,内圈孔只对破损、突水严重的380 m以深的地层进行局部冻结。为了实现对各个层位冻结壁厚度的有效控制以避免冻胀对既有井壁结构安全产生威胁,在冻结初期,根据冻结孔实际成孔情况和各个层位土体的热物理特性参数,以及冻结过程中测温孔实测数据,通过数值计算对各个层位的冻结壁的发展情况进行预测,并基于预测结果对部分冻结孔的冷量进行了控制。为了防止施工热扰动对冻结壁的稳定性造成不利影响,在井筒清理以及套壁施工过程中,根据温度场发展情况及时调整冷量供给。由现场实测数据可知,深度380 m以浅控制冻结地层的整体温度较深度380 m以深地层的温度高5℃左右,在整个修复施工过程中没有出现突水现象且冻结壁温度保持稳定。由此可见,控制冻结技术可有效限制土体冻胀,且冻结壁厚度较为均匀,封水性能较好,达到了预期的施工效果,该项施工技术可为今后类似工程的开展提供重要参考。     

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。     

万福煤矿主、副、风井冻结施工技术

万福煤矿主、副、风3个立井是目前世界上穿过冲积层最深的冻结井筒,冻结设计与施工难度大。3个井筒施工中,无一冻结管断裂,实现了井筒冻结段安全、快速、优质施工。对3个井筒冻结设计与施工技术做了梳理总结,为类似矿井冻结设计与施工提供了经验。     

郓城矿副井井筒外壁冻结压力监测结果分析

通过信息化施工方法对郓城煤矿副井冻结凿井进行实测,获得了三个粘土层位井筒外壁所受到的冻结压力,分析得出冻结压力与井帮温度变化具有相关性。在掘进并浇筑完外壁后,井壁外侧依然有极其显著的水平冻结压力,最大冻结压力达到了水平地压的0.82~1.21倍。     

厚粘土层冻结井壁力学特性的实测研究

立井井筒穿越厚粘土层的施工一直是冻结法凿井的技术难点.通过对厚粘土层冻结井壁力学特性的现场实测,深入分析了井壁压力变化规律、井壁的环向和竖向受力特性.     

大直径井筒冻结中的信息化施工

结合大直径井筒冻结实际情况,给出了信息化施工的具体含义和实现信息化施工的设计原则,并结合具体冻结工程实例讨论了信息化在大直径井筒冻结法施工中的应用情况,指出信息化是保证大直径井筒建井安全的有效方式,对信息化施工在冻结法施工中推广应用具有指导意义。     

我国特殊凿井技术的发展与展望

介绍了在含水不稳定冲积层和含水基岩中建设井筒通常采用的冻结法、钻井法和注浆法等特殊凿井方法,以及这3种特殊凿井方法的发展历程和关键技术现状及典型工程应用实例,并对这些方法今后的发展进行了展望.     

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。     

斜井井筒冻结法凿井的施工实践

介绍了马泰壕矿井斜井井筒采用冻结法凿井施工,并按照5个冻结段高分段掘进、支护的实践经验。     

赵楼矿深厚表土层冻结法凿井工程监测技术

结合赵楼矿深厚表土冻结法凿井工程,介绍了冻结法凿井中的地层冻结工程相关参数监测、井帮温度与变形监测和井壁收敛监测、上部已成型井壁段的温度和受力与变形监测,依据监测结果及其规律分析,主井及时中途套壁,副井在出现井壁裂隙的情况下坚持大段高掘砌.赵楼矿主副井外壁掘砌平均速度分别为88.33m/月和93.21 m/月,内壁套砌速度均超过280 m/月.两井筒施工与施工组织设计相比分别提前28 d和26 d通过冻结段,节约直接冻结运行费约396万元,实现了深厚表土冻结法凿井的安全、快速施工.     

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。     

巨野矿区彭庄矿主、副井冻结施工技术

彭庄矿井表土段采用冻结法施工,由于精心安排,认真分析,掘砌过程中现场实测,创造出良好的掘砌条件,冻结总工期比设计提前了63天。由于对巨野矿区认识不足区,采用245m处套内壁。本文具体论述了上部砂层和下部粘土层施工的具体对策,使主、副井安全、快速的通过了表土和风化基岩段,     

淮南矿区复杂地层大型矿井建设关键技术

针对淮南矿区开采条件复杂等特点,结合淮南矿区第1轮新井建设工程,总结了深部大型矿井建设关键技术,具体探讨了深井建设中矿井分区开拓优化设计,冻结、注浆、凿井三同时建井技术、特厚表土层冻结法凿井技术、井筒快速凿砌技术、井筒快速揭煤技术和巷道掘进与支护技术等问题,采用综掘机+带式转载机+除尘通风机+储矸仓+扒矸机的综掘作业线,集破、装、运和除尘机械化为一体,使炮掘最高月进尺达到270 m、岩巷综掘最高月进尺达到715 m、煤巷锚网索支护最高月进尺达到1 060 m。