差异冻结防片帮方式冻结法施工技术应用

该矿水文地质条件复杂,对井筒掘进带来一定的施工困难,为解决掘进过程中冲击层段和风化基岩段富水问题,采用差异冷冻冻结法对特殊地层进行处理。该矿结合自身水文地质与井筒施工实际情况,优化冻结法施工工艺,完善施工技术措施,解决了井筒含水段掘进困难问题,对于矿山施工安全稳定、加快施工进度、节省基建期投资方面具有借鉴意义。     

立井放射孔冻结技术

在邢东矿主井冻结工程中,根据冻结壁形成与凿井进程相互协调的原则,提出了放射孔冻结方案及其动态设计方法。并采用它螺定向与斜向器造斜工艺,解决了放射孔冻结施工关键技术难题。把多年前国际地层冻结工程界提出的设想变成现实。实践表明,采用放射孔冻结技术可以显著减小冻结工程量,缩短冻结工期,并可保证在井筒掘进时既不片帮,又少挖冻土,有利于井筒快速施工。     

冻结施工技术分析

兖州矿区冻结施工31个立井,11个立井月成井超过百米,最高月进161.5m和167.5m。主要技术经验是重视井筒检查孔资料分析,确定合理冻结深度,打好冻结孔,编制合适的施工组织设计,精心施工,认真实施,掌握好开挖时间,掘砌和冻结密切配合,推广先进的掘砌工艺,加强井壁内外力观测,以指导施工。     

水平冻结孔施工及预防冻结管断裂途径探讨

通过对水平冻结孔施工工艺的研究,分析了造成水平冻结管断裂的原因,提出了防止冻结管断裂的措施。     

冻结管壁后充填及冻结管封堵处理

采用全部深冻结的井筒，部分冻结也不可避免地要超过马头门，当冻结壁解冻后，有可能在产东结管壁后形成上下爱的导水通道，滕北５＾＃井采用冻结管壁后充填措施从根本上解决了上述问题。     

冻结孔偏斜对白垩系地层冻结凿井影响研究

通过对泊江海子矿风井冻结过程冻结壁温度场现场实测,同时结合冻结造孔有、无偏斜条件下数值模拟结果,获得了冻结孔偏斜情况对凿井的影响.冻结孔偏斜情况下冻结壁交圈时间远大于冻结孔无偏斜情况.在冻结壁形成过程中,受冻结孔偏斜影响,同一测试层位不同方位处冻结壁有效厚度、平均温度差别较大;当井筒掘砌至测试层位时,井帮环向温度差别也较大,表明井筒掘砌时冻结壁存在明显的相对薄弱环节.     

元氏煤矿深井冻结施工新经验

元氏煤矿主、副井筒所穿冲层厚度分别为321．2和360．7m，冻结深度分别为375和410m，是我国已建冻结井中冲积层厚度较大、冻结深度较深的井筒，施工难度很大。针对矿井及地质情况，精心设计，精心施工，保证了工程质量，加快了施工速度，冻结壁交圈和冻结段开挖时间创国内深井冻结最好纪录，并在冻结设计、保证冻结孔施工质量、防止冻结管断裂、开挖初期防止片帮以及节约冷却水方面均取得有实用价值的新经验。     

东荣三矿井筒冻结施工情况分析

东荣三矿是东荣矿区建设的第二个矿井。在井筒冻结施工中,遇到了不同程度的问题。文章根据工程实例,结合东北三江平原的地质条件进行探讨,为今后三江平原立井冻结施工提供有益的借鉴和参考。     

东荣二矿主,副井冻结孔施工经验

根据地层的特定条件,论述了冻结孔施工中机械配套情况,对深厚砂层中的钻孔工作、保证钻孔质量的措施及所取得的技术经济效果,作了较全面的经验介绍。     

冻结井开挖初期出水原因分析

对冻结井出水情况进行了介绍,并对其出水原因进行了分析,分析表明:冻结孔偏斜和地下水位的频繁变化使冻结交圈困难,从而形成了冻结壁未冻窗口,是冻结井出水的主要原因。在此基础上提出了相应的处理措施,为冻结井新井建设提供参考。     

深厚冲积层冻结设计两个问题的讨论

介绍了近年来深厚冲积层冻结设计中不同冻结孔布置、不同圈径冻结管供冷时间顺序,指出了各自特点和适用条件,对存在的问题进行了分析。     

800m深冻结孔试钻

为促进我国冻结凿井技术的进一步发展和适应煤炭资源深层开发的需要,中煤特殊工程公司和淮南新集煤电集团合作,在筹建中的新集矿区刘庄矿现场进行了800m深冻结孔施工的作业性试验,并取得了圆满成功,终孔深度810m,终孔偏斜率3．58％,达到国家规范要求,为深井冻结设计和施工提供了初步经验,填补了深冻结孔打钻的国内空白。简要介绍试验钻孔施工情况及施工效果。     

特厚卵砾石层冻结孔造孔施工实践

冻结孔造孔施工是冻结法施工的首道工序,造孔效率与成孔质量直接影响冻结施工工期,进而影响矿井的建设周期。介绍了新疆伊犁一矿副井井筒冻结法施工中,冻结孔造孔施工穿越159.05m连续卵砾石层的施工实例。针对伊犁一矿副井冻结孔造孔施工中遇到的复杂地质问题,采取了相应措施进行处理,并对冻结孔造孔相关的施工工艺进行探讨,为复杂地质条件下冻结孔造孔施工积累了经验。     

冻结造孔质量控制

石拉乌素煤井田岩石以碎屑沉积岩为主,层状结构,岩体各向异性,地层更换频繁、砾石层多、大小不一、分布不均匀,属易斜、难钻地层,采取冻结造孔综合质量控制,确保了井管冻结。     

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。     

深厚冲积层立井冻结施工实践

杨营煤矿副井深度675m ,冲积层厚495.95m ,基岩风化带厚19.45m。井筒穿过多层深厚粘土层、地下水流速大的含水层,采用冻结法施工,冻结深度588m。通过合理设计冻结方案,优化冻结孔布置,精心组织施工和信息化监测,成功地解决了深厚冲积层冻结施工难题,为立井冻结施工积累了经验。     

两种斜井冻结方式的温度场模型实验研究

受高精度小倾角斜井冻结孔钻机缺乏的限制,斜井冻结施工多采用竖直孔冻结方案,造成能源的极大浪费。通过建立大型三维冻结模型试验台,研究了采用竖直孔和倾斜孔两种冻结方式下斜井冻结壁的温度场分布规律,对比分析了不同施工阶段的冻结壁扩展和解冻差异。研究结果表明,在积极冻结期,竖直孔冻结方案中冻结壁较快达到设计要求,整个冻结范围内温度分布均匀、冻结范围更大|在维护冻结期,竖直孔冻结方案中冻结壁顶板和底板的解冻厚度在100mm左右,而倾斜孔冻结壁解冻范围比较稳定,受开挖影响小。轴向冻结冻结壁顶板平均温度均能维持在-6～-5℃,而且在连续开挖后,依然能够保持长期稳定。而竖直孔冻结时,顶、底板平均温度为-4～-2℃,侧帮平均温度为-5～-4℃。     

立井冻结基岩中深孔爆破

宣东二矿主井井筒结基岩段使用伞形钻架打眼，中深孔爆破技术和全断面一次爆破方法，在施工中取得了较好的技术经济效益。     

冻结孔环形空间充填材料密度试验研究

为防止冻结壁融化后冻结孔成为竖向导水通道,威胁矿井安全,冻结孔必须进行固管充填处理。针对冻结孔钻孔泥浆置换与冻结管下放安装工程中对特定密度水泥浆的要求,应用颗粒级配理论,研制出密度分别为1 400、1 350、1 300、1 250 kg/m3的高稳定性浆液,该实验研究工作对高稳定性特定密度冻结孔置换水泥浆研究具有借鉴意义。     

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。