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第二十届冀鲁川辽晋琼粤七省矿业学术交流会

作者：贲勇景巍程中平河北钢铁集团矿业公司大贾庄铁矿河北滦南 063501

以进风井冻结法凿井为例,介绍了冻结法凿井技术的原理、施工技术方案、冻结施工中冻结技术参数与制冷设备的选型,分析了冻结法凿井工艺的重点、难点及采取的对策.

关键词：矿山井巷施工冻结法凿井技术优化

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斜井冻结法凿井过程中冻结壁与井壁的受力与变形规律研究

斜井冻结法凿井过程中冻结壁与井壁的受力与变形规律研究

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作者：王千星中国矿业大学

学位级别：硕士

为了满足我国西部含水地层中斜井冻结法凿井的需要，本文通过数值模拟和现场实测相结合的方法，开展了表土段斜井冻结法凿井过程中冻结壁和井壁的受力与变形规律研究。首先，分别建立冻土为弹塑性、黏弹塑性介质下竖直孔和倾斜孔冻结模... 详细信息

为了满足我国西部含水地层中斜井冻结法凿井的需要，本文通过数值模拟和现场实测相结合的方法，开展了表土段斜井冻结法凿井过程中冻结壁和井壁的受力与变形规律研究。首先，分别建立冻土为弹塑性、黏弹塑性介质下竖直孔和倾斜孔冻结模型，研究井筒开挖宽度、冻结壁顶板厚度、底板厚度、侧帮厚度、井壁弹模和厚度及模型埋深对井帮变形和井壁受力变形的影响规律。平面模型中考虑了反力系数的影响，三维模型中考虑了空帮距离的影响。数值计算研究表明：井筒开挖宽度、模型埋深对井帮变形和井壁应力位移影响非常显著，各关键点的受力变形规律呈加速型增长；井壁弹模对井壁影响整体较小；井壁厚度对井壁底板G点径向位移影响最为显著，拱顶J点次之，对井壁底板与侧墙连接处C、E和H点环向应力影响最为显著，B点影响较为显著；冻结壁顶板、底板和侧帮厚度变化对井帮开挖变形影响较为显著，对井壁受力变形影响较小；空帮距离对井帮和井壁受力与变形影响非常显著，各关键点的受力与变形规律呈衰减型变化。对比两种冻结方案计算结果，倾斜孔与竖直孔冻结相比，井帮底帮F点变形差值最大，拱顶A点次之，侧帮B点最小；井壁底板G点径向位移差值最大，拱顶J点次之；井壁底板G、F点环向应力差值最大，侧墙上部I、B点次之。对比不同冻土介质计算结果，黏弹塑性模型中A、B和F点井帮开挖变形要大于弹塑性模型；冻结壁尺寸一致时，弹塑性模型中的井帮变形变化量要小于黏弹塑性模型；冻结壁尺寸不同时，冻结壁厚度越大，考虑冻土蠕变时井帮的变形变化量小于不考虑冻土蠕变结果。其次，开展了斜井冻结段掘砌现场实测研究，获得了竖直孔冻结现场施工条件下的井帮变形和井壁应力应变变化规律。实测研究表明：在合理的工序下，井帮收敛变形整体呈衰减型，且井壁受到的压力较小，若井帮空帮时间和空间较长，本工程中空帮大于40m后，井帮变形呈加速型增长，井壁受到的压力以及井壁的应力应变均显著增长；井壁浇筑后，水化热致使壁后冻土在一定范围内融化，冻土融化一方面导致井帮土体强度降低，增加井帮对井筒的变形作用，另一方面，导致土体结构性降低，井筒轴向受拉伸作用；截止监测结束，F点混凝土环向拉应变增加了约1200με，钢筋环向拉应力增加了约100MPa，据此可认为平直段底板设计方案欠佳。同时，开展了数值模拟和现场实测的对比研究，发现井帮变形和井壁环向应变变化规律相近，且数值相差较小。综上所述，斜井冻结法凿井过程中冻结壁和井壁的受力与变形受各因素均有不同程度影响，尤其是井筒开挖宽度、模型埋深、井壁厚度及空帮距离；合理的空帮距离和时间可以有效降低井帮的变形和压力；井壁底板应采用仰拱形式。

关键词：斜井冻结法凿井井帮变形井壁受力与变形数值计算现场实测

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冻结法凿井设计中几个问题的商榷

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煤炭工程 1959年第8期17卷 18-20页

作者：郭忠义唐山煤矿设计院

几年来，我们担负了几个井筒的冻结设计，工作中会发现一些问题，现提出来与大家商榷。

关键词：冻结法凿井粘土层薄膜水卵石层砂土层建井导热系数立筋总表面积低温制冷剂

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冻结法凿井井壁破裂原因分析及对策

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江西煤炭科技 2012年第3期 90-91页

作者：贾成刚中煤科工集团武汉设计研究院湖北武汉430064

分析内蒙查干淖尔一号井井筒破裂的原因,有针对性地采取了提高混凝土早期强度、铺设聚苯乙烯泡沫板等措施,使井筒施工安全穿过了膨胀性的不稳定地层,为相似地质条件下井筒冻结法的施工提供了经验。

关键词：冻结法凿井井壁破裂施工支护

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冻结法凿井采用新式制冷设备的效益和风险

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建井技术 2012年第3期33卷 39-41页

作者：张全亮孙佳燕兖矿新陆建设发展有限公司山东邹城273500

冻结法凿井中,存在冻结站氨用量过大和盐水用量过多两个问题。前者会形成重大危险源,影响施工安全;后者在工程结束后,大量盐水排放会污染环境。优化设计从减少冻结站系统氨用量和盐水用量入手,采用新式制冷设备,可大幅度降低氨用量和盐... 详细信息

冻结法凿井中,存在冻结站氨用量过大和盐水用量过多两个问题。前者会形成重大危险源,影响施工安全;后者在工程结束后,大量盐水排放会污染环境。优化设计从减少冻结站系统氨用量和盐水用量入手,采用新式制冷设备,可大幅度降低氨用量和盐水用量,取得明显的经济效益和社会效益。通过工程实践,验证了优化设计的可行性、安全性和经济性;但也存在一定的潜在风险,需要引起高度重视。

关键词：冻结法凿井双机双级氨螺杆式压缩机蒸发式撬块效益风险

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冻结法凿井井壁结构设计关键问题探讨

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山西焦煤科技 2012年第7期36卷 13-15,19页

作者：贾成刚中煤科工集团武汉设计研究院湖北武汉430064

在采用冻结法施工井筒的过程中,井壁结构设计因素是造成井筒施工出现问题的原因之一,本文结合设计经验,分析了影响冻结法凿井井壁结构设计的关键问题,阐述了井壁结构设计过程中应考虑的因素,给出了井壁结构设计的指导思路,在施工过程中... 详细信息

在采用冻结法施工井筒的过程中,井壁结构设计因素是造成井筒施工出现问题的原因之一,本文结合设计经验,分析了影响冻结法凿井井壁结构设计的关键问题,阐述了井壁结构设计过程中应考虑的因素,给出了井壁结构设计的指导思路,在施工过程中避免了由于设计的缺陷造成井筒施工问题,具有参考价值。

关键词：冻结法凿井冻结深度井壁结构设计

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冻结法凿井井壁破裂原因及支护对策

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中州煤炭 2012年第12期 69-70,72页

作者：李书勇阳煤集团碾沟公司山西清徐030400

查干淖尔一号井副立井施工至白垩系地层风化基岩时,井筒外层井壁开裂、露筋、脱皮等现象严重,破坏程度较大。简要分析了副立井的地质条件,通过分析该井筒破裂的原因,有针对性地采取了提高混凝土早期强度、铺设聚苯乙烯泡沫板等措施,使... 详细信息

查干淖尔一号井副立井施工至白垩系地层风化基岩时,井筒外层井壁开裂、露筋、脱皮等现象严重,破坏程度较大。简要分析了副立井的地质条件,通过分析该井筒破裂的原因,有针对性地采取了提高混凝土早期强度、铺设聚苯乙烯泡沫板等措施,使井筒施工安全穿过了具膨胀性的不稳定地层。

关键词：冻结法凿井井壁破裂支护

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冻结法凿井在司家营矿南区的应用

冻结法凿井在司家营矿南区的应用

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第二十届“冀鲁川辽晋琼粤”七省矿业学术交流会

作者：贲勇景巍程中平河北钢铁集团矿业公司大贾庄铁矿

以进风井冻结法凿井为例,介绍了冻结法凿井技术的原理、施工技术方案、冻结施工中冻结技术参数与制冷设备的选型,分析了冻结法凿井工艺的重点、难点及采取的对策。

关键词：冻结法凿井机械化设备配套施工技术应用

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冻结法凿井冻结壁安全信息可视化管理软件及应用

冻结法凿井冻结壁安全信息可视化管理软件及应用

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成果简介冻结法凿井冻结壁安全信息可视化管理软件是安徽省自然科学基金和安徽省教育厅重点项目资助研究成果，利用该系统可以对冻结钻孔造孔质量进行评价；根据工程地质条件，进行多圈孔冻结方案的优化设计；适时分析冻结壁温度场的性... 详细信息

标准号: gkls098532

成果简介冻结法凿井冻结壁安全信息可视化管理软件是安徽省自然科学基金和安徽省教育厅重点项目资助研究成果，利用该系统可以对冻结钻孔造孔质量进行评价；根据工程地质条件，进行多圈孔冻结方案的优化设计；适时分析冻结壁温度场的性状特征及冻结壁的安全性。软件平台具有如下功能特性：较为真实地计算出冻结管实际偏斜条件下，任意深度水平剖面和竖向剖面的冻结壁温度场特征；利用测温孔实际测温数据，计算冻结壁的最大和最小厚度，并利用单元温度的概念，计算冻结壁有效厚度上的平均温度；根据冻土力学性能（冻土强度和变形条件）校核冻结壁的安全性；根据测温数据，建立数学模型，预测冻结壁温度场的发展；进、回路盐水温度曲线和各测温点温度曲线等的可视化；软件系统稳定性好、功能强、使用方便；软件具有良好的报表输出和图形打印功能。成果的适用范围及经济效益分析我国煤炭资源十分丰富，现已探明，山东、安徽、河南、河北等省表土层厚度在550m以深煤田的地质储量为983亿吨，初步规划建设50个以上的矿井，深井冻结法凿井技术具有广阔的应用前景。另外，冻结法凿井冻结壁安全信息可视化管理软件在地铁、桥梁、隧道、基坑及市政工程施工中，也越来越受欢迎，并得到推广应用。该软件在安徽的淮南、淮北、皖北矿业集团和山东巨野、河南焦作等矿区等到了广泛的应用，对冻结法凿井安全起到了重要的指导作用，并获得了良好的社会和经济效益。合作方式合作开发。

关键词：冻结法凿井冻结壁信息可视化软件

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冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统V1.0

冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统V1.0

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作者：张爱勇

课题来源与背景：随着中国深部区矿井开采及深厚复杂冲积地层区域开发的持续推进，煤矿凿井建设将大范围地面临深厚复杂冲积地层、巨厚钙质黏土层等特殊凿井法一系列设计难题。特别对于冻结法凿井井壁与冻结壁关键技术，其相关设计参数... 详细信息

标准号: 2300030850

课题来源与背景：随着中国深部区矿井开采及深厚复杂冲积地层区域开发的持续推进，煤矿凿井建设将大范围地面临深厚复杂冲积地层、巨厚钙质黏土层等特殊凿井法一系列设计难题。特别对于冻结法凿井井壁与冻结壁关键技术，其相关设计参数计算或试算、验算程序复杂繁琐。其他相关行业先进的设计软件已基本实现了利用计算机系统、高精确结构设计、强度及相应参数的校验设计系统，且相关应用逐步向设计程序集成化方向发展。因此现阶段针对煤矿深厚复杂冲积地层、巨厚钙质黏土层等千米冻结法凿井设计，急需开发一种集信息收集、参数设定、复杂数据处理、界面简洁、操作简便、程序化、智能集成化的冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统。随着程序化信息化的推进，该院高度重视设计信息集成化发展，其在理论研究、计算机程序应用开发等方面均取得了相应的进展和突破。技术原理及性能指标：冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统V1.0是一套具有完全知识产权的全新程序系统，该软件是在广泛调研矿井建设结构设计需求的基础上开发而成的一套系统;它既满足了当前矿建专业设计用户的迫切需求，又解决了设计人员设计过程中的诸多复杂繁琐的工作量;使用该系统后大大地提高了工作效率，极大的节约了设计人员时间，同时冻结井壁结构设计数据也可以以文本形式输出。该系统主要包含信息采集、参数设定、集成管理、繁琐运算、设计参数资源有效整合、数据处理、数据输出等功能。技术的创造性及先进性：由于当前特殊凿井法井壁结构设计缺少相应的程序设计集成软件，因此研究，并有针对性的开发和解决当前遇到的冻结法井壁结构设计信息集成系统是一种应用技术创新，建立该套冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统，能很好的解决实际问题，具有较高的科技创新性和专业技术优势，其已取得相应的软件著作权。技术的成熟度，适用范围和安全性：该院研发的冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统，可以实现冻结法凿井设计过程中的信息收集、参数设定、复杂数据处理、程序操作和智能集成输入与输出，实现对相关结构设计的信息参数融合、综合处理、实时分发服务;该系统技术已基本成熟，并试运用于相关领域的设计中，系统使用效果显著，安全可靠，反应良好，可满足相应用户的使用需求。应用情况及存在的问题：该系统已开展相关运行测试，测试运行情况稳定，用户反馈良好，无相关技术及性能问题。历年获奖情况：无。

关键词：冻结法凿井井壁结构设计信息集成系统

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