冻结法处理矿井施工中的节能技术浅论

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对井筒冻结法矿建施工技术的相关探讨

对井筒冻结法矿建施工技术的相关探讨

对井筒冻结法矿建施工技术的相关探讨摘要:井筒冻结法有着较强的适应力,容易掌控井架结构,影响环境范围小,具有灵活性,能够看出此方法有着许多优点。

在井筒施工过程中应用井筒冻结发,特别是在不稳定表土层施工过程被应用,此种技术虽然灵活、先进,但依旧存在问题,有待解决。

关键词:井筒冻结法;矿建施工技术;冻结钻孔伴随着经济的发展,冻结法被井筒广泛使用,这也加速了冻结法的快速发展。

但在冻结法发展过程中,依旧存在许多不足,需要有关措施解决。

此篇文章主要阐述井筒冻结法的定义、原理、存在的问题以及对应的解决措施。

一、井筒冻结法概念和模式1.1井筒冻结法定义岩土工程冻结法是通过物理现象将土中的水先冷却再冻结。

这种系统需要使用到氨元素,此种智能系统是有三部分组成,包括氨循环系统、冷却水循环系统和盐水系统。

在开挖之前,应该钻取冻结孔在井筒四周。

低温度盐水可吸收四周的热量,从而变成冻结圈,冻结圈再扩大为冻结壁。

在底下水设施工程中,因为冻结法施工存在不确定性,容易引发冻结管破裂、工作面冻结壁变形等情况。

1.2井筒冻结模式第一,差异冻结法处理。

差异冻结是指不同地层深度对冻结壁做出的冻结模式,俗称长短管冻结法。

冲积层下方的基岩围岩稳定、风化带厚度大,其次是含水层靠近风化带,最后是井筒内部包含多层含水层,除差异冻结法可通过,使用其他方法均得不到显著效果。

使用差异法应将长冻结管穿过基岩,再将短冻结法穿过风化带和冲积层。

为保证长孔底部冻结的厚度,需要把握长孔之间的距离,要小于4.5米,方可确保长孔部分的冻结壁可符合短孔底部要求。

为加速冻结壁形成,应先开挖,确保可早日完成冻结壁,此时长冻结孔和短冻结孔可同时冻结。

第二,局部冻结处理法。

若冲击层下部是含水层,则需要冻结上部,若是含水层在冲积层上部和下部,则无需冻结中部。

假如含水层所处地势复杂,则使用普通法即可,因为土层稳定,局部冻结时间短,消耗量小,节省成本。

第三,分期冻结法。

分期冻结是分段处理井筒,构成冻结壁,再进行挖掘工作,这主要依附于冻结器操作。

浅谈某煤矿冻结法凿井施工技术

浅谈某煤矿冻结法凿井施工技术

浅谈某煤矿冻结法凿井施工技术[摘要]通过冻结法凿井冷冻孔施工技术在冲积层较厚的煤矿建井施工过程中的应用,简要的介绍了冻结和凿井施工中所采取的技术措施。

[关键词]深厚表土层井筒冻结防片帮孔1工程概况该煤矿某井设计井筒净直径5.5m,深409.5m。

井筒表土段厚349.7m,采用冻结法施工,冻结深度382m。

冻结段井壁为双层钢筋混凝土结构,外壁厚450~700mm,内壁厚500~850mm,混凝土强度等级C30~C50。

表土段内、外层井壁间敷设1层1.5mm厚的塑料软板,外层井壁与井帮之间铺设25~50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板。

井筒冻结壁设计厚度5.6m,冻结盐水温度-28~-32℃。

冻结设计控制层位为表土段下部粘土层,冻土平均温度-15℃。

冻结时间井筒试挖前估算为65d,试挖后为145d。

井筒冻结孔设计采用1圈主孔+2圈辅助孔的三圈孔布置方式。

主圈冻结孔采用差异冻结方式,冻结深度360m/382m。

辅助孔综合考虑井筒掘砌速度、冻结时间、冻结壁厚度及整体强度、防片帮等要求,采用双圈插花布置方式。

其中外圈辅助孔穿过基岩风化带,深355m;内圈辅助孔深130m。

冻结孔布置参数见附表。

冻结管均为低碳无缝钢管。

主圈孔冻结管规格为φ133mm×(6~7)mm,内箍焊接连接;辅助孔冻结管规格为φ159mm×6mm,内箍焊接连接。

供液管均为φ75mm×6mm 塑料管。

井筒于2011-09-19完成冻结钻孔施工,09月20日开始冻结。

至11月4日开机冻结46d后,水文孔全部冒水,表明冻结壁已交圈。

11月12日井筒试挖,11月26日正式开挖。

至2012-01-25,360m井筒掘砌外壁工程及16m壁座工程完工,表土段掘砌外壁平均月成井120.5m,最高月成井152m(2011年12月)。

2主要施工技术措施2.1冻结工程2.1.1采用合理的冻结方案井筒冻结孔设计采用1圈主孔+2圈辅助孔的三圈孔布置方式。

浅谈冻结法与钻井法凿井

浅谈冻结法与钻井法凿井

浅谈冻结法与钻井法凿井论文导读:冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。

在不稳定表土层中施工立井井筒,用普通的施工方法是不可以通过其表土层的,必须采用特殊的施工方法,如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。

我国目前主要以冻结法和钻井法为主。

2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。

关键词:立井井筒,冻结法,钻井法,制冷设备,钻进设备1.冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。

我国立井井筒的主要特点是井筒深度大、断面积大、表土层厚、水文地质条件复杂,导致其施工难度大、施工技术复杂、施工周期长。

立井井筒表土段施工方法是由表土层的地质及水文条件决定的。

立井井筒穿过的表土层,按其掘砌施工的难易程度分为稳定表土层和不稳定表土层。

在不稳定表土层中施工立井井筒,用普通的施工方法是不可以通过其表土层的,必须采用特殊的施工方法,如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。

我国目前主要以冻结法和钻井法为主。

冻结法凿井就是在井筒掘进之前,在井筒周围钻冻结孔,用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层和风化岩层冻结成一个封闭的冻结圈。

以防止水或流砂涌入井筒抵抗地压,然后在冻结圈的保护下掘砌井筒。

待掘砌到预计的深度后,停止冻结,进行拔管和充填工作。

钻井法是用钻头刀具破碎岩石,用洗井液进行洗井排渣和护壁,直到将井筒钻到设计直径和深度后,进行支护的机械化凿井方法。

2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。

首先在未开凿的井筒周围打一定数量的冻结孔,其深度穿过不稳定岩层进入稳定岩层,在孔内安装冻结器。

形成冻结壁是冻结法凿井的中心环节,是岩层冷冻的结果。

人工制冷是通过冻结站的氨循环系统、盐水循环系统、和冷却水循环系统来实现的。

通常使用氨作为制冷剂。

利用氨由液态变为气态吸热的原理达到制冷。

浅谈冻结施工中的“四节一环保”

浅谈冻结施工中的“四节一环保”

设施 应 方便 生 产和 生活 。 这一 改进 , 加 大了热水器 的使 用寿命 , 减少 了用 电时间 , 使得 4 . 3 仓库 、 堆 场 应 接 近 使 用地 点 , 纵 向 宜 与 交 通 线 路 杨村项 目部每 月仅生活用 电节 约开 支 2 7 0 0元。 平行 , 货物装 卸 需要时 间长 的仓库 , 应远 离 路边 。 1 . 2 保护 用 电设 备 :每 个 项 目部 均 有 三 级配 电 , 两 级 5 环境保 护 漏保 保护 设备 免 受雷 电、 瞬流 冲击 以及 瞬流 污 染带来 的损 冻 结施 工 中对于 环 境危 害最 大 的 , 首 当其 冲是 制冷 剂 坏, 降低 设 备运行 温度 , 延长 使用 寿命 。 氨。 氨对人 体具 有较 大毒 性 , 氨会 刺激 人 的眼 睛和 呼吸 器 1 . 3在施工过程中 , 分别 设 置 生 产 、 生 活 及 办 公 用 电 官, 当氢 浓度在 空 气 中达到 3 %一 6 %时 , 人 呼吸 后会 窒 息 、 指标 , 最大 限度 量化 耗 电量。 昏迷 甚 至 死亡 , 需要 引起 高度 重 视 , 我 处 已有 一套 严 密 的 2 节 水 预 防 氨 泄 漏应 急 预 案 , 在 此 不做 赘 述 , 我 要 说 的 是施 工 前 冻结 施工 中的施 工用 水 , 同样 也 可分 为施 工现 场施 工 用水 , 施 工 用水机 械 用水 , 施 工现 场生 活 用水 , 生 活 区 生 活 的 充 氨 和 工 程 结 束 后 的氨 回 收 技 术 的 用水 及消 防 用水 ,可 以从 这 五个 角度 制定 用水 定 额标 准 , 改进 , 即 在 设 备 安 装 由于篇 幅有 限 , 在 此 只 对施 工 现场 施 工 用水 、 生 活 区 生 活 时, 在进 入螺杆 压 缩 用水 和 消防 用水进 行 介绍。 机 油 冷 却 前 的 干 管 2 . 1 施工 现场 施工 用水 量标 准可 以用如 下公 式定 制 : 和 进 入 低 压 调 节 站 Q1 N1* K 2 干 管 上 增 加 一 个 连 一 1 厶 T. t 8×3 6 0 0 一 接管, 中间加 个 截止 q, —— 施 工 用水 量 ( L / s ) : K — — 末预 计 的施 工 用水 虹 阀, 如 图所 示。 接 系数 ( 可取 1 。 0 5 ~ 1 . 1 5) : Q1 ——年( 季) 度工程量 ; N —— 这 样 不 但 可 以 施 工 用水 定 额 : T —— 年 ( 季) 度 有 效 工 作 日( d) ; t —— 每 保证 不 向外排 放 有 害 气体 , 还 可 以重 复利 用 液 氨 , 节 约成 天工作 班 数 : K , — — 用水 不均衡 系 数( 一般可取 1 . 5) 。 本。 2 . 2 生活 区生 活用水标 准 可用如 下 公式 定制 : 综 上所 述 ,企业 追 求 利 润和 社 会 的和 谐 发 展 并 不 冲 突, 而是 和谐 双 赢。 企业 的 发展 , 不仅 是 经济 实力 的增 长 , 更 是承 担 社 会 责任 的过 程 , 只 有最 大 限度 的做 到 “ 四节 一 q 广 生活区生活用水 ( L / s ) ; P 2 — — 生 活 区居 民人 , 切 实履 行社 会 责 任 , 才 能达 成环 境 、 资源 和 社 会 效 数: N —— 生 活 区 昼夜 全部 生 活 用 水 定 额 ; K 厂 生 活 区 环 保 ”

井筒冻结法在矿建施工中的技术应用

井筒冻结法在矿建施工中的技术应用

井筒冻结法在矿建施工中的技术应用摘要:在井筒施工过程中,冻结法的施工工艺较为简单,同时能够降低工程施工成本,有助于施工企业达到经济利益最大化的目标。

所以,对井筒冻结法的施工工艺以及施工原理进行分析是十分有必要的,这有助于行业的未来发展。

本文论述了井筒冻结法的施工原理和分类,分析了井筒掘砌的施工技术,可供参考!关键词:井筒;冻结法;施工技术随着经济的不断发展进步,国家和社会的建设项目也越来越多,对空间的利用也越来越重视,在矿建施工方面,由于地下空间的情况比地面施工更为复杂,难度也上升了一个很高的层次,面对复杂的矿建工程地质和水文地质环境和施工条件,常规的施工技术显然不能够满足施工的要求,而要根据具体的施工特点和地质环境和条件来进行具体的分析,从而提高施工的质量。

井筒冻结法在矿建施工中就应用的比较广泛,因此,对井筒冻结法在矿建施工中的技术进行分析,对矿建施工具有重要意义。

1井筒冻结法的施工原理冻结法指的是工作人员使用人工制冷方法,对要挖掘地下空间的周边土层中含有的水进行冻结处理,使其和土层之间构成胶结状态,如此一来,就能构成冻土墙或者是构成一个密封的冻土体,从而能够有效科学地抵御土层的压力,解决地下水出现渗漏的情况。

作为在地下工程施工过程较为特殊的施工技术,冻结技术经常被使用在竖井工程项目中。

冻结技术利用人工制冷方式,把天然岩土做成冻土,这不但大大节约了工程施工的成本和周期,也加强了土体的安全性和稳定性,并且有了冻结壁面的保护,相关施工人员就能够在井下进行堆砌、挖掘等特殊工程的施工。

在冻结技术中,冻结壁面被当做一种临时性的支护构造而存在,在永久支护施工完成之后,冻结壁面就不再具备存在价值了,相关工作人员就能够停止对其冻结。

在冻结过程中,工程施工人员常常是采用物质从液态转化成气态的自然现象来进行人工制冷的。

在此环节中,氨是最常被使用到的物质,整个制冷环节也是由盐水循环、氨循环、盐水循环、冷却水循环三个循环环节组成的。

矿井井筒冻结法施工探讨

矿井井筒冻结法施工探讨


要: 在煤矿建设过程 中,常采 用井筒冻结法施 工。通过 简单介 绍井筒冻结施 工技 术的原理全 面认识井筒冻结法施 工。
关键词 : 井筒冻结法;制冷 ;压缩 ;施 工过程 中图分类号 : T D 2 6 5 . 3 4 文献标识码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 — 0 8 0 2 一 ( 2 0 1 4 ) 1 2 — 0 1 5 0 — 0 2
On t h e I mp l e me n t a t i o n o f Mi n e S h a f t F r e e z i n g Me t h o d
ZHANG Ho n g — b i n
( Xi n z h o u S u p e r v i s i o n a n d I n s p e c t i o n T e a m f o r C o a l Mi n e S a f e t y P r o d u c t i o n , Xi n z h o u 0 3 4 0 0 0 , S h a n x i , Ch i n a )
2 井筒冻结法施工的特点
矿井建设过程中,使用井筒冻结法施工有以下特点 : a ) 安全性好 ,能起到隔绝地下水作用 , 减小施工难度, 形成冻土墙抗 渗透性能特别 强 ,能增强含水 、松散 ,不 稳定地层 的稳定性 ;b 1 形 成 的冻 土强度可 达5 MP a ~1 0 M P a ,施工时可充分利用冻土帷幕的形状和强度,灵活 控制冻结体的形状和范围,从而提高工效 ;c ) 施工 比较 环保,无污染 ,噪音小;d ) 冻结施工可避免大规模的土 方工程 ,减小对地层破坏 ,能有效降低地表沉陷 ,同 时, 冻结施工可与其它矿井施工建设进行平行作业 ,缩 短工期;e ) 经济上较为合理 , 便于控制成本。

井筒冻结法在矿建工程施工中的技术应用

井筒冻结法在矿建工程施工中的技术应用

井筒冻结法在矿建工程施工中的技术应用发表时间:2016-08-30T11:22:57.607Z 来源:《低碳地产》2016年第10期作者:韩福来[导读] 岩土项目冻结法寻常事运用物理吸热现象把土体当中的水,冷却让其结冰。

其制冷系统往往使用氨这种化学物质。

韩福来核工业井巷建设公司【摘要】井筒冻结法有足量的长处,其适应性强,井架构造较易支配,较为机灵,对环境作用较小,为此,在井筒作业当中,特别,是在不牢固表土层作业当中被普遍运用。

这种技术较为前卫,但是还留存居多疑问。

文章当中讲解冻结法作业道理与疑问,并且提议必须的预防举措。

【关键词】井筒冻结法;矿建施工;冻结钻孔;井筒掘砌施工1 概述岩土项目冻结法寻常事运用物理吸热现象把土体当中的水,冷却让其结冰。

其制冷系统往往使用氨这种化学物质。

整体制冷系统是由:氨循环系统、盐水系统、冷却水循环系统组成。

挖掘前必须在井筒四周钻一定数量的冻结孔。

低温盐水吸纳四周热量产生冷冻圈,之后,冻结圈扩充,逐渐形成冻结壁。

在地下水(是冻结壁,不是地下水)的守护下施行项目,由于,冻结法作业有较多的不肯定性,所以,易产生冻结管的破裂,施工面底部冻结壁的变形的疑问。

2 井筒冻结技术与疑问2.1 井筒冻结方法2.1.1 差异冻结处理不同冻结是依照地层深度对冻结壁做出差异需求的冻结办法,别称:长短管冻结。

冲积层之下基岩风化带厚度比较大,而且围岩稳固性比较好,或是,接近风化带下含水层,或是井筒全深中有多层含水层,采取其他作业办法很难通过是,适合使用差异冻结法。

应用差异冻结法是,应该注意短冻结管必需通过冲积层与风化带,长冻结管应该通过含水层进入不渗水的稳定基岩。

如果想要确保长孔底部的冻结厚度,需要控制长孔间距,最大间距不能大于4.5米,这样才能保证挖到短孔底部时长孔部分的冻结壁能满足要求。

为了加快形成冻结壁,需要提前开挖,并且早日保证下部冻结壁尽早完成,这时候需要长短冻结孔同时开始进行冻结。

试论井筒冻结法矿建施工技术

试论井筒冻结法矿建施工技术
参 考文献 :
[ 1 ] 黄建 忠. 井 筒 冻 结法矿 建 施 工技 术 [ J ] . 科 技 与企 业 ,
2 0 1 4, 1 6 .
冻结井简通常会 由于土层性质 以及冻结温度的差 异 而采 取分 区 。分段 掘进 , 短段 台阶 式 掘进 、 全 断 面 一 次掘进等不同的方法 , 在掘进 的过程 中, 施工人员需要 对掘砌的高度进行精确化处理。冻结壁在不进入掘进 断 面 的情况 下 , 段高 应为 1 m; 在 冻 结壁 进 入 掘进 面 的 情况下 , 段高应在 2 m一 4 m之 间。
3 . 2井 筒砌 壁作 业
[ 2 ] 张宏 斌. 矿 井井 筒 冻 结法 施工 探 讨 [ J ] . 能 源 与节 能 ,
2 0 1 4, 1 2 .
[ 3 ] 赵燕 青. 井筒冻结法矿建施 工技术 [ J ] . 山东工业技 术 ,
2 0 1 4, 2 3 .
( 上接第 1 9 3页 )
5结 语
这为提高煤仓利用率 , 防止堵仓 , 起到了重要的作用。 ( 1 ) 煤仓衬板性能原理 。经市场调研和现场实验 , 最后决定采用超高分子量聚乙烯 制作的煤 仓专用板作 为煤仓的内衬 , 超 高分子量聚 乙烯的材料本 身具有强 度大、 摩擦系数低的特性 , 煤仓在 贴附内衬板后 , 能够 充分利用其 自润滑性和不黏性j 以降低煤体 与仓壁 间 的摩擦系数 , 以达到解决堵仓现象 , 提高煤仓利用率的
目的 。
( 2 ) 煤 仓 衬 板 安装 方 法 。利 用 清仓 使 用 的 吊 挂 装 置, 进入仓体内部 , 利用射钉即可将 内衬板 固定在仓壁 和仓 口处 , 内衬 板 无 须 铺 满 全 仓 , 只 需在仓壁落煤点 、 漏斗壁、 漏斗上方圆仓 约 1 m 、 仓 口处上方敷设即可, 敷 设完 成后 , 利 用 内衬 板 的不黏 性 即可解 决 堵仓现 象 。 ( 3 ) 煤仓衬板解决效果。经过安装煤仓专用板 , 有 效地 解 决 了 堵 仓 问 题 , 其煤 仓 的 有 效 利 用 率 均 由 7 4 . 7 %提高到 9 0 %, 避免 了因堵仓造成 的生产中断和 堵仓事故 , 降低 了仓壁破碎率 , 节 约了清仓费用 , 提 高 了装放原煤的速度 , 大大缩短了装车时 间, 减少 了车皮 积压现象 , 同时减少了使用空气炮和人工清仓的频率 , 降低 了工人的劳动 强度 , 社会效益和经济效益都很显 著。

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析
在复杂地质条件下进行竖井井筒冻结法施工是一项技术难度较大的工程。

本文将从地质条件、施工原理、施工工艺以及施工注意事项等方面进行探析。

复杂的地质条件是指地下存在大量的岩石、土壤等杂质物质,并且地下含水量较高。

这种地质条件下的井筒冻结工程施工需要考虑杂质物质对施工的影响以及如何避免地下水干扰施工的进行。

针对这种地质条件,施工队需要提前进行充分的地质勘察,了解地下情况,选择适合的冻结材料和施工工艺。

竖井井筒冻结法施工的原理是利用冻结材料的低温特性,通过冷冻机组将低温制冷剂通过输送管道导入到井筒中,使井筒内部温度降低到冰冻点以下,从而形成冻结带,固化地下杂质物质和地下水,保持井筒的稳定和安全。

针对复杂地质条件下的施工需求,可以采用一系列的施工工艺。

在施工前需要进行充分的预处理工作,如地表封堵、深层水井建设等。

然后,在选取冻结材料时需要考虑其低温特性和抗冻性能,以保证施工的效果。

接下来是冷却系统的建设,包括冷却机组的安装和管道的布置。

在冷冻过程中,需要控制冷却速度和温度分布,以保证冻结带的形成和稳定。

在冻结完成后需要进行井筒固化和后续工作的施工,如锚固、混凝土注浆等。

施工过程中需要注意一些问题。

首先是施工队需要根据具体地质条件进行合理的工艺设计,充分考虑施工工艺的可行性和适用性。

其次是施工过程中需要严格控制冷却速度和温度,避免温度过低导致井筒结构的破坏。

还需要注意选择适合的冻结材料,以及对杂质物质和地下水的处理等。

矿山井筒冻结施工工艺与技术措施探讨

矿山井筒冻结施工工艺与技术措施探讨

矿山井筒冻结施工工艺与技术措施探讨摘要:结合矿区井筒的地质特征与水文地质情况,介绍了井筒冻结法施工的特点, 针对施工中遇到的一些如外层井壁局部压坏、透水及涌砂、偏孔等典型问题进行了科学分析, 并提出了相关应对措施, 为类似地层冻结法施工提供了参考。

关键词: 冻结施工原理;施工难题;措施与对策中图分类号: TD262 文献标识码: A 文章编号:1 地质特征与水文地质情况1.1 地质特征某矿区其地层分布主要为第四系、第三系地层, 第四系厚度为145~185m, 地层主要组成为砾砂、粗粒砂、中砂及细砂岩, 其中包括一些间断的亚粘土和粘土层;第三系地层广泛分布于该煤田区域,厚度为5~115m , 主要组成为泥岩、含泥砂岩和砂砾岩, 其中泥岩居多, 约占37%~86.1%。

1.2 水文地质情况该矿区第四系、第三系含水层多。

分上部、中部及下部含水层, 上部含水层是矿井的主要含水层, 厚度30~60m,由细、中、粗砂组成,含水性、透水性好, 涌水量为11.48L/sm,渗透系数26.65m/d,为承压水, 水位标高64.2m;中部含水层厚度约65~75m 涌水量为4.39L/sm , 渗透系数12.97m/d,为承压水, 水位标高为64.16m;下部含水层透水性较差, 厚度约5m , 涌水量约为0.6L/sm , 渗透系数1.87m/d , 为承压水,水位标高64.72m。

2 冻结法加固地层的原理及特点冻结法是利用人工制冷的方法,将低温冷媒送入地层,把要开挖体周围的地层冻结成封闭的、连续的冻土墙,以抵抗土压力,并隔绝地下水与开完体之间的联系,然后在封闭的、连续的冻土墙的保护下,进行开挖并做永久支护的一种特殊加固施工方法。

进入地层内的冷媒通过进、回管路与地面的热交换站相连,热交换站将冷量送入地层,将地层中的热量带出地层。

由此使冻结管周围地层又近向远不断降温,逐渐使地层中的水变成冰,把原来松散或有空隙的地层通过冰胶结在一起,形成不透水的冻土柱。

冻结法凿井技术在立井施工中的应用

冻结法凿井技术在立井施工中的应用

冻结法凿井技术在立井施工中的应用1 冻结法凿井原理冻结法起源于天然冻结,随着人工制冷技术的发展和应用,出现了人工冻结。

冻结法在矿井建设中多用于立井的开凿,井筒直径大小和深度基本不受限制。

通常,当存在不稳定地层或含水极丰富的裂隙岩层,地下水含盐量不大,且地下水流速较小时(流速V<17~10m/s),均可使用冻结法。

冻结法凿井就是在不稳定含水地层中进行施工时,利用人工设置的冻结管,在冻结管内循环冷媒剂,将井筒周围岩层的热量带走,冻结形成封闭的圆筒——冻结壁,抵抗地压、承受水压力和隔断地下水,在冻结壁的保护下进行开挖地层和砌筑井壁的一种特殊施工方法。

冻结法凿井在煤矿特法建井中具有明显的优势,既能用于不稳定的含水层,又可用于基岩含水层,既可应用于立井,又可应用于斜井及风道口工程,适应性强,安全可靠。

2 工程实例某煤矿主井井筒深度805m,井筒净直径7.5m, 最大掘进直径12.4m,最大掘进工作面积121m2;井筒采用双层钢筋混凝土井壁支护, 双层井壁自上而下分5次变厚, 其总厚度为1.10~2.30m,井壁混凝土强度等级为C40~ C75;内外壁之间夹2层1.5mm厚的聚乙烯塑料板, 外壁外侧增加1层厚25~75mm的聚苯乙烯泡沫板。

该矿矿区表土层厚568.45m,主要成分为砂(砾)、砂质黏土、黏土。

砂砾层富含水, 最厚的砂(砾) 层为18.00~19.51m,砂砾层累计总厚度为309.5m,黏土层累计厚度为253.7m。

根据井筒地质检查孔冻土试验报告, 该井筒表土层厚, 黏土层含水量小,试验土层的冻结温度较低,其土层冰点温度平均为-1.7℃,最低达-2.8℃;冻土强度偏低,冻胀特性明显, 试验各个土层最大冻胀力平均为0.58MPa, 土层最大冻胀率平均为3.06%。

2.1 冻结技术与制冷设备2.1.1 冻结技术设计参数1)冻结深度。

冻结深度确定合理,可节省冻结费用,保证井壁质量,加快建井速度,同时能防止涌水冒砂事故,做到安全可靠。

浅析矿井通风中的节能技术

浅析矿井通风中的节能技术

浅析矿井通风中的节能技术金发生(青海省西海煤炭开发有限责任公司柴达尔矿安全环保监察股,刚察县热水,812303)【摘要】现今社会随着科学技术的飞速发展,各个领域的技术水平都有了很大程度上的提高,其中我们所从事的采矿技术也有了相应的提高。

但是在矿井通风工作中,还存在一些问题。

基于此,本文对井下采矿矿井通风节能的重要性进行了探讨,同时分析了影响通风系统工作效率的主要因素,包括通风及基建构筑物、巷道以及生产规划因素;并探讨了井下采矿矿井通风的节能技术,包括采用适当的施工技术降低风阻,利用自然风压进回风两侧空气柱重量不同而产生的压差的变化实现降低通风机耗能,改善矿井通风情况提高井下采矿施工效率。

【关键词】矿井通风;节能;自然风压【Abstract】Nowadays with the rapid development of science and technology, the level of technology in various fields has been greatly improved, and we have been engaged in mining technology has also been improved. But there are some problems in the work of mine ventilation. Based on this, the importance of underground mining of mine ventilation and energy saving are discussed, and also analyzes the main factors affecting the efficiency of the ventilation system, including ventilation and tunnel structures, infrastructure and production planning factors; and discusses the energy saving technology of underground mining of mine ventilation, including the use of appropriate construction technology to reduce wind resistance, the use of natural changes the wind inlet and return on both sides of the air column weight caused by different pressure to reduce fan energy consumption, improve mine ventilation to improve the efficiency of construction of underground mining.【Key words】Mine ventilation; energy saving; natural wind pressure一个矿井的安全生产中“矿井通风”起着至关重要的作用。

浅析制冷冻结施工中的节能降耗

浅析制冷冻结施工中的节能降耗

浅析制冷冻结施工中的节能降耗摘要:冻结施工法目前广泛应用于各种复杂地质条件下的矿井、桥隧施工中,但是其能耗很大,对此通过各个环节进行分析,合理控制,可降低其能耗,具有明显的经济效益。

关键词:冻结施工螺杆压缩机蒸发式冷凝器节能降耗冻结施工法目前广泛应用于各种复杂地质条件下的矿井、桥隧施工中,其工作原理就是采用人工制冷的手段制造冻结帷幕来创造安全的施工环境。

冻结是一种适用性强但能耗高的施工方式,在确保满足设计需求的情况下如何降低能耗具有很大的现实意义。

冻结效果与过程控制密切相关,首先是前期设计,包括冻结深度、冻结壁厚度、布孔方式以及冷冻设备的选取等,选择最优的设计方案既能确保施工安全顺利又能节约成本;然后是钻孔质量的控制,优质的造孔是良好冻结效果的基础;再次就是冷冻站的运转,根据不同时期(积极冻结期和维护冻结期)进行过程控制是冷冻站运转的重点。

本文将结合施工过程中的一些经验来对制冷冻结站运转过程中的节能降耗问题共同探讨。

由淮南工程处负责施工的杨村煤矿风井冻结工程位于安徽省凤台县杨村乡,井筒净直径7.8m,冻结深度800m,冲积层厚度538.9m,标准制冷量4176×104kcal/h。

其设备使用情况如表1所示。

表1设备使用情况统计通过上表可知:冷冻的主要能耗在于冷冻机组,所以合理对其进行控制是节能降耗的关键。

实现制冷节能降耗可从以下几方面入手:1优化开机1.1确定最佳开机参数施工中设计要求盐水温度在-32~-34℃(积极期),根据规范要求汽化温度要低5~7℃,取冷凝温度34℃,蒸发温度-44℃,从氨的热力性质图表中可查得对应的冷凝压力PK = 1. 321 MPa , 蒸发压力PO = 0.0 868MPa,其压缩比为15.22,必须采用双级压缩方式才能满足制冷需求。

可以通过双机压缩的压焓图来进行分析。

图1双级压缩压焓图机组运行中主要是看其制冷系数,由压焓图可知压缩机的功耗为h2-h1+h4-h3,就降低功耗而言,可以降低冷凝压力、升高蒸发温度来降低压缩机做功,对于单个机组运行来讲根据高低压机的容积比选择合适的中间压力和中间温度可以降低单个机组的功耗。

冻结法施工技术管理的一点体会

冻结法施工技术管理的一点体会

43科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 建 筑 科 学随着国民经济的发展、我国煤炭需求量日益增加,煤炭的开采由浅表土地层向深表土地层发展。

随着冻结深度的增加,地层条件变的更加的复杂,矿井建设面临的问题日益突出。

近年来、不少冻结井筒在施工中存在质量、安全等问题,小则影响施工工期,大则造成质量或安全事故,给工程带来很大的损失。

本文介绍了自己在冻结法施工中通过某矿井施工的一些心得体会。

为项目技术管理提供参考。

1 项目概况某矿井,井筒设计深度为550m,表土层厚度为201.2m,该井筒采用冻结法施工,冻结深度为355m。

矿井表土段厚201.2m,其中砂性地层81.3m,占整个表土段40.4%;粘性土层76.85m,占整个表土段38.2%。

表土段下部为钙质粘土层,冻土膨胀性较大,冻土蠕变性较大,对冻结不利。

下部钙质粘土层冻结温度较低,为-3.2℃,对冻结有一定的影响。

冻结段基岩所占比例较大,对冻结钻孔施工有一定影响。

该井筒于2009年12月6日开始充氨制冷,盐水温度在开机冻结第12天降至-28℃,比设计工期提前3天。

一号水文孔(95m)于冻结第24天冒水,二号水文孔(17m)于冻结第28天冒水,比设计交圈时间45天,提前了17天。

该井筒已经开挖190m,井帮温度-11℃,冻土入荒1.2m,满足设计要求。

2 技术管理的体会(1)施工组织设计是指导施工的依据。

根据该矿的地层特征及工程特点,选取的控制层位为下部钙质粘土层,采用主排孔+防片孔冻结方式,冻结孔布置圈径、数目及偏斜控制均符合规范要求,为井筒前期开挖防片帮、安全通过表土段及基岩段封水提供了技术保证。

由有丰富施工经验的工程师编制,处总工程师、公司总工程师等进行逐级审核,集思广益,针对设计的不足之处提出切实可行的意见和建议。

在开工前完成施工组织设计的技术贯彻。

对于在施工组织设计中不能明细的,编制有针对性的专项措施,并在施工前进行贯彻。

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析竖井井筒冻结法是地下工程中一种重要的施工方法,尤其在复杂地质条件下更显示其优越性。

本文从施工技术角度对竖井井筒冻结法的关键技术进行探析。

1. 冻结材料选择冻结材料选择对竖井井筒冻结法施工影响较大,目前常用的冻结材料包括:冰、混凝土、石膏、氯化钠、氟化钠等。

其中,冰是较为常用的材料,具有成本低、速度快等优点,但需要考虑环保因素。

混凝土成本较高,但具有强度高、可靠性好等优点,适用于需要长时间锁固的情况。

石膏成本较低,但强度较弱,适用于短期锁固,例如在岩溶地区使用。

氯化钠、氟化钠等含盐冻结材料在一定程度上会对地下水环境带来影响,需考虑环境保护等因素。

2. 外套方案选择外套方案选择对施工过程中的过程参数和效果起到重要作用。

一般可根据不同岩土体、地质条件、孔深等因素选择不同的外套方案。

常见的外套方案包括:聚乙烯薄膜、单轴隔离布、双轴隔离布、自充气管等。

选择合适的外套方案可以有效地控制冻结筒壁变形和水压力影响,保证冻结效果和施工安全。

3. 壁面防渗措施竖井井筒施工过程中,由于岩土的渗透性,会出现管壁周围的泥浆浸透现象,影响冻结效果。

因此,需要采取相应的防渗措施。

可采用防渗涂料、注浆等方式进行处理,以确保管壁能够有效锁住地下水。

4. 温度控制温度控制是冻结施工中至关重要的环节,关系到冻结效果和施工安全。

一般应根据不同的冻结材料和地质条件选择相应的温度控制方案,采用温度传感器和控温设备进行监测和控制。

尤其在复杂地质条件下,需要精确控制温度,以确保冻结效果和安全施工。

综上所述,竖井井筒冻结法在地下工程中应用十分广泛,但考虑到不同的地质条件和施工要求,需要选择合适的冻结材料、外套方案、防渗措施和温度控制方案,以确保施工质量和安全。

冻结凿井施工技术的改进

冻结凿井施工技术的改进

冻结凿井施工技术的改进
冻结凿井是一种新型的施工技术,它利用冻结的土壤来支持和加固凿井,能够更安全、稳定地进行施工,具有优秀的效果。

然而,由于这种技术的应用较少,在施工中存在着一些问题,需要进行改进。

本文将针对冻结凿井施工技术的改进作出一些探讨。

首先,应加强冻结凿井施工中的试验与论证。

在施工过程中,要根据实际情况进行冻结应力试验,并进行有效的实验论证,使施工过程能够更加科学、有效地进行。

其次,应完善施工文件,根据冻结凿井施工方案,提高施工单位的充分性和完整性,以保证质量。

此外,冻结凿井施工技术还应重视冻结技术的控制,强调安全性和可靠性,并加强岩石受力的监测。

因为岩石是冻结凿井施工技术的重要部分,受力状况较为复杂,如果不加强监测,很容易导致施工失败。

最后,应加强研究,挖掘冻结凿井施工技术潜在的低成本构想,探索低廉的冻结材料,发展经济合理的施工工艺。

这样,施工成本和价格才能实现有效的下降,更有利于推广应用。

综上所述,冻结凿井施工技术的改进非常重要,应从试验与论证、施工文件、技术控制、研究等方面着手,以实现安全、稳定、质量较好的施工效果。

冻结凿井施工技术可以在矿山、地下管道等深度施工中发挥重要作用,但需要进行改进,使其在工程实践中得到更好地发挥。

- 1 -。

井筒冻结法矿建施工技术

井筒冻结法矿建施工技术

井筒冻结法矿建施工技术发表时间:2019-08-21T16:41:37.103Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年10期作者:张杰[导读] 本文主要介绍冻结施工的一些原理,以及我们所需要的问题。

根据发现的问题,提出有必要的治理措施。

核工业井巷建设集团有限公司摘要:在矿建施工过程当中,我们会运用到很多技术,井筒冻结法就是其中之一。

井筒路解法具有很多的优点。

它对环境的影响十分的小,而且井架结构容易被我们控制,具有较强的灵活性,适应性也极强。

是我们经常将井筒冻结法运用在不稳定的表土层当中。

虽然井筒冻结法比较先进,但是先进的技术当中仍然存在着很多的问题。

本文主要介绍冻结施工的一些原理,以及我们所需要的问题。

根据发现的问题,提出有必要的治理措施。

关键词:井筒冻结法;冻结钻孔;矿建施工冻结法施工的具体原理是利用物理吸热的现象,可以将土壤当中的水分冷却使之成冰。

有人在施工过程当中使用的制冷方式,通常是采用氨这种化学物质。

制冷系统是由三大种系统构成的,它们分别是冷却水循环系统、氨循环系统以及盐水循环系统。

在施工过程当中要使用一定数量的冻结孔,冻结孔主要是运用在开挖之前。

然后盐水系统当中的低温盐水会因为吸收了周围的热量,使周围环境形成冻结圈,冻结圈慢慢扩大,形成一个冻结壁。

因此我们可以看做施工过程实际是在冻结壁的保护下进行的。

但是因为这种施工方法有很多的不确定因素,容易发生冻结管断裂。

而且工作体面的冻结币,有时还会发生变形等问题。

1、井筒冻结的方式1.1、局部冻结处理方法井筒冻结技术具有很多的方法。

当我们遇到含水层,在冲击层的中下不时,在这种情况下,上半部分一般不需要冻结。

同理,我们可以知道,当不稳定的含水层处在上部以及下部的时候,那么我们的中部就没有必要冻结。

如果我们所遇到的水层以前出过事故,或者是因为其地形太过于复杂,而需要进行冻结的时候,一般采用普通的冻结方法就可以。

如果我们所遇到的水层以前出过事故,或者是因为其地形太过于复杂,而需要进行冻结的时候,一般采用普通的冻结方法就可以。

冻结凿井的节能方案探讨 410

冻结凿井的节能方案探讨 410

冻结凿井的节能方案探讨410引言近年来我国对煤炭的需求量以及煤炭产量在日益增长。

但是经过数十年长期大规模地开发之后,开采条件较为优越的浅部煤层己经充分开发。

尤其是对于我国的华东、华北地区,这种现象尤为突出。

因而目前新建矿井或即将投入建设的矿井将不可避免地座落在深厚不稳定表土地层上。

但是这些矿井大多数都要穿过至的深厚表土层,甚至有达到上千米的深度。

在这种复杂的地质条件下建设立井井筒,对冻结法施工的要求也更为严格。

冻结法凿井技术属于高耗能技术,冻结过程中要耗费大量的电能及水资源。

调查发现,如果在设计、运行中采取有效的措施,平均可节电20%以上。

开展节能降耗工作,一定要系统分析找出各种损耗源,再制定相应的措施加以控制。

某些传统的设计方法、设计模型及设计参数不符合现场实际,是造成冻结站耗电严重的原因之一。

因此,节能设计和节能运行是冻结站主要的节能方向之一。

1 冻结凿井技术的研究进展1.1国外冻结凿井技术研究进展简况冻结法是国内外最为常用的煤矿井筒通过深厚冲积层的施工方法。

国外采用冻结法凿井较多的国家有德国、英国、波兰、加拿大、比利时和前苏联等,井筒冻结深度最大超过900m,冻结井筒穿过的冲积层厚度最大接近600m。

如1978年开工的前苏联雅可夫列夫铁矿二号罐笼井,井筒穿过的冲积层厚度达571·2m,冻结深度达620m;1979年开工的德国维尔德风井,冲积层厚567m,冻结深度582m;波兰的鲁布林煤矿一号井,冻结深度达到了725m,冲积层厚度较薄,为162m。

国外深厚冲积层冻结凿井时,经常发生井壁破裂、冻结管断裂等工程事故。

如雅可夫列夫铁矿二号罐笼井断管15根,维尔德风井断管6次,严重影响了施工安全和工程质量;并且由于处理事故,施工工期延长,工程成本大幅增加。

因此,实现深厚冲积层冻结井筒安全、优质、快速施工一直是地层冻结工程界所面临的重大技术难题。

近20年来,一些经济发达国家由于能源结构的变化,已很少有大型冻结井筒开工了,冻结凿井技术发展基本上处于停滞状态。

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2 近 几年来 类似 处理 精通 的统 计表 1
从 以上统 计 中可以看 出, 采用 冻结法处 里井矿井 中设计 热循环孔 且正确使
图1
图2
表1
序号 矿井名称 1
井别
井深 ( m) 6 4 5 . 1 6 0 3 . 1
5 6 9
井径 ( m) 8 . 2 9 . 0
用后 , 上 部 已成井壁 均能 得到很 好 的保 护 , 而未 设计 采用热 循环 孔的处 里井井 壁不 同程度 地受 到破坏 , 需花费 大量人 力物 力去进 行重 新修复 。 而 在核 桃峪风 井冻 结施 工中 , 通过 设计 热循环 孔和对 热循环 孔水 的科学 利用 , 既起 到 了对 井 壁 的保护 同时 也取 得了较 为 明显 的节能减 排 效应 。 3 . 啊 热孔 的设 置和循 环水 的利 用原 理 3 . 1 隔热 孔的设置 在 采用冻结法 进行下部 冻结处理 的井筒 , 其 隔热 孔的设置都 是在冻 结孔到 荒径之 间设置 一 定数量 的隔 热孔 , 综合考 虑钻 孔施 工的深度 、 垂直度 和钻 孔施 工时对 E 部 已成井 壁可 能产 生的 影响等 因素, 隔热孔设置 在距里井 简混凝土 外 壁2 0 0 mm左右 , 孔 间距在3 . 4 m左右较 为合理 , 同时 在两个 隔热 孔中间径 向向 内 0 . 4 m左 右设一 个 同等深 度 的测温 孔 , 以监 测内侧 冻结 壁 的温度和 分析 隔热 孔 的隔 热效应 。 如 图所 示为 核桃 峪风 井冻 结孔 和隔 热孔 平面布 置 图1 3 2 隔热 L 循环 水节 能利用 原理
2 3 4 5
麦垛 山煤矿 核桃峪煤矿 新庄煤矿 邵寨煤矿
副井 回风井 副井 风 井 副井
风井
5 8 1 5 7 5 9 7 5 9 7 5 l O 2 5 . 3
9 6 6 . 6
9 0
6 . O
塔然高勒煤矿 主井 副 井
风 井
普通法凿井 冻结深 热循环孔圈径 深度 ( m) ( m) 及个数 ( m/ 个) 4 8 8 6 5 8 无 4 9 1 6 5 8 无
4 8 3 5 8 8 无
所属地区及井壁状态 鄂尔多斯杭锦旗 ,冻结上部井壁破坏
涌 水量 超过 l O O m3 / h ) 无法 继续施 工 时 , 重新 考虑 采用 冻结法 进行 封 水后做 下 部井简 的开 凿工 作。 这 样就 得对上 部 已成混 凝土井 壁原 有状态 进行 保护 , 而目 前 的保护 措施主要 有采 用局部冻 结方 式( 下双 供液管 或上部对 冻结管 外壁做保
温处理 ) 和设计采用隔热孔循环热水或热盐水方式以阻止冻土向井壁侧发展 等, 从井筒的实施效果分析后者更能有效解决冻胀力对 已成井壁的破坏这一难 题, 为矿井 顺利 建设赢 取 时间 , 而隔 热孔 回水作 为冻结 制冷 系统 中冷凝 器的 冷 却 水使 用 , 即能有 效降 低冷凝 压力 减少 水的排 放量 , 同时又 能减少 对 隔热孔进 水 的加 热 时间和 能耗 , 从 而实 现 了节能 减排 的真 正 目的 。

宁东矿区,冻结后上部井壁完好 甘肃正宁县,冻结后井壁完好 甘肃正宁县,冻结后井壁破坏 甘肃正宁县,正在造孔施工阶段
主井 副井
风井
8 6 6 8 7 8
8 6 4
5 . 5 8 . O
6 . O
5 5 3 . 8 5 6 5 . 6
5 6 4 . 5
工业 技 术
C hi na s c i e n c e a nd T e c h no l o g y R e v i e w
●I
冻结 法处理矿 井施工中的节能技术浅论
刘杰 忠
( 中煤特 殊凿 井 有 限公 司冻 结处 安徽 淮 北 2 3 5 0 0 0 )
[ 摘 要] 冻结法用于矿井冻结和处里井施工中 , 具有安全可靠的特点。 在矿井处里中应用时通过设置一定量的热循环孔和科学利用热循环 孔循环水, 在施 工 中不但 能有效 地保护 好 已成混 凝土 井壁 , 还 能起 到较好 的节 能减排 效应 , 通过 在 核桃峪 风井 的运用 实 际效果看 , 为今后 类似 工程 的施工和 节能 减排方 面提供 了
7 . 5
2 5 1 2 7 0 4 7 2 4 6 0 1 3 0
9 0
4 9 2 5 1 8 9 5 6 9 1 6 9 0 0
9 1 0
1 8 . O / 8 1 4 . 7 / 6 1 3 . 4 / 1 3 l 1 . 1 / 1 3 无
7 4 4 8 1 S
8 l 3
9 . 6 / 1 2 1 2 . 4 / 1 6
1 0 . 2 / 1 3

金川东部贫矿 回风井 4 4 5
5 . O
3 5
1 0 9

甘肃张掖市,冻结后开挖阶段 科技博 览 I 3 61
经验 。
[ 关键 词] 冻结法 ; 处里 井 ; 上 部井 壁 ; 热循 环 孔 ; 节 能减排 。 中图分 类号 : T U7 4 文献 标识 码 : A 文章编 号 : 1 0 0 9 — 9 1 4 X ( 2 0 1 3 ) 3 8 —0 3 6 1 — 0 2
1 . 简 述 近年 来 , 随着 能源 需求 的增 加和 西部煤 矿软 岩井筒 建设 的升 温 , 许多矿 井 建 设步 伐加快 , 井筒开 凿 的方式 也逐渐 多样 化 , 部分矿 井在 没有 完全对 地质及 水文地质 条件分 析透彻 的情况 下 , 先 期采用普 通法开 凿 , 当井筒 出现涌 水( 有 的
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