大断面深立井井筒冻结表土段快速施工技术
立井井筒深厚冻结表土段快速施工实践
立井井筒深厚冻结表土段快速施工实践江军【摘要】郭屯煤矿副井井筒冻结表土段凿井施工中,采用小型挖掘机配合中心回转式抓岩机进行掘进,降低了劳动强度,加快了施工速度,取得了掘砌外壁最高月成井达193m的好成绩.该项技术已被评为国家级工法,我国建井行业正在积极推广应用.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2008(029)006【总页数】2页(P8-9)【关键词】立井井筒;冻结表土段;小型挖掘机;中心回转式抓岩机;快速施工【作者】江军【作者单位】中煤第五建设公司第三工程处,江苏,徐州,221140【正文语种】中文【中图分类】TD265.3+41 工程概况山东巨野矿区郭屯煤矿设计生产能力2.4Mt/a，立井开拓，主、副、风3个井筒均处于同一工业广场内，其中副井井筒掘砌工程由我处施工。
该井筒净直径6.5m，井深879.3m，冲积层和风化基岩段采用冻结法施工，冻结深度702m；冻结段掘砌深度为688m，钢筋混凝土井壁。
井筒冻结段井壁主要技术参数见表1。
表1 副井井筒冻结段井壁主要技术参数序号垂深/m井壁厚度(内/外)/mm配筋规格混凝土强度等级10～140650/550ϕ25@250C302140～230650/650ϕ28@250C403230～330800/800ϕ28@250C504330～450950/950ϕ30@250C605450～5101200/1050ϕ32@250C606510～6171200/1200ϕ32@250C757617～6881400/500ϕ28@250C75副井井筒自上而下穿过第四系、上第三系冲积层和二叠系上石盒子组地层。
冲积层总厚度为587.1m，其中第四系为137.4m，上第三系为449.7m。
第四系地层由细砂、粉砂、粘土质砂、粘土、砂质粘土等组成，其中粘土层累计厚度为83.80m。
上第三系地层由粗砂、中砂、细砂、粉砂、粘土质砂及粘土、砂质粘土、钙质粘土相间沉积而成，其中粘土层累计厚度为287.0m。
浅析大直径深立井井筒快速施工技术
浅析大直径深立井井筒快速施工技术大直径深立井井筒快速施工技术是指在大直径深水井的施工过程中，利用现代高科技手段和先进施工工艺，以最短的时间和最高效率完成井筒的建设和施工。
随着石油勘探和开发的不断深入，对井筒快速施工技术的需求也日益增加，在大直径深立井井筒快速施工技术方面的研究和实践已成为石油工程领域的一个热点课题。
一、大直径深立井井筒的施工难点大直径深立井井筒是指井筒直径大于500mm，井深度超过2000m的垂直井。
这类井筒在石油勘探和开发中具有重要的作用，但是也面临着诸多施工难点，主要包括以下几个方面：1. 复杂的地层环境：大直径深立井井筒往往会穿越各种复杂地质构造和地层环境，例如高压、高温、高含硫等特殊地质条件，从而增加了井筒的施工难度。
2. 工程施工风险：大直径深立井井筒施工一旦出现差错可能会导致很大的经济损失和安全隐患，因此必须对施工过程进行严密的监控和控制。
3. 施工周期长：传统的大直径深立井井筒施工周期长，会对整个勘探和开发进程产生一定的影响，因此急需提高井筒的施工速度。
二、大直径深立井井筒快速施工技术针对大直径深立井井筒施工难题，现代科技不断推陈出新，不断改进施工工艺，提出了一系列的大直径深立井井筒快速施工技术，主要包括以下几种：1. 激光导向施工技术：利用激光技术实现井筒的精准导向，从而能够高效地穿越复杂地层环境，大大降低了井筒施工难度。
2. 专用大直径钻机：采用大功率、大扭矩的专用大直径钻机进行施工，能够快速完成井筒的钻进，大幅缩短井筒施工周期。
3. 超声波检测技术：通过超声波检测技术对井下地层进行精准、实时的检测，帮助指导井筒的施工方向和进度，提升施工效率。
4. 自动化施工技术：利用自动化设备和控制系统对井筒施工过程进行全程自动监控和调节，实现施工的高效快速。
5. 稳定性分析与控制技术：通过先进的数值模拟工具进行井筒稳定性分析，并采取相应的措施进行稳定性控制，确保井筒的安全施工。
超大荒断面冻结斜井井筒快速施工及应用
超大荒断面冻结斜井井筒快速施工及应用1 前言福城煤矿新副斜井井筒设计长度1266.9m，设计倾角23°，轨面标高+1241.994m，井筒施工完粘土段累计至斜长232.375m，本冷冻段长度268.712m、巷道沿粘土段井筒方向延伸，底板标高+1151.994m～+1047m（对应地面垂深为90m～194.994m），净断面积15.7m2，净宽4.6m，净高3.9m。
该斜井冻结段岩层特征属于第三系的粘土层。
此段主要性质为：粘土、砂质粘土及细沙，浅红及棕红色，结构松散，局部夹细砂层。
针对大断面大倾角冻结斜井井筒施工，我们应用先进的施工工艺和技术，安全、优质、快速的完成福城煤矿新副斜井井筒施工。
2 施工技术特点（1）根据冻结斜井井简断面、冻结长度及地质条件来合理的配置机械化装备，特别是采用电动耙碴机出矸，工作面刷帮清底，节省了大量人工；解决了因断面大，矸石量大，倾斜角大，装载困难，出矸时间长的问题，提高工效近4倍。
（2）解决了斜井施工，工作面迎头钻超前炮眼与出矸作业平行交叉施工，缩短了循环周期，有利于实现正规循环作业。
实现了冻结斜井井筒快速施工。
（3）井筒开凿后立即进行25U型可缩性金属支架及背网喷临时支护，减少了岩层的暴露时间，确保了施工安全。
实现了井筒浇注混凝土永久支护与迎头掘进平行交叉施工，反拱施工与井筒混凝土平行交叉施工，合茬口注浆、壁后注浆与井筒平行交叉施工，缩短了循环作业时间，增强了企业的竞争力。
（4）解决了冻结管路盐水回收，掘后揭露的冻结管恢复利用，反拱施工底板浇注合茬口的处理，拱顶合茬口的处理，加强了混凝土强度控制。
各工种实现专业化，按“滚班制”作业，充分调动了人的主观能动性。
掘进段长15-30m，砌砼段长10～20m，有利于交叉平行作业循环的实施，充分发挥机械化装备的优势。
3 施工操作要点（1）最合理的超大荒断面冻结井机械化快速施工综合配套设备和方案。
要确保超大荒断面冻结井斜井快速施工得以实现，前提条件之一就是要配备足够的装矸和提升能力来满足快速施工的需要。
大断面深立井井筒快速施工技术研究
大断面深立井井筒快速施工技术研究在立井井筒施工中，根据不同的地质条件采取相对应的施工技术是实现井筒安全、优质、高效掘砌的前提。
据此，根据红一煤矿主井井筒工程地质特点，针对大断面深立井井筒冻结段和基岩段快速施工技术进行了探讨，以供同行借鉴。
标签：大断面；立井井筒；快速施工技术doi：10.19311/ki.16723198.2017.15.0931主井井筒概况及工程地质特点1.1主井井筒工程概况红一煤矿位于宁夏回族自治区银川市东部，矿井设计能力为2.4Mt/a，服务年限56.9a。
立井开拓，主、副、回风立井位于中央区工业场地内。
本矿井地质条件较为稳定，瓦斯富含量较低为低瓦斯矿井。
主井井筒净直径 5.5m，井筒全深557m（主井井口+1220m，井底落底标高+663m）。
1.2工程地质特点红一煤矿主井自上而下分别穿过17.42m第四系（Q）冲积层，281.65m古近系（第三系）（E）冲积层，539m石炭二叠系太原组（CPt），116.82m石炭系上统土坡组（Ct），47.93m奥陶系中统克里摩里组（Ok）。
红一井田是接近于南北走向的红墩子背斜，井筒附近没有发现断裂构造，在井筒1000m距离内有DF10和DF7断层，大的断裂构造区内有F8和黑梁断层。
总之，本井筒构造比较简单，困扰井筒施工的地质构造主要是红墩子背斜。
因为井筒距背斜轴部比较近，在挤压作用的影响下，揭露出来的钻孔岩芯裂隙比较发育，即岩层不稳定和次生张裂隙导水等两个方面对井筒施工的影响就较大。
2快速施工方案的选择2.1井筒冻结段施工2.1.1冻结表土段施工掘进：刷帮采用风铲、铁锹、B87型气动破碎机进行，装土采用XE40C挖掘机，装岩采用HZ-6型中心回转抓岩机。
若在挖掘时遇到围岩条件比较差的情况时，可先挖掘超前小井，再在井中向周边范围进行扩展，采用台阶方式进行挖掘。
在立模前，井壁欠挖的部分务必用风镐刷大，然后把井壁底部的浮矸进行清理出来。
开挖时应严格控制冻结壁径向位移量不大于50mm，循環作业时间符合规范要求。
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
竖井井筒冻结法是一种在复杂地质条件下施工的井筒加固技术。
在井筒施工过程中，往往会遇到复杂的地质条件，如复杂的地层结构、高含水层、断层、溶洞等。
这些地质条件往往会给井筒施工带来很大的困难和风险。
竖井井筒冻结法就是通过冻结地层来形成一个稳定的井筒结构，以便安全进行井筒施工。
竖井井筒冻结法的施工过程一般分为以下几个步骤：需要对井筒周围的地质条件进行详细的勘测和分析，了解地层的性质和周围环境的情况。
根据勘测结果确定冻结区域和冻结深度，并制定详细的施工方案。
然后，将冻结管安装到预定的位置，并连接冻霜设备。
接着，注入冷却介质（如液氮），形成冻结区域。
进行井筒的施工和加固。
竖井井筒冻结法的核心是通过冻结地层来提高井筒的稳定性和强度。
冻结地层可以有效地控制井下水位和井筒的变形，从而确保井筒的安全施工。
而在冻结地层中，冻结管起到了关键的作用。
冻结管安装的位置和数量要根据地层条件和井深来确定，以确保冻结区域的完整性和稳定性。
冻霜设备则用来注入冷却介质，降低地层温度，形成冻结区域。
在竖井井筒冻结法中，有几个关键技术需要注意。
冻结管的密封性要好，在安装过程中要确保没有漏水现象。
冷却介质注入的速度和温度要控制好，以避免地层温度过快地下降引起冻霜设备的损坏。
还需要根据地层的特点和冻结深度来选择适当的冷却介质和冷却方式。
井筒施工过程中要加强监测和控制，确保冻结区域的稳定性，以及井深和井径的控制。
立井井筒冻结表土段快速施工
立井井筒冻结表土段快速施工杨星林;徐树岐;李景雨【摘要】国投新集集团口孜东矿中央回风立井,井筒深1 005m,其中冻结段深618m.冻结表土段凿井施工中,由于采用了综合机械化配套方案和多项新技术、新工艺、新设备,实现了快速施工.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2008(029)002【总页数】2页(P23-24)【关键词】冻结表土段;立井井筒;机械化配套设备;快速施工【作者】杨星林;徐树岐;李景雨【作者单位】中煤第四十九工程处,河北,邯郸,056003;中煤第四十九工程处,河北,邯郸,056003;中煤第四十九工程处,河北,邯郸,056003【正文语种】中文【中图分类】TD262.1+11 工程概况国投新集集团口孜东矿中央回风立井，井筒净直径7.5m，深度1 005m，其中冻结段深度618m，基岩段深度387m。
冻结段为双层钢筋混凝土井壁，混凝土强度等级C50～C75。
井筒冻结段穿过第四系表土层，主要以粘土和砂土为主。
2 凿井施工综合机械化配套方案井筒冻结表土段快速施工的关键环节是掘进、提升运输和砌壁；应根据井筒表土层实际情况和合同要求，合理选用能满足相应工序要求的施工设备。
我们选用的综合机械化配套设备如下：CX55型挖掘机掘进，多台风镐、凿岩机、铁锹等刷帮，HZ-6型中心回转式抓岩机装矸。
主提升为2JK-4.0×2.1(Ⅱ)E型提升机，配单钩5.0m3吊桶提升。
副提升为JKZ-2.8/15.5型提升机，配单钩4.0m3吊桶提升，座钩式自动翻矸；矸石落地后，铲车装载，自卸式汽车排矸。
设置3层吊盘，采用4台德国产JZ-25/1300型稳车悬吊，提落集中控制。
另外，根据需要，布置了多台2JZ-25/1300和JZ-16/1300型稳车。
矿供商品混凝土，HID-3.0型底卸式吊桶下料，3.6m高液压伸缩整体金属模板砌壁。
采用2×30kW对旋式扇风机通风(压入式)。
地面配备5台GA110-7.5型螺杆式空压机供压气。
主井冻结井筒快速掘砌施工技术
主井冻结井筒快速掘砌施工技术摘要：对于冻结井筒深埋冲击层、粘土层和高压高温施工，实现了冻结系统优化到精心检测的许多技术参数，对深井冻结技术的实施具有重要意义。
关键词：井帮温度；冻结壁；冻结技术某煤矿采用立井开拓，工业现场有主、副井，表土厚度为496.1米，弱风化带为520.7米，最大井壁厚度为1.9米，荒径9.45米，冻结540米。
一、施工分析1.水文地质。
主井为0-496.1m表土深，其中土黄、褐黄色砂质粘土、粘土和砂层主要为0-119.85m，砂层为65.05m厚度，占系统厚度的54.28%。
砂层集中22.60～44.80，54.45～82.15，111.10～119.85m，砂为土、锈黄色，好透水性;低粘土密度，高塑性，低膨胀。
2.冻结分析。
由于主井冲击层厚度大，为保证有效的冻结井壁厚和强度，设计采用开挖井筒快速和掘砌施工，通过冻结井壁和掘进、井筒掘至各水平分析，设计采用三圈孔和防片帮孔方式冻结。
3.冻结施工。
主井冻结内外圈在15天内冻结，24台机组满负荷启动，盐水温度和冷却速度按要求确定。
盐水的内圈温度从冷冻日期5天的0°C，冷冻第66天，到温度-30°C，盐水温度-32.80°C，在设计温度范围内，保持盐水温度的时间差逐渐从4.50到2.30°C，开机温度从84°C到-32°C，由于外圈热交换，回路温度逐渐从原来的7°C到目前的4.3°C，证明热交换量逐渐减慢;主井浅水文孔在-294m深度的120米处冻结54天冒水，冒水前9天达到294米深水温孔，并在浅水文孔冒水后第三天开始挖锁口。
锁口为-7.5m，294 m(开机冻结60天)深水文孔冒水，井筒试挖深度为30米，井正式冻结78天。
由于初期开挖，冻土尚未进入荒径，片帮现象为了减少发生，掘砌单位采用高掘砌1.1m小段，后来为了加快施工速度，其不断更换模板，从2.5m到3.6m大段高掘砌转换,掘砌至181.4m，细沙层。
立井井筒深厚表土层冻结段外壁大断面变径掘砌施工技术分析
立井井筒深厚表土层冻结段外壁大断面变径掘砌施工技术分析摘要针对杨村矿井副井井筒冻结段外壁施工过程中三次大断面变径施工实际技术参数分析研究，围绕立井井筒深厚表土层冻结法方施工工艺，地质条件参数变化，冻结壁温度及荒井壁稳定等几大关键技术统计分析工作，满足了安全快速施工的需要，为我国立井井筒在深厚表土层冻结段外壁大断面变径掘砌施工积累了成功的经验。
关键词立井井筒；深厚表土层；冻结段外壁；大断面变径0 引言立井冻结段施工在我国已有50年的历史，对于400m以上的深厚冲积层一般采用双层钢筋混凝土复合井壁施工方式。
随着井筒深度的增加，冲积层土压、水压的增大，井筒内、外壁井壁厚度，砼强度、钢筋规格尺寸等材料相应加大。
因此，为有效增加内层井壁厚度，确保满足冲积层水压、土压等相关载荷，在立井井筒深厚表土层冻结段外壁施工过程中，应根据合理的地质层位采用变径掘砌施工。
通过杨村煤矿副井井筒在绝对标高-169.6m、-269.6m和-379.6m三次变径掘砌施工过程中，对地质条件、冻结情况等技术参数统计分析，为立井井筒深厚表土层冻结段外壁大断面变径掘砌施工技术积累了经验。
1 工程概况国投新集能源股份有限公司杨村煤矿，位于安徽省淮南市凤台县杨村乡。
设计年生产能力5.0Mt/a，覆盖于煤系地层之上的新生界松散层较厚。
副井井筒设计净直径Ф7.5m，井深1000.7m。
表土层厚度536.65m，冻结深度725 m，掘砌井深715m。
其中锁口（+26.7～+21.7m段）；冻结段内/外井壁支护：钢筋混凝土井壁；内/外壁厚：（+21.7～-169.6m段）600mm/600mm、（-169.6m～-269.6m段）750mm/750mm、（-269.6～-379.6m段）950mm/950mm、（-379.6～-541.1m段）1150mm/1150mm、（-541.1～-551.1m段）整体浇筑2300mm；内/外壁砼强度：从上向下依次为C30、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75；外层井壁与冻结壁之间铺设25～75mm聚苯乙烯泡沫板；内外壁间设计敷设两层δ=1.5mm×2HDPE塑料板；（-670～-680m段）1000mm/300mm、（-680～-715m段）700mm/300mm，砼强度为C50。
冻结表土段施工安全技术措施
A hundred me in a hundred mouths, I am an angel but also a demon.简单易用轻享办公（页眉可删）地质概况（1）第四系（Q）上段：土黄色为主，夹灰绿色、浅褐色、砖红色；由砂质粘土、粘土与砂层相间组成,以土层为主。
总厚65.60m。
其中土层4层，单层厚度1.35～32.95m，累厚53.90m, 占地层总厚82﹪；砂层4层，单层厚度1.20～6.35 m，累厚11.70m,占地层总厚18﹪。
中段：浅灰绿色为主，夹土黄色、浅褐色、锈红色；岩性主要为砂质粘土、粘土、中砂、粗砂及细砂。
总厚58.30m。
其中土层4层，单层厚度1.80～21.35m，累厚47.85m, 占地层总厚82﹪；砂层4层，单层厚度1.50～3.55 m，累厚10.45m,占地层总厚18﹪。
下段：浅灰绿色为主，夹土黄色、灰白色、锈红色；岩性以主要为砂质粘土、粘土、粉砂、细砂，见中砂及粗砂，下部弱固结。
总厚94.50m。
其中土层8层，单层厚度1.55～30.00m，累厚60.95m, 占地层总厚64﹪；砂层7层，单层厚度2.05～8.40 m，累厚33.55m, 占地层总厚36﹪。
2、水文地质概况由于该井筒采用冻结法施工，故冻结段水文地质在此不再阐述。
冻结表土段施工采用短段掘砌施工方案，整体金属下行钢模板砌壁，掘砌段高为4.0m。
出矸（土）采用一台58型柴油挖掘机配合2台HZ-6型中心回转式抓岩机挖土装罐，布置两套单钩挂7m3吊桶提升，主提采用一台JKZ-3.6/15.5型绞车；副提采用一台JKZ-3.2/15.5型绞车提升，将吊桶内的矸石（土）提至翻矸平台，采用人工挂钩翻土，经翻矸溜槽至地面，再由铲车装入自卸式汽车排入矿方指定地点。
井壁砼由地面砼搅拌站配制好的混凝土装入DX-3.0型底卸式吊桶采用不摘钩下料。
1、掘进冻结表土段掘进采用一台58型柴油挖掘机配合2台HZ-6型中心回转式抓岩机挖土装罐，掘进时先挖井筒净径以内部分，然后进行逐段刷帮。
浅析大直径深立井井筒快速施工技术
浅析大直径深立井井筒快速施工技术大直径深立井井筒快速施工技术是指利用先进的施工设备和工艺，快速高效地完成大直径深立井井筒的建设。
随着现代工程建设的不断发展，大直径深立井井筒在城市供水、排水、地铁建设等领域得到越来越广泛的应用。
如何提高大直径深立井井筒的施工速度和质量，成为了施工者们的重要课题。
本文将从设备、工艺和管理三个方面对大直径深立井井筒快速施工技术进行浅析。
一、设备1. 高效的钻机大直径深立井井筒的施工需要使用强力的钻机，以实现对深层地质的有效穿透和取土。
目前市面上普遍使用的是液压式旋挖钻机，其具有功率大、效率高、自动控制等特点，能够满足大直径深立井井筒的施工需求。
钻机的自动化程度也得到了很大提高，可以实现远程操作和监控，提高了施工的安全性和稳定性。
2. 高效的取土设备在进行大直径深立井井筒的施工时，需要大量的取土设备来有效地处理地层土壤。
传统的取土方式主要是依靠人工或者小型机械，效率低下且易出现堵塞等问题。
现在施工中普遍使用的是具有强大取土能力的削岩机，它具有高效、自动化操作、减少人工干预等优点，大大提高了取土效率，确保了施工的顺利进行。
对于大直径深立井井筒的施工来说，高效的钻具和工具也是不可或缺的。
例如大口径扩孔器、大直径钻头等工具及配件，它们可以有效地提高钻进速度和穿透深度。
还有保护套管、集合管、搅拌桩等专用工具，可以有效地保护井筒及相关设备，确保施工的顺利进行。
二、工艺1. 连续壁桩施工技术在大直径深立井井筒的施工中，连续壁桩施工技术是一种比较成熟的工艺方式。
它能够有效地保证井筒的垂直度和圆整度，并且具有较高的承载力和密封性。
通过合理设计和施工，可以在较短的时间内完成井筒壁的施工，提高施工效率和质量。
2. 高效的注浆技术在井筒施工中，注浆是非常重要的一环。
注浆可以有效地加固土层，提高井筒的稳固性和密封性。
现在市面上普遍使用的是高效的注浆设备和材料，例如泵送机、注浆剂等，能够实现快速注浆，并且具有优良的封闭性和抗渗性，提高了井筒的使用寿命和安全性。
冻结井冻结段快速施工工法..
冻结井冻结段快速施工工法HXGF-KJ1-2009山东华新建筑工程集团公司立井井筒工程量占矿井建设总工程量仅3.5％～5％，但其建设工期却占总工期的40％左右。
随着市场竞争及提高经济效益的要求，加快立井施工速度，是缩短矿井建设工期的关键，特别是冻结井增加了冻结工期和费用，加快施工速度尤其重要。
我公司自施工冻结井以来，对冻结井筒立井机械化快速施工进行了长期的研究与实践，在鲁新副井的施工中成熟地利用了超大荒断面冻结立井井筒机械化配套作业线，井筒冻结段自2008年9月11日正式开工，到2008年12月10日外壁施工完成共3月计成井271.0m，平均月成井90.4m。
创同行业超大荒断面冻结立井井筒快速施工新记录，并且经过多年来国内、外各类冻结立井井筒施工实践，形成了大荒断面冻结立井井筒机械化快速施工综合配套的施工方法。
一、特点1．根据冻结立井井简直径、深度及地质条件来合理的配置机械化装备，特别是采用挖掘机下井挖土装罐，工作面清底，节省了大量人工；解决了因单钩提升，吊桶装载距离远，出矸时间长的问题，提高工效近6倍。
2.解决了立井施工，井下装矸时间太长对施工循环周期的影响，缩短了循环周期，有利于实现正规循环作业。
实现了冻结立井井筒快速施工。
3．井筒开凿后立即进行永久支护，减少了岩层的暴露时间。
不需进行临时支护，节省临时支护时间和材料，既减化了施工工艺，确保了施工安全，又有利于降低工程成本，增强企业的竞争力。
4．各工种实现专业化，按“滚班制”作业，充分调动了人的主观能动性。
5．掘砌段高一般2.5～4.28m，有利于爆破循环的实施，充分发挥机械化装备的优势。
二、运用范围1．本工法广泛适用于煤炭、黑色金属、有色金属、稀有金属和非金属等各类矿山工程立井冻结井筒施工。
2．适用于井筒净直径不小于Φ5.5m，荒断面Φ6.5m以上。
3．井筒深度无限制，井筒断面越大越能发挥该工法快速施工性能。
4．井筒荒断面越小将影响配套机械化设备效率的发挥，施工速度、井壁质量等将受到一定的影响。
浅析大直径深立井井筒快速施工技术
浅析大直径深立井井筒快速施工技术大直径深立井井筒快速施工技术是一种在沉井施工中应用的技术，其通过一系列的方法和措施，实现了施工的快速进行和质量的保证。
大直径深立井井筒快速施工技术的主要内容包括设计优化、机械化施工和质量控制三个方面。
设计优化是大直径深立井井筒快速施工的基础。
在设计过程中，需要综合考虑井筒的强度、稳定性和施工可行性等因素，通过合理的参数选择和结构设计，使得井筒能够满足工程要求，并且能够在机械化施工条件下顺利施工。
机械化施工是大直径深立井井筒快速施工的关键。
在传统的施工过程中，通常需要通过人工进行钻孔、土方开挖和支护等作业，工序繁琐、周期长。
而机械化施工则通过引入机械设备和工程机械，实现了施工过程的自动化和高效化。
可以使用大功率的钻机进行钻孔，利用挖掘机进行挖土，使用起重机进行吊装等，大大提高了施工效率。
质量控制是大直径深立井井筒快速施工技术的保障。
在施工过程中，需要使用合适的检测设备和方法，对井筒进行监测和检测。
可以利用无损检测技术对井筒的质量进行评估，及时发现问题并进行修复。
还需要在施工过程中进行质量管理，包括对施工工艺的合理安排、对施工人员的培训与管理等方面，确保施工质量。
大直径深立井井筒快速施工技术是一种通过设计优化、机械化施工和质量控制实现施工快速进行和质量保证的技术。
通过引入机械设备和工程机械，实现施工过程的自动化和高效化，提高了施工效率。
通过合适的检测设备和方法对施工质量进行监测和检测，保证施工质量。
这一技术的应用，不仅可以提高施工效率和质量，还能降低成本，节约资源，具有较高的经济和社会效益。
复杂地质构造竖井井筒冻结法施工
复杂地质构造竖井井筒冻结法施工：复杂地质构造竖井井筒冻结法施工近年来，人们越来越重视对地下空间的开发和利用，但由于地下空间各种复杂的工程地质和水文地质条件，如软土、含水不稳定层、流砂、高水压及高地压地层等，在这种复杂环境下施工，常规施工方法不能维持周围土体稳定，而要采用一些特殊的施工方法，冻结法就是其中之一。
另外，我国经济发达地区且地质条件好的煤田，绝大部分已得到充分开发，其中不少煤田已经枯竭，需要开发深厚表土所覆盖下的煤田。
但这些矿井大多都要穿过400~800m的深厚表土层，在这种复杂的地质条件下，用常规的建井技术已经不可能，必须考虑采用特殊的凿井技术，即竖井井筒冻结法凿井技术。
由于冻结法（特别是竖井井筒冻结法）在复杂地质施工中的普遍应用，它的施工技术要点及难点也成为研究的主要课题。
一、冻结法的施工工艺冻结法施工技术在国际上已有一百多年的应用历史，在城市土木工程的应用始于1886年瑞典斯德哥尔摩24m的人行隧道的建设。
在西欧、前苏联、日本等科技发达国家，该技术已是城市建设中一项成熟的施工技术和施工方法。
如比利时的布鲁塞尔某深基坑外围尺寸为37×81m，采用冻结法施工效果较好，又如东京地下快速公路十号及十一号隧道，瑞士阿尔堡勃恩隧道，杜塞尔多夫隧道均采用先冻结后开挖的施工方法，原西德的海尔纳东部泵站建筑基坑，苏联莫斯科地铁车站的开挖，也均采用冻结法施工技术施工。
代写论文我国采用冻结法技术施工煤矿井筒自1955年开始，至今有40多年的历史，共用冻结法施工煤矿井筒430余个。
其中冻结最大深度435m，冻结表土层最大厚度375m，冻结法技术已是我国煤矿井筒施工中成熟、可靠的特殊施工方法之一。
进入70年代，冻结法技术开始在城市建设基坑开挖及路桥施工中推广应用。
如北京地铁车站的护坡工程、沈阳地铁试验井开挖、内蒙海拉尔水泥厂地下皮带走廊施工、南通钢厂沉淀池施工，凤台大桥主桥墩开挖上海过江隧道出口、地铁车站、泵站施工等均是采用冻结法技术施工，效果很好。
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。
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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
开挖和做永久结构施工期间，冻土墙强度保持不变。完成使命后即开始强行解冻，拔
除冻结管。
论文对绝大多数的朋友们来说是必不可少的，为了让朋友们都能顺利的编写出所需
的论文，论文频道小编专门编辑了“冯琳娜地质构造特征在煤与瓦斯突出控制中的应
用”，希望可以助朋友们一臂之力!
当前，我国煤矿多属沼气矿井，随着矿井的不断延深，煤与瓦斯突出矿井比例正逐
这种复杂环境下施工，常规施工方法不能维持周围土体稳定，而要采用一些特殊的施
工方法，冻结法就是其中之一。另外，我国经济发达地区且地质条件好的煤田，绝大
部分已得到充分开发，其中不少煤田已经枯竭，需要开发深厚表土所覆盖下的煤田。
但这些矿井大多都要穿过400~800m的深厚表土层，在这种复杂的地质条件下，用常
设中一项成熟的施工技术和施工方法。如比利时的布鲁塞尔某深基坑外围尺寸为
37×81m，采用冻结法施工效果较好，又如东京地下快速公路十号及十一号隧道，瑞士
阿尔堡勃恩隧道，杜塞尔多夫隧道均采用先冻结后开挖的施工方法，原西德的海尔纳
东部泵站建筑基坑，苏联莫斯科地铁车站的开挖，也均采用冻结法施工技术施工。我
国采用冻结法技术施工煤矿井筒自1955年开始，至今有40多年的历史，共用冻结法
安全事故的发生。2.2地质构造对煤层瓦斯压力的影响煤层中瓦斯的赋存状态主要有
游离和吸附两种，煤内瓦斯以吸附状态为主，游离状态为辅，而且两种状态的瓦斯是
处于一种动力平衡状态的。在煤体内，瓦斯仅以游离瓦斯显示压力，是煤与瓦斯突出
的主要动力来源。煤内的瓦斯在突出动力和阻力相互作用下处于平衡状态，当煤体所
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后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构；4，冻结施工用于桩基施工或其它工艺
平行作业，能有效缩短施工工期。四、冻结法施工技术（一）.复杂地质构造竖井井
筒冻结法施工竖井井筒冻结法施工主要工艺过程包括冻结孔施工、井筒冻结和井筒掘
砌等主要工作。由于地下空间的不确定性和复杂性，以及随着开挖表土层厚度的增
这种复杂环境下施工，常规施工方法不能维持周围土体稳定，而要采用一些特殊的施
工方法，冻结法就是其中之一。另外，我国经济发达地区且地质条件好的煤田，绝大
部分已得到充分开发，其中不少煤田已经枯竭，需要开发深厚表土所覆盖下的煤田。
但这些矿井大多都要穿过400~800m的深厚表土层，在这种复杂的地质条件下，用常
开挖和做永久结构施工期间，冻土墙强度保持不变。完成使命后即开始强行解冻，拔
除冻结管。
论文对绝大多数的朋友们来说是必不可少的，为了让朋友们都能顺利的编写出所需
的论文，论文频道小编专门编辑了“冯琳娜地质构造特征在煤与瓦斯突出控制中的应
用”，希望可以助朋友们一臂之力!
当前，我国煤矿多属沼气矿井，随着矿井的不断延深，煤与瓦斯突出矿井比例正逐
生，往往是采掘工作进入应力分布不均衡区，原始压力平衡被打破，突出就会发生。
而地质构造区常常就是构造应力分布不均衡的区域，根据理论和实际生产统计资料，
突出集中地带多数受地质构造的控制。褶曲构造的褶扭部位，扭性断层两侧，断裂交
汇带，火成岩侵入带、旋转构造的收敛端和构造体系的复合部位等都是突出的密集高
发带。在煤矿的生产过程中应注重分析这些区域发生突出的可能性，精准预测，减少
设中一项成熟的施工技术和施工方法。如比利时的布鲁塞尔某深基坑外围尺寸为
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9期 月
煤 炭 技 术 Coal Technology
Vol128 ,No109
Sep ,2009
大断面深立井井筒冻结表土段快速施工技术
羊群山 , 袁 浩 , 何杰兵
(中煤三建第 71 工程处 , 安徽 宿州 234000)
(责任编辑 徐艳杰)
收稿日期 :2009 - 03 - 06 ;修订日期 :2009 - 06 - 05 作者简介 :羊群山 (1971 - ) ,男 ,安徽庐江人 ,工程师 ,工程硕士 ,MBA 管理硕士 ,中煤七十一处潘一东区项目经理 ,主要从事煤 矿建设技术与管理工作 ,发表论文多篇 ,Tel :15956696422 ,E - mail : hejiebing163 @1631com。
摘 要 :针对深大立井井筒断面大 、粘土层深厚 、地质条件不稳定等特点 ,采用冻结法施工 。采用“四大一小”机械 化高度集中施工工艺 ,大大加速了冻结表土段掘砌施工 。取得了大断面井筒冻结表土段单月成井 17116 m 的历史 新纪录 。 关键词 :立井井筒 ; 大断面 ; 冻结法 ; 机械化 中图分类号 :TD26 文献标识码 :B 文章编号 :1008 - 8725 (2009) 09 - 0128 - 02
3 生产辅助系统
311 通风系统 采用压入式通风 ,由建设单位永久压风机房接入井口 ,
布置 2 路 <110 m 压风管接到吊盘上 ,再通过高压胶管经分风 器接入工作面 。 312 照明系统
选用 DGC175Π127 型隔爆投光灯 ,投光距离 40 m ,各班组 均配备矿灯以防停电备用 。 313 通讯系统
井下吊盘设置抗噪音电话 ,井下通过井口可以方便地同 压风机房 、绞车房 、调度室进行联系 。
4 劳动组织
参数 。
5 锚注 + 锚索加固方案
合理选择支护结构和参数 ,并在施工中进行检测 、监督 、 旁站 ,保证施工质量 。借助“新奥法”,根据实际情况加以调 整和优化 。孟津煤矿主排水泵房顶板破碎 、煤层较软 、瓦斯 释放孔破坏围岩应力等情况 ,在确定支护体系时 ,使其尽可 能与硐室所处的地层压力相适应 。采用锚注 + 锚索 + 砼支 护方案 。
(2) 掘进施工
合理控制冻结站冷量分配 ,适时改变循环方法 ,使冻结 和掘砌达到最佳匹配 ,保证可以挖“淌芯”,利用冻土还未进 入荒径这一有利时机 ,采用 2 台小挖 、2 台 HZ - 6 中心回转抓 岩机 、3 个 5 m3 吊桶同时施工 , 充分发挥断面大机械化高度 集中优势快速施工 。采用挖超前小井控水 ,台阶式掘进 ,帮 部配合人工风镐和高效风铲进行刷帮 ,吊盘副圈内布设一圈 <54 mm 钢管 ,均匀布设 20 对闸阀 ,形成环状供气系统 ,可同 时连接 18～20 台风镐或风铲在相应的区位进行作业 ,以扩 大施工空间 ,改善施工环境 。 212 泡沫板铺设
288 mm ,风化带厚度 20～25 m ,基岩段深度 623 m。表土段内 外双层钢筋砼井壁结构 ,外壁为单排钢筋砼井壁 。外壁净直 径 <918 m ,壁厚 550 mm ,外壁与井帮间铺设 25 mm 聚苯乙稀 泡沫板 ,混凝土强度 C30～C60 ,掘进半径 515 m ,掘进断面 95 m2 。井筒自上而下穿过新生界松散层和石炭二叠系 ,主要由 钙质粘土 、粉砂 、细砂 、粘土 、粗砂等组成 ,粘土总厚 115155 m ,占新地层总厚的 5919 % ,具有吸水膨胀特性 ,粘质粉砂 、细
选用商品砼以保证井壁质量 ,砼中加入 NF 型高效减水 剂 。冻结段外壁采用 3 个 310 m3 底卸式吊桶经底卸式吊桶 送至工作面自制分砼器经溜槽进入大模 ,采用 6 台插入式电 动震动器震捣 ,分层均匀入模 ,脱模时间不少于 8 h ,以防止 出现蜂窝 、麻面 。浇筑 时 降 低 冷 量 供 应 , 井 内 温 度 不 低 于 0 ℃。砼的入模温度不得低于 20 ℃,冬季可用 60 ℃～70 ℃热 水搅拌 。
Key words :shaft ; big section ; freezing construction ; mechanization
0 前言
淮南矿业集团潘一煤矿东区工程 ,位于安徽省淮南市潘 集区境内 ,该项目由煤炭工业合肥设计研究院设计 ,工厂内 现暂设有主 、副 、回风井 3 个井筒 。3 井筒表土段均采用冻结 法施工 ,基岩段采用地面预注浆封水 。副井井筒采用永久井 架提升 ,设计净直径 <816 m ,井筒全深 90412 m ,冻结段深度
Abstract :Aim at the characteristices of large section , thick clay , instability geology etc1 of deep large shaft , the freezing construction technology was adopted1 And by“Four Large and One Small ”high concentrated mechanization construction technology , accelerated the construction1 The new history record of 17116 m per month at freezing surface soil of large section shaft construction has been made1
砂 、粗砂总厚 77145 m ,占新地层的 4011 %。其中含有厚度 5 m 以上的钙质粘土和粘土层 5 层 。
1 冻结段施工方案
针对井筒的技术特征及工程 、水文地质 ,为加快施工速 度 ,优选最佳施工方案 ,实现安全 、快速 、质优的目的 。井筒 表土段施工采用“四大一小”工艺进行施工 ,即“大绞车”、 “大吊桶”“、大抓岩机”“、大模板”和小型凯斯无尾挖掘机 ,配 以人工 4 个班掘砌滚班制作业 。
井筒布置 2 套单钩提升系统 ,主提升机采用大型 2J KZ 410Π15 绞车 ,510 m3 大吊桶 2 个 ,副提使用 J KZ - 218Π1515 绞 车 ,4 m3 吊桶 1 个 。2 台小型凯斯无尾挖掘机 CX55B 、2 台 HZ - 6 中心回转抓岩机挖土装罐 ,配以人工用铁锹 、高效风铲 、 B87 型气动破碎机掘进刷帮 。采用自动挂钩翻矸 ,ZL - 50 装 载机 、10 t 自卸汽车排土 。218～413 m 高 MJ Y 液压金属整体 大模板配以 013 m 高环形斜面接茬模板砌筑外壁 。砌壁砼 由地面设置的矿方集中砼搅拌站制作 ,610 m3 砼输送车送到 井口 ,DX - 310 m3 底卸式吊桶经自制的 2 套分灰器进行浇 注 。井筒立面布置图见图 1 ,主要凿井设备见表 1 。
图1 11 主提升钢丝绳 21 副提升钢丝绳 31 稳绳 41 模板悬吊钢丝绳 51 安全梯钢丝绳 61 压风管悬吊绳 71 抓岩机悬吊绳 81 吊盘 悬吊绳 91 放炮电缆用稳车 101 卧泵动力电缆绳
表 1 主要凿井设备
序号
设备名称
规格型号
数量
1
永久井架
R型
1套
2
主提升绞车
自井帮温度降至 0 ℃时开始铺设泡沫板 ,起到井帮让压 作用 ,减轻井壁外压变形 。利用 2～4 架竹梯相向钉泡沫塑 料板 ,泡沫板要紧贴井帮 ,上下左右接缝严密 ,并用 100 mm 铁钉将其固定在井帮上 ,以防浇注砼时掉落至模板内 。 213 钢筋工程
为节约施工时间 ,泡沫板铺设可与绑扎钢筋同步进行 , 竖筋和环筋间排距 250 mm ×200 mm ,竖筋与上部直螺纹接头 用牙钳紧固 ,环筋采用 18 # 铁丝绑扎连接 ,每个接头不少于 3 道扎丝 ,要求做到横平竖直 ,钢筋保护层为外壁外沿 100 mm (以环筋中心线为准) 。 214 模板工程
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第 9 期 羊群山 ,等 :大断面深立井井筒冻结表土段快速施工技术 ·129·
1套
9
局扇
FBDN082 ×45
4台
10
抓岩机
HZ - 6
2台
11
挖掘机
CX55B
2台
2 施工方法及步骤
211 冻土掘进 (1) 锁口施工 深水文孔持续溢水后 ,利用冻结信息技术 ,预测浅水文
孔溢水时间 ,提前快速施工临时锁口 ,设计深 6 m ,内外砌 370 mm、240 mm 普通砖墙 ,中间浇筑 360 mm 混凝土 。底部浇筑 300 ×850 圈梁 。为防止片帮 ,采用木板和立柱临时支护 。锁 口施工结束后 ,次日浅水文孔正常溢水 。
Quick Construction Technology of Big Section Deep Shaft with
Freezing Surface Soil
YANG Qun - shan , YUAN Hao , HE Jie - bing
(No171 Engineering Dept1 China Coal Third Building Company , Suzhou 234000 , China)
6 锚注 + 锚索加固施工措施
611 加固措施 利用瓦斯释放孔预埋注浆锚杆 ,针对泵房破坏状况及支
护原则 ,采用锚索及注浆锚杆联合加固泵房硐室 ,见图 1 。
图 1 锚索及注浆锚杆联合加固泵房硐室
一方面注浆锚杆和锚索将原锚喷支护加强 ,形成复合支护 , 提高了围岩承载能力 ,增强了硐室的稳定性 。另一方面 ,利 用预埋注浆锚杆向围岩注浆 ,将松散 、蜂窝状破碎围岩胶结 成一体 ,提高围岩的整体性和本身强度 ,防止顶板进一步下 沉 ,提高围岩的自身承载能力 。 612 锚索 、锚注参数及注浆设备