张集矿副井冻结施工方案(审后改)

单县丰源实业有限公司张集矿副井井筒冻结工程

施工组织设计

天地科技股份有限公司

2009年1月

目录

1 工程概况 (1)

1.1 井田简述 (1)

1.2井田开拓方式 (2)

1.3地质条件 (2)

1.3.1 地质构造 (2)

1.3.2 水文地质条件 (2)

1.4现场施工条件 (5)

2 井筒冻结设计 (5)

2.1冻结方案设计要点 (5)

2.1.1 施工特点 (5)

2.1.2主要对策 (6)

2.2主要冻结施工参数与冻结壁设计 (10)

2.2.1 冻结设计基础参数与设计计算方法 (10)

2.2.2 冻结壁厚度设计 (15)

2.2. 3冻结孔布置与冻结壁形成预计 (15)

2.2.4 测温孔与水文孔 (16)

2.3 制冷系统设计 (17)

2.3.1冻结站设置 (17)

2.3.2冻结需冷量计算 (17)

2.3.3冻结站装机容量与冷冻机选型 (17)

2.3.4冷却水系统设计 (18)

2.3.5盐水系统设计 (18)

2.4 冻结施工 (20)

2.4.1 施工流程 (20)

2.4.2 施工准备 (22)

2.4.3 冻结孔施工 (22)

2.4.4 冻结制冷系统安装 (29)

2.4.5 冻结运转 (30)

2.4.6 冻结监测与信息化施工 (31)

3 临时建筑与施工平面布置 (34)

4 工程进度计划 (35)

5 资源配备计划 (37)

5.1 项目组织与劳动力配备 (37)

5.2 水、电供应计划 (39)

5.3 设备与材料供应计划 (42)

6 安全、质量技术措施与保证体系 (43)

6.1 安全、质量技术措施 (43)

6.1.1 一般安全质量措施 (43)

6.1.2 过深厚粘土层的安全质量措施 (45)

6.2 安全施工与文明施工 (46)

6.2.1 安全施工 (46)

6.2.2 文明施工 (47)

6.3 安全质量保证体系 (48)

7 冬、雨季施工技术措施 (51)

7.1 冬季施工技术措施 (51)

7.2 雨季施工技术措施 (52)

8 环保措施 (53)

8.1氯化钙液体处理措施 (53)

8.2液氨回收 (54)

附表1 副井冻结设计技术参数汇总表

附表2 副井地层分布表

附图1 副井冻结孔平面布置图

附图2 副井灰土盘施工图

附图3 副井冻结站位置图

附图4 副井冻结环形沟槽图附图5 副井冻结设备布置图附图6 副井冻结站供电系统图

1 工程概况

1.1 井田简述

张集井田位于单县煤田东部，行政区划属张集镇管辖。单县地处苏鲁豫皖四省结合部，国道、省道纵横交错，井田西距105国道20公里，菏泽通往江苏丰县的S349在井田南侧通过，井田中心距单县县城22km，距京九铁路曹县站约70km，西北距京九铁路菏泽站约80km，交通条件良好（见交通位置图）。

本区位于黄河下游冲积平原，地势平坦，地面标高一般为+38～+40m。区内无大的河流，一条主要小河为惠河，自井田西南部向东北部流经本井田注入东鱼河。

本区属暖温带大陆性季风气候，阳光充足，降水集中，四季分明。冬季

寒冷，夏季炎热多雨。年平均气温13.9℃，1月份平均温度-0.9℃，7月份

平均温度27.1℃，极端高温41.8℃，极端低温-20.6℃，全年无霜期平均213

天。年降水量平均为739.9mm，但降水集中，分配不均。6—8月平均降水

量449.2mm，12月至翌年2月平均降水量37.3mm，春、秋降水量一般为

120～130mm，分别占全年降水量的61%、5%和34%。

1.2井田开拓方式

井田的开拓方式为立井＋暗斜井开拓。中央并列式通风。初期开凿主井、副井两个井筒，主井井筒净直径5.5m，副井井筒净直径6.5m。矿井设计生产能力为1.20Mt/a，服务年限：51.2a。井筒设计参数见下表。

1.3地质条件

1.3.1 地质构造

标书提供的地质勘察孔未发现明显断层破碎现象，与三维地震勘探成果相符合。

1.3.2 水文地质条件

单县煤田位于鲁西南断陷区水文地质单元的西部，单元边界北起郓城断层和长沟断层，南至凫山断层，西起嘉祥断层，东至峄山断层。边界断层中，嘉样断层和凫山断层与奥陶系、寒武系石灰岩接触，构成侧向补给边界，郓城断层和峄山断层封闭良好，构成隔水边界。区域构造对岩溶水起着明显的控制作用，控制了含水构造的形成和水文地质单元的划分。区域内各井田开采煤层为2、3煤层及16、17煤层，3煤层顶板砂岩裂隙含水层（段）是开采2、3煤层主要直接充水含水层，三灰岩溶裂隙含水层是主要间接充水含水层；十下灰和十一灰是l6、17煤层开采时的直接充水含水层。故矿井开采上组煤时，属于以砂岩裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿井；开

采下组煤时，属于以岩溶充水为主的水文地质条件中等～复杂的矿井。

本井田位于黄河下游冲积平原，地势平坦，地面标高一般为38～40m 左右，地面标高差约3m。井田内无大的河流，一条主要小河为惠河，自西南部向东北部流经本井田，小的沟渠较多，水量受大气降水控制，雨季水位较高，秋冬旱季水位较低，甚至干涸，一般起排涝和灌溉作用。地表水对煤

矿开采无影响。

井检孔所揭露的主要含水层有新生界松散含水层、古近系砾岩含水层、基岩风化带裂隙含水层、3煤层顶底板砂岩裂隙含水层、太原组石灰岩（三）岩溶裂隙含水层等。下面主要介绍地层上部含水情况：

新生界松散含水层：第四系+新近系厚449.00～457.00m，由粘土、砂质粘土与粉砂、细砂及少量中砂相间沉积而成。含砂层（细砂和中砂）2～9层，累厚17.10～34.15m，砂类地层约占地层总厚的4～8%。主检孔在该层位做了流速、流向测井，其中260m处流速为1.166m/h，280m处1.231m/h，流向均为西北向（磁方位角315°）。

古近系砾岩含水层：砾岩以灰色为主夹灰紫色，砂砾状结构，以石灰岩为主，次为石英岩及少量砂岩、燧石等组成，砂泥质胶结，分选性较差，磨圆度中等，砾径2～40mm。间夹薄层状粉砂岩、细粒砂岩，透水性较差。主检孔抽取了基岩混合水，并进行了流量测井，测得该含水层静止水位标高19.174m，涌水量0.09999L/s，渗透系数0.004415m/d。根据补充勘探的第三系砾岩抽水试验资料，ZK10-1号孔对第三系底砾岩进行了抽水试验，其静止水位标高为-38.61m，单位涌水量0.00049L/s.m，渗透系数为0.00359m/d。抽水试验结束后含水层水位很难达到原静止水位，说明抽水试验已消耗了含水层的静储量，含水层补给条件较差，富水性弱。

基岩风化带裂隙含水层：基岩风化带自山西组顶界开始，厚40～50m。主要由灰黄、绿灰色粉砂岩、细、中粒砂岩和砂质泥岩组成，裂隙发育裂面铁质浸染。该含水层与3煤顶底板砂岩有重合。副检孔基岩风化带抽水试验中，抽水3小时即被抽干，说明该含水层富水性弱。