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1、冻结法凿井技术在立井施工中应用摘要：结合工程实例，介绍了冻结法凿井技术的原理,施工技术方案冻结施工中，冻结技术与制冷设备施工关键技术时的注意事项，分析了冻结法凿井的关键问题，认为在施工过程中，对出现的冻结深度、水文观察孔堵塞、冻结孔偏斜、冻结管断裂、冻结井壁变形破裂、施工监测等问题要特别重视，才能使冻结的效果达到凿井的要求。关键词：深井冻结;机械化设备配套;施工技术;快速凿井冻结管断裂；井壁变形破裂Abstract:combiningtheengineeringexample,thepaperintroducesthetechnologyoffreezingmethodwellcu
2、tprinciple,constructiontechnologysolutionsintheconstructionfreeze,freezingtechnologyandrefrigerationequipmentconstructionattentioninthekeytechnology,analyzesthecutinthefreezingmethodofkeyproblemswell,thinkintheconstructionprocess,appeartofreezeofdepth,hydrologicalobservationholejams,frozendefl
3、ection,thefrozenpipeholewallfracture,frozendeformationandfracture,constructionmonitoring,etctopayspecialattentionto,can5causethefreezingeffecttocuttherequirementsofthewell.Keywords:deepwellfrozen;Mechanicalequipmentsupporting;Constructiontechnology;Quickfrozenpipecutwellfault;Walldeformationan
4、dfracture[中图分类号]TD265.3[文献标识码]A[文章编号]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
5、。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5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1
6、8.00～19.51m，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。这就要求冻结深度必须穿过分化基岩，深入到不透水的稳定基岩10m以上；若分化基岩带裂隙发育，且分化
7、带以下基岩破碎，富水性强或有断层及断层破碎带时，冻结深度应考虑穿过破碎基岩；距离分化带30m5以内的含水基岩岩层，应与松散层一起冻结，并宜采用差异冻结施工。本工程依据实际情况确定冻结深度为610m。2)冻结壁厚度。根据冻土物理力学性能数据分析,黏土层冻结在-5.0℃时,抗压强度1.40～1.56MPa；黏土层冻结在-10.0℃时,抗压强度2.53～2.54MPa；黏土层冻结在-15.0℃时,抗压强度3.72～3.95MPa。设计选取积极冻结期盐水温度为-34℃～-36
