[建筑]冷冻凿井法在竖井中的应用

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1、冷冻凿井法在田兴铁矿1#副井的研究与应用吕斌孟军良（河北钢铁集团矿业公司司家营田兴铁矿）摘要：司家营田兴铁矿1#副井井筒直径6m，井口标高+19.5m,深706m，外壁350mm内壁400m,基岩段平均厚度126m。通过采用技术成熟的冷冻法凿井技术，不破坏第四系含水层的情况下，安全有效的通过了该地层、并对基岩段风化岩裂隙水的流动得到了很好的控制。也为此类的地层冷冻法凿井提供了宝贵的经验。关键词：冷冻凿井技术；冷冻孔；交圈；The ResearchandApplicationofFreezing ShaftSinki

2、ng MethodUsinginTian Xing Iron #1 AuxiliaryShaftLvBinMingJunliang(MiningCompanyofHebei IronandSteelGroup,  SiJiaying Tian Xing ironore)Abstract:Inthe#1 auxiliaryshaftofSiJiaying TianXingIronOre,theshaft diameteris6m, theelevation ofwellheadis+19.5m, thedepth i

3、s646m,theouter wallis350,theinnerwallis 400m, theaverage thicknessofthe rocksection is126m.Throughtheuseof maturetechnology of freezing shaftsinkingtechniques,the stratacanbegetthroughsafelyandeffectively,alsotheweatheredrock sectionof bedrock fissurewater flo

4、w hasbeen alsowellcontrolledinthecaseofnotdestroythe Quaternary aquifer .Besides,thistechnology hasprovidedvaluable experienceforsuchground freezing shaftsinking.Keywords:Frozen drilling technology,Frozen hole,Cross-ring引言随着我国钢铁工业的高速发展，国内铁矿石资源日益紧张，可利用的铁矿资源日益减少

5、。现已探明的铁矿石资源得到进一步开采，但地质条件复杂、含水丰富的矿山在当时现有的技术条件下没有得到开采。随着地下矿建井及铁矿开采技术的进步，此类矿山开采技术已日趋成熟。司家营田兴铁矿第四系地层较厚，含水量较大，如何安全、快速的通过此种地层，是当前加快建井速度的一项重要课题。本研究以冀东地区所特有的地形图地貌，特殊的地质条件，利用特殊掘井法中的冷冻法进行竖井的施工，在积极冷冻期及冷冻维护期缩短冷冻工期取得了良好的效果。1工程概况司家营田兴铁矿隶属河北钢铁集团矿业有限公司，属黑色冶金特大型地下矿山，设计采选规模1500

6、万t/a，采用阶段空场嗣后充填自下而上的开采顺序采矿方法。共建竖井12条，1条斜坡道。竖井掘砌采用技术较先进的冷冻凿井法进行施工。1#副井是该矿山在建竖井中的1条，直径6m，井深706m，采用冷冻特殊凿井法进行施工，冷冻深度230m，地面标高+20m，冷冻段采用双层井壁支护。1区域地质概况2.1地质条件1#副井勘察孔布置在竖井的北面，距井筒中心13.82m，第四系平均厚126m，中上部有近60m左右的圆砾和卵砾层，126m以下为基岩段，岩石破碎，裂隙十分发育。第四系全新统（Q4）洪冲积成因的粉土、圆砾；中部为上更新

7、统（Q3）洪冲积成因的粉土、卵石；下部为中更新统（Q2）洪冲积及残积成因的中砂、圆砾、粘土、粉质粘土；底部为太古界单塔子群白庙子组（Arb）混合花岗岩岩、伟晶岩、混合岩化黑云变粒岩、绿泥石化黑云变粒岩。岩石基本质量等级Ⅲ～Ⅵ。2.2水文条件第四系抽水孔位于1#副井南侧约12m，实验结果为S=0.71m，O=1328.14m³/d时，渗透系数K=38.7m/d，单位涌水量q=21.65L/s.m，水质类型为HCO3+SO4—Ca+Mg型水。PH=8.46，矿化度0.54g/L。属极强富水性含水层。第一隔水层：在埋藏深

8、度22.0～33.7m，厚度11.7m，岩性为粉土，含少量砾石。该层属同时期形成的代表性土层，将上部第四系孔隙潜水分为上下两段，属矿区第Ⅰ隔水层，但该层厚度分布不稳定，且含有砂粒或砾石，隔水作用有限，可视为弱隔水层（段）。第二隔水层：在埋藏深度69.0-127.6m，厚度58.6m，岩性为粉质粘土、粘土夹中-薄层中砂及圆砾（总厚度20.0m）组成；勘察孔分别