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1、第28卷第3期建井技术Vol28No32007年6月MINECONSTRUCTIONTECHNOLOGYJun2007立井井筒基岩冻结施工实践吕强(亭南煤业有限责任公司,陕西长武,713602)摘要:亭南矿井主、副井井筒表土层较薄,厚仅为1027m。由于地面预注浆未达到预期3的封水效果,主、副井井筒分别施工至136m和173m深时,涌水量分别达到了90m/h和370m/h,不得不停止施工;后2个井筒均采用冻结法施工。简要介绍了2个井筒基岩冻结方案设计及冻结施工情况。关键词:基岩冻结;含水层;立井井筒;地面
2、预注浆+中图分类号:TD26534文献标识码:B文章编号:10026029(2007)03000603地下水流速不超过5643m/d。1工程概况3冻结方案亭南矿井是淄博矿业集团在陕西彬长矿区开发的第1处矿井,设计生产能力045Mt/,31冻结方式立井开拓方式,布置主、副井2个井筒。主井根据井筒水文地质情况及井筒开挖中实际揭井筒深度401m,净直径50m,单层素混凝土露的情况,主、副井井筒冻结均采用一次冻全深方井壁,厚600mm;副井井筒深度420m(含井窝式。深19m),净直径60m,井壁结构和厚度同主32冻结深度井
3、井筒。井筒穿过的主要含水层为承压孔隙根据检查孔资料,地表下0~1027m为表土含水层或承压孔隙、微裂隙含水层。主井井筒层;1027~39045m大部分由砂岩、砂砾岩及砾施工至136m处,副井井筒施工至173m处时,岩组成;39045~4023m为煤层。根据地质报33井筒涌水量分别达到了90m/h和70m/h,原告,39045m以上没有隔水层;只有39045~设计的地面预注浆治水方案未能达到预期效4023m处的煤层含水量较小且硬度高,可视为果。由于涌水量太大,2个井筒不得不停止掘稳定的不透水基岩。根据%矿山井巷工程施工及进;后改为冻结法施工。验收规
4、范&规定(冻结深度必须深入不透水的稳定基岩10m以上),结合实际地质情况,确定主、副2水文地质概况井井筒冻结深度分别为415m和420m。井筒穿过6个含水层组,共有13个含水层。33冻结壁设计6个含水层组从上到下依次为:第四系孔隙含主、副井井筒冻结地层大部分为岩层;由于岩水层组,含水层厚度327m;白垩系洛河组砂岩石强度较高,且井筒已施工到100多m深,因此含水层组,共有8层含水层,含水层总厚度冻结的目的主要是封水。981m;!白垩系宜君组砾岩含水层组,含水层厚331冻结壁厚度度356m;∀侏罗系安定组砂岩含水层组,含水层(1)地压计算厚度5
5、4m;#侏罗系直罗组砂岩含水层组,含水采用重液公式计算地压,即层厚度67m;∃侏罗系延安组砂岩含水层组,含P=H=52MPa水层厚度1185m。主井井筒预计涌水量为式中:P为地压;为水土混合液比重,=0013;333045m/h,副井井筒预计涌水量为31237m/h。H为控制层深度,H=400m。收稿日期:20070410第3期吕强:立井井筒基岩冻结施工实践7(2)冻结壁厚度计算取05;h为安全掘进段高,取10m;!为岩石单轴采用扎列茨基公式计算冻结壁厚度,即抗压强度,!=36MPa(深部粗砂岩强度);其他符E=3KPh
6、/!∋250m号意义同上。式中:E为冻结壁计算厚度;K为安全系数,一般332冻结壁平均温度为15~2,取2;为固端条件系数,05((1,采用经验公式计算冻结壁平均温度,即0875ltc=tb1135-0352l-3+0266-0466+025tn∋-571)EE式中:tc为冻结壁平均温度;tb为盐水温度,取井为1049kW。-28);l为冻结孔间距,取183m;tn为井帮温根据工期安排,主、副井井筒冻结开机日期相度,取-328);其他符号意义同上。差仅10d,可视为同时开机。因此,2个井筒冻结34冻结孔布置最大需冷量为933+1
7、049=1982kW。341冻结孔偏斜率根据最大需冷量,结合现有设备,选用12台根据规范要求及实际地质情况,要求主、副井低压机(单级KA20C型8台,8AS17型2台;井筒冻结孔偏斜率(4∗。冻结孔最大孔间距06AW17型2台)、3台高压机(8AS125型)及相~150m(25m;150m以下(45m。冻结管到荒关配套设备。径距离+15m。冻结孔向井内最大偏斜距离((2)冻结站最大制冷量065m。冻结设备标准制冷能力为7174kW,冻结站342冻结孔布置圈径低温工况(冷凝温度30),盐水温度-28),蒸发冻结孔布置圈径按下式计算:温度
8、-35))最大制冷能力为
