有限变形理论的深厚冲积层冻结壁变形特性分析

冻结壁的变形及其影响因素是冻结凿井工程,特别是深厚冲积层冻结法凿井工程中急需研究解决的技术课题。基于有限变形理论,利用冻土有限变形本构关系及其蠕变参数,对深厚冲积层(超过400m)冻结壁进行了有限元分析,表明冻结壁井帮径向位移在段高内的分布是不均匀的,一般是上下小、中间大,并且冻结壁内部径向位移比井帮径向位移小;得出了冻结壁井帮的最大径向位移与冻结壁厚度、冲积层厚度、开挖段高、开挖段井帮暴露时间和井筒开挖半径关系表达式,并得到了现场实测验证。     

深立井优化后注浆 快速堵注砼壁淋水实践

谢桥矿二副井井筒施工进入基岩段累深达937米后,上部冻结段已全部解冻,砼壁出现大量淋水,整个工作面水量达23L/h,给深井支护、人员安全带来隐患。二副井通过优化注浆方案,在短时间内使得井筒工作面水量降至0.3 L/h,堵注砼壁淋水效果明显。     

冻结法凿井二维轴对称温度场有限元分析

一、前言 冻结法凿井是在含水层中开凿井筒的一种特殊方法。其实质是在待凿井筒的周围予先打一圈钻孔,安上冻结管,使低温盐水在其中循环,逐渐冷却岩层,造成一定厚度的冻结壁,以抵抗水土压力并阻止流砂涌入,然后开凿井筒。我国自1955年采用冻结法凿井以来,已在复杂的水文地质条件下建成了一百多个井筒,积累了许多经验。今后冻结法凿井仍然是建井工程中治服流砂和裂隙岩层水的主要手段之一[1]。     

我国深立井冻结法凿井安全现状与思考

在收集大量相关文献基础上,深入分析了我国中东部和西部地区水文与工程地质特点和采用人工冻结凿井法施工深立井的安全现状及存在问题,认为对于中、东部地区,深冻结井冻结管断裂、井筒破坏、冻结壁冻融后井筒出水、井筒连接硐室失稳破坏等是威胁冻结井筒安全的主要危险源;西部地区则是对其特殊地层认识不足,在冻结壁形成规律、井壁结构设计理论、施工工艺等诸多方面缺乏深入研究和工程实践,导致井壁破裂、淹井等事故时有发生。最后,针对引起安全事故的原因,提出急待解决的关键技术及技术途径。     

张集矿北区地层冻结温度场的实测与分析

为了解人工冻结过程中冻结壁温度场的发展规律,现场实测了淮南矿业集团公司张集矿北区地层风井的温度变化,详细分析了不同地层冻结壁温度场的发展特性,和冻结壁内部外圈冻结管以外、内圈冻结管以内和两圈冻结管之间冻土区的发展规律,得出冻结壁发展速度等关键技术参数。对冻结凿井的设计和施工有着重要的指导意义。     

特殊凿井技术新发展

我国深厚冲积层建井技术主要是靠冻结法和钻井法,近年来发展很快．文中总结了冻结法和钻井法凿井的最新技术进步,并对今后特殊凿井技术发展的方向进行了探讨。     

扎赉诺尔矿区白垩系地层冻结温度场实测与分析

通过对扎赉诺尔矿区灵东煤矿副井的冻结监测,首次得到了该地白垩系地层在特定条件下的降温数据。分析了不同层位和岩性的冻结温度场发展特征,并依据实测数据推算冻结壁厚度和平均温度。迈出了该地白垩系地层冻结规律研究的第一步,对冻结法凿井在该地的推广应用具有指导意义。     

扎赉诺尔矿区白垩系地层冻结温度场实测与分析

通过对扎赉诺尔矿区灵东煤矿副井的冻结监测,首次得到了该地白垩系地层在特定条件下的降温数据.分析了不同层位和岩性的冻结温度场发展特征,并依据实测数据推算冻结壁厚度和平均温度.迈出了该地白垩系地层冻结规律研究的第一步,对冻结法凿井在该地的推广应用具有指导意义.     

井筒冻结法施工的常见问题及防治措施

在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有大量的优点,主要包括：适应性强;支护结构灵活、易控制;膈水性好;对环境影响小等。Ⅲ因此,冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。我国煤矿于1955年在开滦林西风井首次使用冻结法凿井,此后,冻结法凿井技术逐渐推广。现在,我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一。但是井筒在冻结法施工中,仍然存在很多的问题,这些问题必须引起我们的高度重视。本文主要介绍了冻结法施工的原理及其存在的主要问题,并提出了相关的防治措施。     

高承压水地层冻结温度场形成特性现场实测研究

现场实测高承压水地层冻结温度场,获得冻结温度随时间和空间的发展变化规律,基于试验和现场实测获得高承压水地层冻结壁交圈预报方法,对深厚裂隙岩体高承压水地层人工冻结法凿井具有重要的指导意义。     

冻结距离对温度场影响的灵敏度分析

人工冻结法凿井中冻结距离对冻结壁温度场的影响范围和影响程度一直未有明确的结论,在冻结工程实测数据的基础上,通过建立附加动量BP网络的灵敏度计算模型,分析得出了不同冻结时间段下不同冻结深度的黏土层和砂层的冻结距离对温度场的影响定量分析结果,对于进一步辨识多圈管冻结壁温度场的计算模型、进行多圈管冻结设计参数的合理选取等具有一定的参考价值。     

徐州矿务集团三河尖煤矿刘庄风井冻结法凿井施工

本文简要介绍了三河尖煤矿刘庄风井井筒表土段,采用冻结法施工。在冷冻项目部和掘进项目部的积极配合下,顺利的完成了该井筒冻结施工段。另外介绍了冻结凿井施工期间的技术措施。     

液氮冻结技术在盾构井二次封水中的应用

某地铁车站盾构始发井采取水泥搅拌桩和高压旋喷桩加固止水失效后,采用了液氮冻结快速修复加固技术。文章介绍了盾构始发井液氮冻结加固封水的冻结系统和监测系统,并对冻结效果进行了分析。冻结13d后形成了封闭的冻结壁,很好地封堵了涌水。经强制解冻,拔出洞门范围内的冻结管,盾构机安全始发,表明了液氮快速冻结技术可以作为盾构井原加固失效后的补救措施。     

合理冻结孔间距的探讨

冻结孔间距,是冻结法凿井设计中的重要参数之一,合理的冻结孔间距除了必须满足技术上的要求保证形成冻结壁外;还须考虑到使每米井筒的打钻和冻结成本最低,施工期限最短。 在冻结孔布置直径一定的条件下,缩短冻结孔间距对形成可靠的冻结壁是有利的;但由于孔距缩短,孔数相应地增加,从而增加打钻和冻结器的费用,在另一方面孔距缩短,相应地将缩短积极冻冻结时间,降低了冻结费用。因而经济而合理的冻结孔间距应根据上述有关因素分析决定。合理的冻结孔间距,是时间和冻结凿井各项技术操作水平的函数,随着冻结     

龙固矿副井冻结壁温度场有限元数值模拟

冻结时间、冻结壁厚度和冻结壁温度场的性状是冻结法施工的关键参数.对实际工程主圈加双圈辅助孔冻结管下冻结壁的形成及其变化规律进行了数值计算.利用ANSYS大型有限元计算程序,得出了冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结时间等参数,为冻结井的施工提供了必要的依据.     

彬长矿区基岩全深冻结监测研究

高家堡矿井井筒穿越岩层遇水泥化和裂隙发育,同时面临高地温的地质条件和大流速高承压的复杂水文条件,采用全深冻结方案,主、副、风井冻结深度达分别到788,850,860 m,是目前国内最深的软岩冻结井之一。为确保安全通过冻结段,并了解井筒掘进过程中井壁冻结情况、温度变化等,有效评估冻结壁发展状况,并分析冻结壁、井壁的安全与稳定性,对冻结施工全过程中的井帮温度、井底温度、空气温度以及井帮位移等进行了信息化监测,实现了安全快速掘进,节约了矿井建设成本。分析表明,在施工过程中应适当提高混凝土强度等级,采用早强、高强的混凝土,以保证外层井壁具有足够的早期强度;制定外壁局部应急加固预案及技术措施,并进行必要的材料准备,防止井壁局部破坏。     

升富矿主斜井垂直冻结关键技术研究

为解决升富矿主斜井垂直冻结凿井问题,通过理论计算、类似工况论证及实测方法,进行了参数及方案设计。结果表明:主斜井明、暗挖段在凿井中冻结温度、冻结壁厚度均达到设计要求,冻结提前12天完成,且冻结过程无渗漏水,井筒收敛变形符合规范要求,冻结参数及方案合理可行。     

龙固矿副井冻结壁温度场有限元数值模拟

冻结时间、冻结壁厚度和冻结壁温度场的性状是冻结法施工的关键参数。对实际工程主圈加双圈辅助孔冻结管下冻结壁的形成及其变化规律进行了数值计算。利用ANSYS大型有限元计算程序，得出了冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结时间等参数，为冻结井的施工提供了必要的依据。     

冻结井温度场有限元数值模拟

冻结时间、冻结壁厚度和冻结壁温度场的性状是冻结法施工的关键参数。本文对实际工程单圈、双圈、主圈加双圈辅助孔冻结管下冻结壁的形成及其变化规律进行了数值计算。利用ANSYS大型通用有限元分析程序，得出了冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结时间等参数，为冻结井的施工提供了必要的依据。     

富水砂层冻结斜井内外壁受力特性实测

为了解决富水砂层斜井冻结法凿井的技术难题,以陕北某冻结斜井为研究对象,采用现场实测的方法,对冻结压力、冻结斜井内外壁钢筋受力、混凝土应变进行了研究,分析了冻结斜井内外壁受力特性。结果表明:在冻结法凿井过程中,外壁受力可分为3个变化阶段,缓慢增长阶段、快速增长阶段以及平稳阶段;内壁纵向钢筋主要承受拉应力,最大拉应力为13.8 MPa,远小于其屈服强度300 MPa,内壁处于安全状态;内壁环向钢筋先受拉后受压,其所受最大压应力为35.06 MPa,也小于其屈服强度,进一步说明内壁处于安全状态;内壁混凝土应变可分为受拉阶段、快速受压阶段和稳定受压阶段3个变化阶段。研究成果为指导工程实践提供了一定依据。