竖井冻结

发布时间:2017-02-09

竖井冻结 

在中国，冻结凿井法于1955年由中国与波兰合作，首先在 开深矿区林西矿风井采用。1956年在前苏联专家帮助下我国又自行设计施工了开深矿区唐家庄矿风井，这两个井筒施工的成 功为以后在双鸭山、铁法、兖州、邯邢、枣滕、大屯、徐沛、 淮南、淮北、平顶山、永夏等矿区推广应用提供了宝贵经验。 由于冻结凿井法具有安全可靠、经济合理、工期有保证，既能 用于不稳定的含水表土层，又能用于稳定的含水基岩，既可应 用于立井，又可应用于斜井、风道口及地铁工程，适应性强， 因此在煤矿建设中显示了明显的优势，近些年来平均以每年有10个井筒施工的速度增长，在特殊地层的井巷施工方法中，冻结法所占比重最大，已成为我国矿山特殊地层井巷施工和其他 地下工程施工的主要方法。从1955年至2010年建成立井井筒968个，累计长度22.7万米，最大井筒净直径10.5m。其中在21世纪头10年建成立井井筒494个，“十一五”时期施工了254个。由此可见，21世纪头10年尤其是“十一五”时期，冻结法施工规模增幅很大。目前我国冻结法施工规模是世界之首。上世纪冻结深度不超过500m。“十一五”时期冻结深度增加很快，东部地区冲积层中最大冻结深度800m，西部地区基岩含水层中最大冻结深度850m。21世纪头10年500～800m深井冻结施工了100个井筒，其中700多米的11个，800多米的4个。表2是“十一五”时期部分深井冻结法凿井统计。其中许多井筒冻结深度超过了波兰、前苏联、德国等国家。2011年度开工在建项目甘肃省核桃峪矿副井，井深1005m，净径9.0m，冻结深度950m，将超过英国930m的世界纪录。

应用了全深冻结、差异冻结、分期冻结、 双排孔冻结和局部冻结等五种方式，可根据地质及水文地质条 件和冻结深度的要求进行合理选择。全深冻结，可采取措施加 强上部冻结，实现提前开挖，缩短建井工期；差异冻结，冻结 总长度冷量消耗小，能进行较深冻结井施工；分期冻结，在同 样冻结深度条件下投入制冷设备少，装机利用率高，形成冻结 层冻土总量小，因此井筒冻结总耗冷量少；双排孔冻结形成的 冻结壁厚度大，平均温度低，冻结壁强度高，承载能力大，特 别适用于深冲积层冻结施工；局部冻结，系采用不同的冻结器 将冷量集中供给井筒局部地段，使之形成冻结壁，对处理井筒 跑砂、封底很有效。

1984-1986年，建井所和淮南矿务局等单位完成了谢桥主井通过深厚粘土层施工工艺技术研究，该井于1984年9月1日冻结，11月26日交圈，1985年3月10日开挖。在145m时由于冻结壁强度低，冻土塑性变形大，冻结压力大，钢筋混凝土外壁发现环向裂缝，掘至169m粘土层中井帮位移，工作面底鼓明显，为防止谢桥矸石井和副井断管透水涌砂淹井再次出现，召开了有施工、科研、设计、院校参加的安全通过深厚粘土层施工工艺技术研究会，决定开展冻结壁及井壁变形量测研究，温度场实测研究、低温早强混凝土井壁研究、冻结管断裂盐水漏失报警系统研究，冻结管断裂盐水包探测研究及冻结管自动控制研究。