冻结法在新河煤矿井筒掘砌施工中的应用_科技小论文

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论文导读::考虑到在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有适应性强。预计设计井筒位置的冲积层厚度为21

论文导读::考虑到在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有适应性强。预计设计井筒位置的冲积层厚度为214.1m。表1主井掘砌进度及井帮温度表。
论文关键词:冻结,井筒,掘砌

1工程概况

河南焦煤集团白云煤业有限公司新河煤矿位于焦作煤田东部,太行山南麓,行政隶属焦作市所辖的修武县。井田中心西距焦作12km,东南距修武县城3km,交通十分便利。矿井设计生产能力为60万t/a,服务年限为37.5a。采用立井开拓方式,工业广场内设计三个立井,分别为主井、副井和回风井。

根据m上石盒子组岩层(含风化带42.55m)、270.95m下石盒子组岩层、96.25m山西组岩新河矿井新主检孔柱状图和检查孔地质报告分析,井筒自上而下穿过215.1m冲积层、44.75层、35.8m太原组上部L8 ~L9 灰岩(L8 灰岩距二1煤层底板17.75m)。第三、四系冲积层:新主检孔揭露厚度为215.1m科技小论文,主要由灰黄色、灰色、浅灰色、棕红色粘土、钙质粘土、砂质粘土、粘土夹砾石、砾石层和中、细砂层组成。粘土内中往往含大量钙质结核,局部钙质粘土固结程度较高,呈强固结半成岩状态,亦有强固结的砂层出现(如孔深98.20m的一层中、细砂层)论文网。砾石成分多以石灰岩为主,局部为粘土或钙质固结,分选差。新主检孔粘土类厚度75.15m,占总厚度的81.43%;砂、砾石厚度39.95m,占总厚度的18.57%,砂、砾石多分布在孔深140m以下。根据矿井设计,主井在新主检孔的浅部,预计设计井筒位置的冲积层厚度为214.1m;副井在新主检孔的深部,井筒中心距新主检孔74m,预计设计井筒位置的冲积层厚度为218.1m;中央风井预计设计井筒位置的冲积层厚度为211.7m(暂定)。

2方案确定

冻结法井筒施工指的是在井筒开凿之前,用人工制冷的方法,将井筒周围含水松散不稳定的冲积层、基岩含水层进行地层冻结,形成封闭的符合工程安全要求的起到临时保护作用的冻结壁,然后在冻结壁的保护下进行井筒掘砌工作的一种方法。考虑到在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有适应性强;支护结构灵活、易控制;隔水性好;对环境影响小等优点,冻结法在建井技术中已被广泛应用[1] [2] 。

结合新河矿井地层埋藏深度、单轴抗压强度、蠕变特性等特点,同时考虑确保井筒安全连续施工和上部快速施工,新河矿井主、副、风井井筒表土段及风化基岩采用冻结法施工[3] [4]。

经过反复方案对比优化,确定新河矿主、副、风井井筒冻结方案如下:主井:布置单圈冻结孔,采用差异冻结,差异深度234m。副井:采用主、辅冻结孔共同运转的综合冻结施工方案。主冻结孔采用差异冻结,深孔深度为292m科技小论文,浅孔深度为238m;辅助冻结孔深度为154m。风井:采用两圈冻结孔,梅花桩布置的冻结方案。差异冻结,差异深度232m。限于篇幅,只表主井的参数情况。

日期

测温深度

测温土层

西

平均

3月24日

31.4

粘土

1.4

0.8

1.8

0

1

3月30日

49.4

粘土

0.2

0.7

0.3

0

0.3

4月3日

63.8

砾石

-2.7

-3.1

-1.8

-2.8

-2.6

4月10日

89

粘土

-0.6

-1.5

-1

-2.5

-1.4

4月15日

114.2

粘土

-3

-2.3

-1.4

-1

-1.925

4月20日

139.4

粘土

-0.9

-2.7

-1.7

-1.5

-1.7

5月1日

168.2

砾石

-7.1

-7.3

-7.1

-8.3

-7.45

5月10日

186.2

砂质粘土

-6.5

-7.1

-7

-6.6

-6.8

5月14日

197

砂质粘土

-7.3

-7.4

-7

-6.9

-7.15

5月22日

211.4

砂质粘土

-12.6

-12.2

-10.6

-11.4

-11.7

5月27日

218.6

中砂岩

-7.3

-9.5

-8.1

-10.8

-8.925

5月29日

225.8

中砂岩

-13.5

-14

-14.5

-15.6

-14.4

5月30日

229.4

砂质泥岩

-15

-15.2

-15.8

-16.5

-15.625

5月31日

233

泥岩

-16

-14.5

-15.4

-16

-15.475

6月1日

336.6

泥岩

-15.7

-15.4

-14.8

-15.2

-15.275

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