蒙西弱富水性軟巖井筒凍結(jié)溫度場(chǎng)發(fā)展規(guī)律研究.pdf

1、隨著煤炭資源的持續(xù)開采和原有淺部煤炭資源的持續(xù)消耗，西部大開發(fā)把煤炭資源的開采推向蒙西深厚軟巖地層，而凍結(jié)鑿井法作為穿越含水層的主要特殊鑿井工藝之一，針對(duì)軟巖凍結(jié)溫度場(chǎng)的理論研究還非常有限。本文針對(duì)這一問題，對(duì)蒙西軟巖凍結(jié)溫度場(chǎng)進(jìn)行研究分析，通過工程實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬得出蒙西弱富水軟巖凍結(jié)溫度場(chǎng)的規(guī)律。
　　本文以內(nèi)蒙古西部鄂爾多斯市泊江海子煤礦副井凍結(jié)工程為背景，對(duì)白堊系下統(tǒng)志丹群和侏羅系中統(tǒng)直羅組的礫巖、含礫粗砂巖、粗粒砂巖、砂質(zhì)

2、泥巖進(jìn)行研究。得出原始地溫隨深度的變化規(guī)律:y=1.85x+9.7，其中(γ)為溫度，單位℃。x為深度，單位為100m。冷凍站因故停機(jī)時(shí)，巖層溫度礫巖6～12天，含礫粗砂巖2～6天，粗礫砂巖4～6天，砂質(zhì)泥巖2～6天后回升。含水率及地下水流動(dòng)情況、凍結(jié)孔偏斜情況對(duì)巖體達(dá)到結(jié)冰溫度歷時(shí)及凍結(jié)壁交圈時(shí)間有較大影響，甚至可使其推遲20～29天。凍結(jié)壁向內(nèi)側(cè)的發(fā)展速度、巖體從原始地溫降至零度溫降速率、巖體導(dǎo)熱系數(shù)由大到小依次為:礫巖＞含礫粗砂巖

3、＞粗礫砂巖＞砂質(zhì)泥巖。穩(wěn)態(tài)下巖體最低溫度、巖體比熱由小到大依次為:礫巖＜含礫粗砂巖＜粗粒砂巖＜砂質(zhì)泥巖。對(duì)含礫粗砂巖、在其他因素相近的情況下，凍結(jié)孔隨機(jī)偏斜，每升高1℃凍結(jié)壁交圈時(shí)間約推遲10天。在相同的凍結(jié)孔間距時(shí)，采用正鹽水循環(huán)，不考慮地下水流動(dòng)影響，對(duì)礦物組成、產(chǎn)狀、膠結(jié)情況、含水率相近的同種巖性，在正溫范圍內(nèi)，埋深大的巖層溫度下降較快。但整體溫度高于埋深小的巖層。且同種巖性，凍土向內(nèi)側(cè)的發(fā)展速度隨深度的增加明顯減小。蒙西弱富水軟