凍結(jié)法鑿井技術(shù)在立井施工中的應(yīng)用

1、凍結(jié)法鑿井技術(shù)在立井施工中的應(yīng)用凍結(jié)法鑿井技術(shù)在立井施工中的應(yīng)用凍結(jié)法起源于天然凍結(jié)，隨著人工制冷技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了人工凍結(jié)。凍結(jié)法在礦井建設(shè)中多用于立井的開鑿，井筒直徑大小和深度基本不受限制。通常，當(dāng)存在不穩(wěn)定地層或含水極豐富的裂隙巖層，地下水含鹽量不大，且地下水流速較小時(流速V＜17～10ms)，均可使用凍結(jié)法。凍結(jié)法鑿井就是在不穩(wěn)定含水地層中進(jìn)行施工時，利用人工設(shè)置的凍結(jié)管，在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)冷媒劑，將井筒周圍巖層的熱量帶走，

2、凍結(jié)形成封閉的圓筒——凍結(jié)壁，抵抗地壓、承受水壓力和隔斷地下水，在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行開挖地層和砌筑井壁的一種特殊施工方法。凍結(jié)法鑿井在煤礦特法建井中具有明顯的優(yōu)勢，既能用于不穩(wěn)定的含水層又可用于基巖含水層，既可應(yīng)用于立井，又可應(yīng)用于斜井及風(fēng)道口工程，適應(yīng)性強(qiáng)，安全可靠。2工程實(shí)例某煤礦主井井筒深度805m，井筒凈直徑7.5m最大掘進(jìn)直徑12.4m，最大掘進(jìn)工作面積121m2；井筒采用雙層鋼筋混凝土井壁支護(hù)雙層井壁自上而下分5次變厚其總厚

3、度為1.10～2.30m，井壁混凝土強(qiáng)度等級為C40～C75；內(nèi)外壁之間夾2層1.5mm厚的聚乙烯塑料板外壁外側(cè)增加1層厚25～75mm的聚苯乙烯泡沫板。該礦礦區(qū)表土層厚568.45m，主要成分為砂(礫)、砂質(zhì)黏土、黏土。砂礫層富含水最厚的砂(礫)層為18.00～19.51m，砂礫層累計(jì)總厚度為309.5m，黏土層累計(jì)厚度為253.7m。根據(jù)井筒地質(zhì)檢查孔厚度為1.5m。2)凍結(jié)孔圈徑、數(shù)量。井筒凍結(jié)采用外、中、內(nèi)圈孔和防片幫孔的多圈凍

4、結(jié)孔設(shè)計(jì)布置。外圈孔直徑30.8m58個凍結(jié)孔孔深578m采用局部凍結(jié)。為有效防止凍結(jié)孔偏斜的情況發(fā)生，對凍結(jié)孔偏斜率提出了以下要求：位于沖積層的鉆孔不宜大于0.3%，相鄰兩個鉆孔終孔的間距不得大于3m；位于分化帶及含水基巖的鉆孔，不宜大于0.5%，但相鄰兩個鉆孔的終孔不得大于5m；對于徑向偏斜，均控制在500～800mm范圍內(nèi)。當(dāng)相鄰兩個鉆孔的偏斜值超過上述規(guī)定時，應(yīng)補(bǔ)孔，以有效防止凍結(jié)壁開窗，涌砂冒泥，而造成淹井事故。2.1.2制冷

5、設(shè)備冷凍站內(nèi)制冷設(shè)備均采用高低壓機(jī)配組、雙級壓縮制冷形式總配置24組螺桿式氨制冷機(jī)組。其中，高壓機(jī)和低壓機(jī)各24臺型號分別為LG20IIITA和JHLG25LIIITA。冷凍站裝機(jī)標(biāo)準(zhǔn)制冷量為48567kW高低壓理論容積比為1:3.35。2.2施工技術(shù)方案為加快大斷面、大凍深立井快速掘砌，采用大型機(jī)械化設(shè)備配套，井筒內(nèi)采取優(yōu)化設(shè)計(jì)合理布局。井筒凍結(jié)表土段及基巖段的外壁施工均采用從上往下短段掘砌掘砌段高3.6m。凍結(jié)段內(nèi)壁采用1.0m高小