各位同行、学员你们好！感谢公司安培中心给予我这次学习交流机会中国煤炭第五建设公司ChinaCoalNo.5ConstructionCo.ChinaCoal冻结法施工技术单卫雪中煤第五建设公司工程管理部二00九年八月中国煤炭第五建设公司ChinaCoalNo.5ConstructionCo.ChinaCoal冻结法施工技术一、概述二、冻结施工设计三、冻结制冷运转四、井筒掘砌施工五、施工经验六、施工注意事项七、结束语1.概述煤矿为了实现采煤目的，必须在地表以下开凿一序列具备各种功能的构筑物，例如：立井井筒、斜井井筒、平硐、硐室、巷道等等，这些统称为井巷工程，我们公司就是专门从事井巷工程开凿的施工企业。立井井筒一般分为普通法和特殊凿井法施工，前者一般适用于地质条件较简单的浅表土地层，如西部等地水文地质条件简单或表土层较浅常采用普通法施工；特殊法施工一般有冻结法、注浆法、大钻机、沉井法、维幕法，而最常用、最有效、施工井筒最多的是冻结法，目前我国冻结法施工成功的井筒数量达500多个，冻结深度最深的井筒是安徽口孜东矿井主井井筒，冻结深度为740m，表土层冻结深度最深的井筒是安徽口孜东矿井副井井筒厚度达577.1m，我们公司冻结成功最深的冻结井筒是河南赵固二矿副井和风井井筒，冻结深度均为628m，表土层冻结深度最深的井筒是安徽丁集矿井风井井筒厚度达528.65m。我公司第三工程处先后在国内(苏、鲁、豫、皖、晋、内蒙古、黑)、国外孟加拉国等采用冻结法施工立井井筒115项。采用的冻结方案有：一次冻全深、差异冻结、局部冻结、差异和分期冻结相结合的新型冻结方案。2.冻结施工设计2.1冻结控制层位根据矿井土工试验、冻土抗压强度试验、冻土蠕变试验数据分析得出：深部以深厚粘土层(冻土抗压强度低，蠕变特性显著)；浅部以砂层为井筒冻结重点控制地层。2.2冻结方案对于深立井井筒表土层(厚度在于500m，特别是第三系深部厚粘土层单层厚度大、埋藏深、单轴抗压强度低、蠕变特性显著，加上第三系粘土层的总厚度大、含水量低、地温高等特点，同时考虑确保井筒安全连续施工和上部快速施工)的立井井筒冻结孔不宜采用常规的单圈孔布置方式，宜采用2~3圈孔布置方式，确定冻结方案为：外圈全深冻结；中圈主冻结孔采用差异冻结；内圈辅助(加强)冻结孔也采用差异冻结；三圈冻结孔共同运转的综合冻结施工方案。该方案具有如下优点为：①可以确保井筒上部开挖不片帮，实现快速施工，保证井壁质量。②可以实现深部冷量集中供给，确保在预定的时间形成的冻结壁厚度、强度符合设计要求和掘砌施工安全。③可以减少上部不必要的冷量供给，方案经济合理。④可以灵活为井筒掘砌施工服务，既能保证一次套内壁的施工安全，又为分次套内壁的快速施工创造了有利条件。2.3冻结壁厚度根据本工程的地层特点和外壁短段掘砌的施工工艺，冻结壁厚度设计采用有限长塑性厚壁筒强度极限状态和变形控制理论进行设计。以冲积层底部最深粘土层作为控制层位，结合目前国内深厚冲积层短段掘砌，段高不大于2.0m，井帮暴露时间小于24小时施工工艺，来确定合理的冻结壁厚度。2.4冻结壁平均温度综合矿井立井冻结设计盐水温度和冻结壁设计控制层位的终孔最大间距及相应的井帮温度，井帮温度影响系数值、多圈孔的圈距，求出各控制层位多圈孔冻结壁厚度与平均温度的关系。表6立井井筒冻结主要技术参数表序号参数名称单位数量备注1井筒净直径mφ7.52井壁最大厚度m2.13井筒最大荒径mφ11.74表土层深度m528.655冻结壁平均温度℃-166积极冻结期盐水温度℃-32~-347冻结深度m5588需要冻结壁厚度m井深＜310m时7m，井深＞310m时10.5m9冻结孔施工靶域半径m1.010深度m53411布置直径mφ2812孔数个5213开孔间距m1.69214外圈冻结孔规格(0~300m/300m以下)mmφ168×6/φ140×7外圈孔局部冻结改为全深冻结15深度(深孔/浅孔)m558/540/500/49816布置直径mφ21.017孔数个26/26/1/118开孔间距m1.26919中圈冻结孔冻结管规格mmφ140×7测温6#孔改为冻结孔，补打500m的53#为冻结孔。20深度m534/45021布置直径mφ14.122孔数个9/923开孔间距m2.4624内圈冻结孔规格(0~300m/300m以下)mmφ168×6/φ140×725孔数个1/426深度m498/54027测温孔规格mφ108×528孔数个1/129深度m30...
