某礦特殊地層凍結技術研究.pdf

1、我國煤炭資源儲備豐富，凍結法鑿井是該行業(yè)主要的施工技術，井筒施工正朝著大直徑、深地層、多圈管、地質條件更復雜方向發(fā)展，本文以山東新河煤礦為研究背景，該礦位于濟寧唐口勘探區(qū)，表土216.5m，凍結深度245m，副井在鑿井施工遇到大地下水流地層、厚鈣質黏土層，地下水流速最大達23.544m/d。
　　以往的凍結工程穿越大地下水流地層、厚鈣質黏土層時發(fā)生過凍結壁長期不交圈，凍結管斷裂導致的淹井事故。通過該礦研究井筒穿越這些地層的凍結技術

2、，對以后類似工程具有參考意義。
　　本文的主要工作有:對測試土層做凍結巖土物理力學實驗，測試凍土的含水量，比熱，導熱系數(shù)，凍結溫度，應力應變曲線，準確了解各土層的物理參數(shù)，為凍結壁的設計提供依據(jù)。ANSYS作為分析相變問題能力相當強的有限元軟件，具有很高的計算精度，通過ANSYS數(shù)值模擬該礦大水流地層，鈣質黏土層的凍結溫度場，預測這些土層的凍結壁平均溫度，凍結壁發(fā)展速度以及凍結壁在不同時期的發(fā)展情況，并作為凍結壁設計的直接依據(jù)。利

3、用信息化施工管理平臺，對施工的全過程進行監(jiān)測?，F(xiàn)場實測水文管水位變化，去回路鹽水溫度情況，各地層在凍結期的溫度情況，井幫的溫度及凍土入荒徑距離，整理分析數(shù)據(jù)，對施工的進展進行預測并采取積極措施解決施工中遇到的突發(fā)問題，為施工的安全和順利進行提供保障。
　　穿越大水流地層時采取強化凍結措施，設計采用兩排孔凍結，即外排孔加內排輔助孔，降低鹽水溫度。穿越厚鈣質黏土層時選用大管徑、大厚度凍結管，以加快凍土發(fā)展速度，降低井幫溫度，增強井幫抗