李国鑫

（大同煤矿集团有限责任公司，山西 大同 037000）

长期以来，煤炭一直是我国的主体消费能源[1-2]，随着煤炭开采强度和需求的不断增加，赋存条件较好的煤炭资源已经不足以满足国家的经济发展需求，因此，必须在一些水文地质条件复杂的、富含丰富煤炭资源的煤田建立新矿井。在新矿井的建设中，常常会遇到复杂地层，比如在淮南淮北矿区、兖州矿区、开滦矿区等地方建设矿井时，经常遇到几十米到上百米的表土层，表土层内含有多层流沙，涌水量较大，给井筒施工带来了严峻考验[3-4]。冻结施工技术具有适应性强、施工速度快、质量高等优点，是我国凿井施工的首选技术。冻结法施工预先在含水岩层中施工钻孔，并铺设钢管，在钢管内导入循环的液氮，加剧钢管周边的岩层冻结，以形成一层具有足够强度的冻土层壳，强度达5～10 MPa，可有效隔绝地下流沙和涌水，尤其适用于松散、含水、不稳定岩层凿井[5-6]。

1 工程概况

东周窑矿设计年产量1000万t，井田地处山西黄土高原向内蒙古高原的过渡地带，属晋西北低山丘陵区，为黄土丘陵地貌，地形起伏不大，冲沟发育，地势南高北低，一般海拔标高1300～1500 m。矿井计划布置主斜井、副斜井、副立井及中央回风立井四个井筒。其中，主斜井布置于矿井工业场地东北约300 m处的选煤厂内，井筒倾角16°，净宽5.0 m，净断面16.6 m2，井口标高+1 335.50 m，落底于主采5号煤层，井底标高+866.0 m，斜长1 703.3 m。依据矿井水文地质资料，主斜井井筒在穿透表土层期间将穿过第四系松散含水层、碎屑岩含水层、岩溶裂隙含水层、风化壳含水层，需采用冻结施工技术。……