周为军 吴 洋 荣传新 王 彬

(1.淮北矿业集团 临涣煤矿,安徽 淮北 235136;2.安徽理工大学 土木建筑学院,安徽 淮南 232001)

0 引言

自1955年我国成功将冻结凿井法应用于开滦林西矿风井施工以来,该工法已经逐渐发展成为穿越厚松散地层立井,以及富含水地层地下工程施工的主要工法之一[1-5]。

近年来,国内有关学者围绕人工冻结温度场数值计算方法及应用展开了一系列研究,在双圈以及多圈孔冻结温度场变化规律[6-11]、地下水对冻结温度场的影响规律等方面[12-18],取得了大量研究成果。本文针对在冻结工程中冻结温度场预测的工程问题,基于临涣矿中央井冻结方案,结合测温孔数据,利用数值计算的方法对各层位冻结壁交圈时间及不同月进尺条件下冻结温度场的发展情况进行预测分析,为现场冻结工程中冻结参数的动态调整和井筒掘进施工提供参考依据。

1 工程背景

1.1 矿井概况

临涣煤矿位于淮北矿区临涣区北部,行政区划隶属濉溪县韩村镇,北距淮北市40 km,东距宿州市30 km。临涣煤矿新建中央风井井筒全深为667.7 m,井筒净直径为6.5 m。

1.2 地层特点

井筒穿过新生界松散层厚度较大,粘土层所占比例高(74.0%),膨胀量大,特别是新近系下部粘土层及钙质粘土,半固结状为主,局部遇水易崩解松散。深部粘土及含钙粘土冻结温度较低,冻结速度缓慢,冻结强度小。

1.3 冻结方案

为保证井筒冻结帷幕厚度和强度,实现井筒顺利、安全提前开挖,并保证井筒连续掘进施工,临涣中央风井设计采用主排孔(单排差异)+辅助孔(双排插花)的冻结方式,其中主冻结孔按差异冻结方式布置,辅助孔采用梅花状布置。……