霄云矿井冻结施工组织设计Word格式.docx

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6

控制层位

冻结管规格：

外圈、辅助孔≤300mφ140×

6mm，≥300mφ159×

7mm；

防片孔φ140×

6mm。

塑料管：

φ75×

6mm

7

控制层冻结壁厚度

7.0m

7.4m

8

冻结壁平均温度

℃

-15

9

冻结圈径

φ17.8

φ18.8

φ12

φ12.5

φ9.6

φ10.0

10

孔数

个

2020

2121

23

24

11

开孔间距

1.33

1.34

1.79

1.78

2.74

2.85

12

冻结孔偏斜及最大孔间距

300m以上钻孔偏斜率≤2.5‰；

300m以下按靶域施工,靶域半径0.7m,冻结孔向内偏斜≤300mm。

最大孔间距表土段：

外圈孔≤2.5m，辅助孔、防片孔按偏斜及靶域要求；

基岩段≤4.5m

13

测温孔

m个

4212、4701、4601

4042、4701、4601

规格φ108×

6㎜

14

水文孔

2401、3201

2401、3251

水文管φ140×

6

15

钻孔工程量

33782

34159

67941

16

井筒需冷量

104Kcalh

413

418

17

冻结站标准制冷量

2863

最大用电负荷11000KVA

18

盐水温度

-30～-33

工期

d

385

造孔

100

地沟槽

开机至试挖

85

试挖至开挖

20

试挖20m

开挖至停机

165

要求成井80m月

霄云矿井冻结施工组织设计表01霄云矿主、副井冻结设计参数

编制依据

⑴济宁矿业集团霄云煤矿主检钻孔柱状图；

⑵济宁矿业集团霄云煤矿副检钻孔柱状图；

⑶济宁矿业集团霄云煤矿主、副井井筒打钻冻结招标文件；

⑷济宁矿业集团霄云煤矿工业场地总平面布置图；

⑸业主提供的其它资料等。

有关技术规范、标准及参考资料

⑴《矿山井巷工程施工及验收规范》，GBJ213—90；

⑵《煤矿井巷工程质量检验评定标准》，MT5009—94；

⑶《煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定》；

⑷《煤炭工业煤矿井井巷工程、建筑安装单位工程质量保证资料评级办法》；

⑸《建井工程手册》第四册冻结部分；

⑹《煤矿安全规程》（2005年执行）；

⑺参考《冻结技术规程》（审查意见稿）、《建井技术》等相关技术文件和资料

第一章矿井概况

1.1工程概况

霄云煤矿位于金乡县霄云镇境内，工业广场北距枣曹线省道1600m，西距105国道18公里，交通便利，交通便利。

矿井地质储量10120万吨，可采储量4825万吨，矿井设计生产能力90万吨年，立井开拓，在工业广场内布置主、副两个井筒。

地面自然标高＋37.2m,井口设计标高+37.5m。

井筒主要技术特征见下表。

表02霄云矿井主、副井井筒主要技术特征表

项目

备注

井口

位置

X

.000

Y

井口标高

39.5

井筒车场水平

暂定-790

井筒净断面积

19.6

23.44

最大井壁厚度

m2

1.55

1.60

最大掘砌荒径

8.3

9.0

表土厚度

设计冻结深度

470

业主要求

1.2地质概况

1.2.1地层

表03井筒检查孔揭露地层深度统计表

孔号

第四系Q

上第三系N

下第三系E

石河子组P

主检

236.1

420.5

455.8

791.00

副检

240.4

401.9

466.3

830.8

主、副井只存在弱风化带，无强风化带，主检孔埋深为456.2m，副检孔埋深为449.38m，

1.2.2第四系流向流速

第四系35m内地下水的流向为北西北460，水力坡度7.69％，2005年9月11日10时潜水位标高＋32.75～＋33.80m，地面河流水补给第四系潜水。

1.2.3地温

根据地址钻孔测定地温梯度为2.81℃100m。

1.3冻土试验

表04冻土试验取土层位深度表

土层序号

试样深度（m）

土性

层厚（m）

204.00～215.90

粘土

11.90

215.90～228.30

粉细砂

12.40

246.60～260.00

13.4

331.10～348.50

17.4

349.95～356.00

砂质粘土

6.05

381.20～389.40

8.20

390.30～417.60

27.3

注：

（1）表中：

1～3层为井筒1号检查孔样品；

4～7层为2号检查孔样品；

（2）第4层土样为2号检查孔冻1样品；

第5层土样为2号检查孔冻2样品；

第6层为2号检查孔冻3和冻4样品；

第7层土样为2号检查孔冻5、冻6和冻7样品。

表05样品冻结试验结冰温度

土样编号

取样深度（m）

取样名称

冻结温度（℃）

208.35～208.55

-1.7

216.10～216.30

-0.4

246.80～247.00

-0.7

334.00～334.20

-3.0

391.90～392.10

-2.5

405.70～405.90

-2.8

411.80～412.00

-1.5

表06冻土冻胀力、冻胀率试验结果

样品分组

土层名称

冻胀力试验

冻胀率试验

冻胀力（MPa）

平均值

冻胀率（％）

0.66

0.68

1.90

1.80

0.70

0.81

0.84

2.30

2.20

0.86

2.10

0.75

0.76

1.40

1.50

0.77

1.70

0.89

0.88

3.20

3.00

0.90

2.80

0.69

0.67

2.00

0.65

0.52

0.55

2.60

2.50

0.58

0.78

3.16

3.10

3.05

表07冻土单轴瞬时抗压强度

地层分组

深度（m）

试验温度

-5℃

-10℃

-15℃

-20℃

单轴强度MPa

平均值MPa

1.54

1.73

2.75

2.92

4.13

6.13

6.08

2.88

4.25

5.71

1.85

3.14

4.01

6.40

3.13

3.30

6.04

5.87

8.31

8.39

9.96

9.65

3.46

6.45

8.46

9.08

5.13

8.40

9.91

3.64

3.33

4.49

4.55

5.42

5.53

2.08

3.59

4.24

5.93

2.32

2.77

4.94

5.23

1.44

1.66

2.83

3.71

3.53

4.30

4.29

1.75

2.69

4.69

3.35

3.90

1.67

1.95

2.14

3.55

3.41

4.54

4.45

1.69

2.16

3.26

4.38

1.61

3.42

4.43

1.74

2.02

2.22

4.27

4.33

6.63

6.39

1.72

2.35

1.89

2.29

4.39

6.14

1.81

1.84

2.58

3.81

3.73

4.11

4.36

1.68

2.40

3.70

4.08

2.03

2.76

3.69

4.88

1.4地层特点

⑴粘土层埋藏深且连续厚度大，主井317.6～420.35m（厚102.75m）,副井322.03～403.9m（厚81.87m）；

⑵整体来看冻土单轴抗压强度值偏小，尤其是下部粘土地层；

⑶从应力－应变关系曲线可以看出：

破坏应变大多在8％以内，因此，冻土的破坏应变小；

⑷粘土地层的冻结温度偏高，下部粘土层约在-1.5～-3.0℃之间，尤是331～348m粘土地层（第四组样品），样品冻结温度为-3.0℃；

第二章冻结技术方案

2.1设计目的

⑴设计的冻结壁厚度和强度满足井筒安全掘砌施工的要求，井筒掘砌中不发生因冻结壁原因引起的人员和工程质量事故。

⑵设计应确保基岩段封水及冻结岩帽的形成

⑶根据国内外及本公司深厚表土冻结井施工经验，以满足冻结壁强度，防止冻结壁变形及冻结管断裂为目的，选择合理的施工方案及施工参数。

⑷以施工安全为前提，减少工程量、提高工程效率、降低工程造价，达到安全、快速、高效的施工目的。

2.2冻结方式

根据目前国内同类型矿井冻结方式并结合霄云矿井主、副井实际情况，确定