探讨赵固二矿冻结方法设计
赵固二矿回采巷道注浆锚索支护技术与应用
赵固二矿回采巷道注浆锚索支护技术与应用
李鑫磊;刘栋
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2022()10
【摘要】基于赵固二矿14030工作面开采条件和深井大断面回采巷道维护的特点,以赵固二矿14030工作面回采巷道为研究背景,提出了注浆锚索超前支护的全锚固式支护方法。
采用FLAC^(3D)软件模拟中空注浆锚索支护参数变化对围岩控制效果的影响,给出了工作面注浆锚索支护参数设计,并通过现场实践判断参数设计的合理性。
现场实践表明,在注浆锚索超前支护技术作用下,巷道顶底板和两帮变形得到了有效控制,说明注浆锚索超前支护参数设计合理,可有效控制围岩稳定性,保障工作面回采期间的巷道安全。
【总页数】3页(P30-32)
【作者】李鑫磊;刘栋
【作者单位】焦作煤业〔集团〕有限责任公司赵固二矿
【正文语种】中文
【中图分类】F406.3;TD350
【相关文献】
1.赵固二矿回采巷道顶板离层机理及支护对策
2.赵固矿区回采巷道帮部全锚索支护应用探索
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4.锚索补强支护技术在白坪矿回采巷道的应用
5.五沟矿综采面回采巷道锚索式超前支护技术应用研究
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赵固二矿西风井深井冻土爆破漏斗试验研究
3. Henan Guolong Mining Construction Co. , Ltd. , Zhengzhou 4500CX), China)
A b stra c t：The freezing drilling and blasting method was used in the west air shaft project of Zhaogu No. 2 Mine. The change of physical properties of soil after freezing has a significant influence on the blasting effect. Aiming at the short blasting footage of frozen soil under the current blasting parameters, the basic physical properties of frozen soil were obtained through laboratory tests, and a series of single-hole crater tests and wide-hole spacing blasting crater tests in the same section were carried out. The results of single-hole blasting crater test show that when the charge amount is 0. 175kg, the optimum hole depth of frozen soil is 0. 45m , the optimum blasting crater volume is 0. 075m3 , and the optimum blasting crater radius is 0. 438m. The volume of blasting funnel is 0. 382m3 for the same cut hole blasting with five holes. Under a certain amount of charge, blasting looseness effect is better when the bottom distance of peripheral hole is 60cm. The test results can provide reference for the design of frozen soil blasting scheme and accelerate the progress of the project. K eyw ords：Zhaogu No. 2 M ine；large vertical shaft；blasting crater；artificial freezing soil；blasting parameter design
论文(冻结)
赵庄煤矿二号井副井表土层及风化带快速冻结摘要：晋城煤业集团赵庄煤矿二号井副立井井筒所穿越的表土段和基岩风化带，虽然厚度不太大，但含水层较多，涌水量较大，且含有三层流沙层，水文地质条件复杂。
本文简要介绍了复杂地质条件下，快速冻结通过表土段和基岩风化带，并且保证优质工程的施工经验。
关键词：立井井筒施工；快速冻结；冻结圈径；开孔间距一、工程简介晋城煤业集团赵庄煤矿二号井设计设计生产能力0.9Mt/ a，服务年限30a，采用立井开拓方式。
副立井井筒设计净直径6.5m，井深511.5m，穿过第四系松散地层、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组和二叠系山西组。
其地质及水文地质条件复杂，特别是第四系松散地层含三层粉、细砂岩，基岩风化带58.60—78.60m为强含水层段，这将给井筒施工带来很大的困难，为了改善井筒凿井施工条件，确保施工安全，建设单位决定对井筒采用冻结法施工，冻结深度为115m。
为了缩短施工工期，加快矿井建设速度，在冻结施工过程中，采用了缩小冻结圈径和开孔间距等措施，有效的缩短了冻结工期，取得了较好的效果。
二、地质及水文地质条件1、地层根据井筒检查孔资料。
井筒冻结段穿过的地层为第四系和二叠系，地层特征如下：（1）第四系：层厚62.90m，岩性主要为粘土及砂质粘土中间夹二层细砂，底部含卵砾石层。
（2）二叠系上石盒子组：层厚311.06 m，岩性主要为灰白、灰绿色砂岩，杂色斑块泥岩、砂质泥岩等，上部（90.50m以内）基岩风化裂隙发育，岩芯破碎，工程地质条件差。
井筒地层特征见表12、水文地质副井冻结段穿过的含水层共5个。
（1）第四系含水层：共三个，①细砂岩，埋深26.32—28.92m，厚度2.60m；②细砂岩，埋深52.95—57.55m，厚度4.60m；③含砾细砂岩，埋深58.95—62.90m，厚度3.95m。
（2）上石盒子组含水层：共二个，①粗砂岩，埋深62.90—73.15m，厚度10.25m；②中砂岩，埋深103.95—107.55m，厚度3.60m。
在冻结造孔工程中防斜＼纠斜之探索
在冻结造孔工程中防斜＼纠斜之探索[摘要]近年来，我队在冻结造孔工程相继施工了淮南顾桥矿、朱集矿，山东郓城矿、梁山杨营矿、梁宝寺一号井、二号井，河南许昌泉店矿、赵固二矿、新河矿等，现在又移师山西、内蒙等矿。
冻结造孔工程，我在防斜、纠斜方面积累了相当丰富的经验。
[关键词]矿井施工钻孔防斜钻孔纠斜矿井建设通常采用立井开拓方式，其新生界冲积层一般采用冻结法施工，冻结法施工的第一步就是冻结造孔，冻结钻孔深度根据冲积层和风化带厚度决定。
为满足冻结设计交圈要求，因此，在施工中要严格控制钻孔偏斜，则需做好钻孔的防斜与纠斜工作。
一、钻孔防斜(1)确保设备的安装质量，移至孔位后对钻机认真找正，安装稳固、周正，使转盘中心、钻孔中心和游动滑车提升中心“三点一线”，确保开孔垂直度把好开孔关。
(2)开孔使用的粗径钻具要直，正确选择钻具组合，增强钻具的导向性和稳定性，减小孔壁间隙，减小下部钻具弯曲。
(3)不得使用弯曲、变形的钻具，钻具连接后同心度要好。
粗径钻具应有足够的长度。
(4)钻进中要精心操作，根据进尺速度和钻孔柱状图准确判层，换层钻进时要合理使用压力，软变硬时，降低钻压，待钻进0.5m后再恢复到该地层应使用的正常压力；当硬变软时，适当减小压力，降低转速。
钻进时给压均匀，并根据地层情况合理掌握钻压、转速和泵量。
砂层中转速快给进，粘土层中转速慢给进，防止快进时泥包钻头；基岩应高钻压低转速。
控制孔底钻压为钻铤在孔内总重量的75--80％，采用悬吊钻进。
下钻接近孔底时，要慢放，严禁墩钻，用新钻头时应轻压慢转30分钟后，再逐步加大钻压正常钻进。
二、钻孔纠斜钻孔偏斜必须遵循“以防为主，纠偏为辅”的方针，加强施工人员的责任心，并严格按有关技术要求施工，加强技术监督的力度，杜绝蛮干行为。
施工时，工程技术人员应充分研究易偏地层，分析易偏原因，找到适合该地区施工的防偏方法和纠偏措施，及时指导施工人员防偏纠偏。
(一)传统方法“垫、移、扫、扩”(1)扫孔纠偏法一般在粘土层中发生孔偏，可利用原有钻具，更换三翼钻头或多翼钻头进行扫孔纠偏。
赵固一矿西风井表土段冻结段试挖措施最终版 (自动保存的)
赵固一矿西风井井筒冻结表土段试挖施工安全技术措施一、井筒概况赵固一矿西风井井筒设计深度636.80m，其中冻结深度589m。
西风井井筒冻结段井壁采用钢筋砼井壁结构，井筒净直径为 6.0m。
井筒施工期间-5.1m以上采用临时锁口；-5.1m～-10m为外层临时井壁，井壁厚度500mm。
-10～-589m外层井壁厚度500～750mm。
根据施工计划西风井井筒由-5.1m向下进行试挖，试挖深度20m。
为保证施工安全，特编制本安全技术措施。
二、试挖条件冻结交圈后施工，经冻结单位、监理单位、甲方同意，达到试挖条件后，开始挖掘：（1）井筒冻结段开挖条件如下：1）井筒中的水文观测孔水位有规律地上升并冒水，最迟一层水位溢出管口7天并保持稳定；测温孔的温度达到设计要求，根据资料分析冻结壁已发展到设计厚度。
2）经过试挖，证明冻结壁已实际形成并与上述的观测结果一致。
3）去、回路盐水温差在2℃以内。
4）井架等凿井设备及设施已安装完毕。
5）各种施工材料及劳动力配齐备足。
6）各种培训结束，规章制度已建立，要害工种达到持证上岗条件。
（2）试挖：当满足上述试挖条件后，井筒便可以试挖。
三、井筒试挖方案及施工方法1、施工方案试挖段采用短段掘砌混合作业方式。
试挖时使用2.5m段高模板，采用挖掘机掘进，人工辅助刷帮。
在第一个段高掘进时，采取分区刷帮，每区先扩600mm宽至荒径，立上临时支柱（临时支柱由钢管加工，上、下加焊托盘），逆时针方向逐段扩完（防井壁下沉）。
根据土层情况，如遇土层松软且有片帮迹象，临时支护则采用“井圈+背板”临时支护。
因试挖段岩性以细砂为主，井帮片帮严重不稳定时，应缩小施工段高。
采用一台2JK-3.6型主提升绞车、一台JK-3型副提升绞车提升，配4m3、5m3吊桶各两个装土装矸（土），地面使用铲车装土，排矸车运至指定地点。
2、施工方法施工顺序：中间开挖1.8m——米字形间隔对称扩帮——立临时支柱——全断面下挖700mm——平底、铺设泡面板——绑扎钢筋——落模找正——打灰——中间开挖1）开挖采用挖掘机、铁锹掘进，先挖中间罐窝，再四周土层，配合人工使用洋镐、铁锹、风镐等刷帮。
赵固二矿参观实习报告
报告题目：赵固二矿参观实习报告报告时间：[[今天日期]]报告人：XXX一、前言近日，我有幸参加了赵固二矿的参观实习活动，通过此次活动，我对煤矿生产过程、安全管理、智能化建设等方面有了更深入的了解。
在实习过程中，我深刻感受到了赵固二矿在安全生产、技术创新和智能化建设方面取得的显著成果。
现将本次实习过程中的所见所闻总结如下，以供分享。
二、实习内容1. 矿井安全生产概况赵固二矿位于我国河南省，是一座具有较长开采历史的煤矿。
在参观过程中，我了解到该矿井始终坚持“安全第一”的原则，把安全生产放在首位。
通过开展事故案例警示教育活动，提升职工的安全认识和安全技能。
此外，矿井还严格按照五级排查模式，进行菜单式排查，确保安全隐患及时发现和整改。
2. 智能化建设与应用赵固二矿在智能化建设方面取得了显著成果。
首先，我参观了矿井的综合智能化生产调度指挥中心，了解了智能化综采设备的工作原理和运行方式。
此外，还参观了矿灯超市、技能大师工作室、大学生创新工作室等地，了解了赵固二矿在技术创新和人才培养方面的投入和成果。
3. 灾害治理与环境保护在灾害治理方面，赵固二矿采用了定向钻孔施工技术，创新优化了钻孔、巷道布置，提高了瓦斯治理效率。
同时，矿井还坚持地面区域治理、井下物探佐证、有异钻探查验、注浆加固补强的总体防治水技术路线，防范水害事故的发生。
在环境保护方面，赵固二矿通过智能化技术和环保措施，实现了矿井生产的高效、安全和环保。
4. 实地参观与体验在实地参观过程中，我深入了解了矿井的生产调度指挥中心、井口爱心简餐厅、群众工作室、矿史志馆等场所。
此外，还参观了矿井的智能化采煤工作面，了解了液压支架、采煤机、刮板输送机等设备的工作原理和操作方式。
通过实地参观，我对煤矿生产过程有了更加直观的认识。
三、实习感悟通过参观实习，我对赵固二矿的安全生产、智能化建设、技术创新和环境保护等方面有了更深入的了解。
我深感煤矿生产的艰辛和危险，同时也为我国煤矿事业在技术创新和智能化建设方面取得的成果感到自豪。
高强低热混凝土在赵固二矿主井冻结段的应用
高强低热混凝土在赵固二矿主井冻结段的应用严少洋;焦华喆;陈新明;赵璐;刘子璐;韩振宇【期刊名称】《煤炭工程》【年(卷),期】2017(049)007【摘要】以C40~C80高强低热混凝土在赵固二矿主井冻结段为应用背景,采用水泥、砂子、碎石、粉煤灰、磨细矿渣和化学外加剂根据不同的配比,配制不同强度的低水化热早强防裂密实高性能混凝土,实测强度超过设计强度的5%以上,提高了井壁的强度储备,有效地避免了井壁的破坏.水化热降低15~17℃,较好的控制了内、外层井壁大体积混凝土的温度裂缝的扩展,确保了冻结段的施工安全.【总页数】4页(P41-44)【作者】严少洋;焦华喆;陈新明;赵璐;刘子璐;韩振宇【作者单位】河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】TU755【相关文献】1.高强混凝土在赵固一矿冻结井壁中的应用 [J], 连卫国;赵飞翔2.高强混凝土及薄壁筒结构在付村矿主井冻结基岩段井壁结构中的应用 [J], 林鸿苞3.深厚黏土层冻结壁径向位移实测分析与掘进段高调控机制在赵固二矿西风井施工中的应用 [J], 张道海; 常建新; 王恒; 曾凡毅4.冻结壁形成特性预报与冻结调控机制在赵固二矿西风井中的应用 [J], 曾凡伟; 陈道翀; 曾凡毅; 陈红蕾5.分层施工在赵固一矿西风井井筒冻结段外壁施工中的应用 [J], 周彬彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超深厚冲积层冻结井筒快速施工经验浅谈
超深厚冲积层冻结井筒快速施工经验浅谈发布时间：2022-07-13T07:36:22.649Z 来源：《科学与技术》2022年第3月第5期作者：吕冬超[导读] 赵固二矿西回风立井井筒深度905m，表土层厚度706.2m，目前全国最深厚表土层之一。
吕冬超焦作煤业（集团）新乡能源有限公司，河南焦作 454150摘要：赵固二矿西回风立井井筒深度905m，表土层厚度706.2m，目前全国最深厚表土层之一。
在井筒掘砌过程中，克服了超深厚表土层施工中井帮位移量大、冻土多、打眼困难等系列难题，并创造了国内超700m冲积层冻结法凿井安全快速（87.2m/月）施工记录。
该井筒快速施工的经验，对类似条件的矿井立井快速施工积累了经验。
关键词：深厚冲积层；快速施工；经验引言赵固矿区是我国第二个穿过700m冲积层的矿区，赵固二矿西回风立井是我国第四个穿过700m冲积层的井筒。
冲积层厚度超过500m 后，水土压力对矿井建设的影响非常突出，所采用的冻结法凿井面临的问题就越多，冻结壁稳定性和矿井建设的安全问题就越严重，冻结与掘砌工程配合就更难，面临冲积层深部的井心冻实、掘砌困难、冻土爆破效果差、高性能高标号混凝土应用、施工速度慢等诸多难题。
1 工程概况赵固二矿西回风立井井筒净直径6.0m，井筒设计深度905m（不含井底水窝3m），其中井筒穿过表土层厚度为706.2m，基岩风氧化带厚度48m，冻结深度为783m。
冻结段采用双层复合井壁结构，基岩段为单层井壁结构，整个井筒砼强度C50～C100，井壁设计厚度800mm～1950mm。
2 井筒快速施工经验介绍在施工过程中，我认为影响井筒掘砌速度的主要因素有以下几点，一是一支综合素质较高的施工队伍是决定施工速度的主要因素，二是施工所用机电、机械的故障率是决定施工速度的基本因素，三是冻掘一体化的合理配合，是决定施工速度的重要因素。
针对以上三个因素，具体分析及应对经验介绍如下。
2.1 队伍的选择及劳动组织首先，在队伍选择方面，在项目施工前期，通过项目招标，选择国内在井筒掘砌行业中的佼佼者，必须由类似地质条件的施工经验，并且在五年内有类似工程的施工业绩，选择一支综合素质较高的施工队伍，在今后井筒掘砌施工中将会为项目带来较好的效益。
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探讨赵固二矿冻结方法设计
【摘要】本文主要是作者结合自己所做过的实际工程，对赵固二矿冻结方法设计主导思想及冻结深度及冻结壁厚，并分析了赵固二矿现有井筒检查孔资料和冻土相关试验数据，该矿井井筒穿过的冲积层厚度、埋藏特点和冻土力学特性与赵固一矿基本相近，并与泉店矿井筒穿过的冲积层埋藏条件相似，赵固一矿和泉店矿井的冻结设计和工程实践的经验与问题对赵固二矿冻结设计和施工具有重要的指导意义。
为此，拟在总结赵固一矿和泉店矿井经验与问题的基础上，编制赵固二矿冻结方案，以达到安全、合理、快速、经济的目的。
实践证明了设计的合理性和先进性，并取得了预期的技术经济效果。
【关键词】井筒冻结设计冻结壁厚
1 工程概况
赵固二矿于2005年上半年开工建设，冲积层厚度居全国第三位（龙固副井为567.7m，丁集矿井为525.3～525.5m），冻结深度居全国第二位（龙固副井为650m，丁集矿井为555～557m），加上冲积层中粘性土层和砂性土层的厚度比例为71.2～28.8m（见表1），单层厚度>10m的粘土层10层和砂质粘土层6层，粘土层的单层最大厚度达37.4m和最大埋深达468.15m，砂质粘土层的单层最大厚度达27m和最大埋深达518m，且深部粘性土层的含水率小，冻土抗压强度低、蠕变特性显著，容易导致冻结管断裂。
深井冻结的实践表明，随着冲积层厚度的增加，地压和水压增大，地温升高，特别是深部粘土层的冻土扩展速度慢和强度低，冻结壁的蠕变位移大，成为冻结管断裂、井壁破坏、井壁漏水的主要因素，轻则延长工期和增加工程造价，重则导致淹井和危及施工安全，造成重大损失。
从国内已施工深厚冲积层冻结井的情况分析，冻结管断裂、井壁破坏和漏水一直是深厚冲积层冻结凿井的技术关键问题：例如潘谢矿区1977～1985年施工的9个深冻结井中计断管135根，平均断管率达40%；潘三东风井外层井壁压坏现象严重，压坏后井壁径向位移最大达550mm；谢桥副井施工至井深239m时冻结管断裂导致冻结壁融化透水淹井；赵固一矿开工前施工的梁宝寺主井井壁压坏严重和张北副井冻结管连续断裂7根，严重危及施工安全。
以上事例说明，深厚粘土层已成为冻结法凿井向纵深发展的“拦路虎”。
焦作煤业集团公司对赵固二矿冻结法施工难度非常重视，为使赵固二矿实现安全快速施工，委托煤炭科学研究总院北京建井所编制冻结设计、待北京建井研究所于2005年5月上旬提出冻结推荐方案后，又召开了专家论证会，对冻结推荐方案进行了评议，修改后作为冻结招标方案，并通过招标选定施工单位，确定施工方案。
现根据赵固二矿的施工情况，对冻结推荐方案、冻结招标方案、冻结施工方案的优缺点进行综合评价。
2 对井筒地质、水文地质资料和冻土试验资料的分析评估
2.1 井筒地质、水文地质资料
赵固二矿设计生产能力为180Mt/a，选用中央并列式开拓方案，主、副、风井筒布置在一个工业广场内。
为了正确选定井筒位置，先后施工了四个井筒检查孔，根据2006年4月4日对赵固二矿井筒检查孔资料审查结果得出：主、副、风井井筒穿过的冲积层的厚度分别为528.85m、522.55m、519.5m；主井/副井/风井的基岩强、中、弱风化带埋深分别为568.27m、589.64m、613.89m/570.06m、591.52m、615.0m/586.76m、597.3m、616.11m。
冲积层埋藏特点与赵固一矿基本相同，主、副、风井粘性土层与砂性土层的厚度比例分别为76.93：23.07、70.73：29.27、70.49：29.51；砂性土层以细砂、粉砂为主，主、副、风井砂性土层的最大埋深分别为459.2m（粉砂）～493.05m（细砂）、502.35m（粉砂）～520.15m （细砂）、476.6m（粉砂）～498.8m（细砂）；主井/副井/风井深部冲积层（>300m）中单层厚度>5m粘性土层的层数、总厚度、平均厚度、连续厚度、最大埋深分别为12层、168.58m、14.05m、42.8m、528.85m/16层、133.2m、8.33m、20.35m、522.55m/11层、122.75m、11.16m、31.65m、519.5m。
加上基岩强、中、弱风化带的厚度均比赵固一矿大，风井和副井的净直径大，将对冻结深度和冻结壁、井壁设计产生重要的影响。
2.2 冻土试验资料
根据煤科总院北京建井研究所提供的冻土试验资料分析，赵固二矿冲积层的土性和冻土强度、蠕变参数等近似赵固一矿。
3 二矿冻结推荐方法
3.1 主要技术指标
受焦作煤业集团有限公司的委托，煤炭科学研究总院北京建井所根据陈四楼主副井、程村主副井、济西主副井、顾桥副井等深厚冲积层冻结设计和工程实践经验，于2004年4月中间提出赵固一矿冻结设计优化推荐方案。
3.2 优缺点分析
主要优点：冻结推荐方案与国内近年来施工的>500m冲积层冻结设计主要技术指标相比具有以下特点：吸取国内、外深厚冲积层冻结凿井经验的基础上，对赵固二矿冲积层埋藏特点进行了细致的分析，采用理论与实践相结合的综合分析方法，对设计基本参数进行优选，按强度条件和变形条件设计冻结壁的厚度和安全掘进段高，能较全面地满足赵固二矿518m冲积层冻结壁强度和稳定性的要求。
4 赵固二矿冻结方案设计
4.1冻结方案设计指导思想
通过赵固一矿主副风井和泉店矿主副风井等深厚冲积层冻结设计、施工经验与问题对比分析结果，提出赵固二矿冻结方案设计的指导思想如下：把冻结方案设计视为井筒冻结与掘砌系统工程的重要组成部分。
无论冻结深度、冻结壁厚度、安全掘进段高、冻结制冷工艺设计以及工期分析都必须把“冻结与掘砌”有机地结合起来，统筹兼顾。
4.2冻结深度的设计优化
根据赵固二矿冲积层厚度及其邻近基岩风化情况、矿山井巷工程施工及验收规范对冻结深度的要求、冻结段井壁壁座深度和深井冻结实践经验等综合分析，提出赵固二矿主井、副井、风井的冻结深度分析为615m、628m、628m。
4.3冻结壁厚度设计优化
根据赵固二矿冲积层埋藏特点选取砂性土层的控制层位、冻结盐水温度、井帮温度、冻结孔布置方式、冻结壁平均温度、冻土计算强度等参数以及近几年建设的深厚冲积层冻结壁厚度设计主要技术指标综合分析计算结果，提出赵固二矿主井、风井和副井的设计厚度分别为7.7m、8.4m和10.2m或10.3m。
5 赵固二矿主、副、风井冻结设计方案的技术指标和优缺点对比
在仔细分析国内近年来建设>400m冲积层的程村主副井、济西主副井、泉店主副井风井等和>500m冲积层的龙固副井、丁集主副风井、赵固一矿主副风井等冻结方案设计与施工经验的基础上，结合编者对深厚冲积层冻结凿井的科研、设计、施工经验体会和国内冻结单位的实践经验，对赵固二矿净直径为5m、5.5m、6.5m和6.8m、6.9m的主井、风井和副井分别提出2个冻结方案进行分析对比。
6 结语
通过以上论述分析，实践证明该设计是在赵固二矿工程中是可行的，其设计的合理性和先进性，都取得了预期的技术经济效果。