復(fù)雜條件下的凍結(jié)井筒施工成套技術(shù)

內(nèi)容概要

《復(fù)雜條件下的凍結(jié)井筒施工成套技術(shù)》介紹了復(fù)雜條件下凍結(jié)井筒施工的成套技術(shù)，主要內(nèi)容包括：復(fù)雜條件下的礦井總體設(shè)計(jì)、深厚表土凍結(jié)壁設(shè)計(jì)理論、多井共站凍結(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)、“三井共站”模式下大厚度低平均溫度凍結(jié)壁的形成與維護(hù)技術(shù)、凍結(jié)井筒高強(qiáng)度混凝土施工技術(shù)與工藝、復(fù)雜地層條件下凍結(jié)井筒機(jī)械化施工、深厚表土凍結(jié)法鑿井安全監(jiān)測、凍結(jié)壁發(fā)育狀況的地質(zhì)雷達(dá)探測、復(fù)雜條件下井筒基巖段防治水技術(shù)、復(fù)雜條件下硐室工程設(shè)計(jì)和施工等。
《復(fù)雜條件下的凍結(jié)井筒施工成套技術(shù)》可供巖土工程、礦山建設(shè)工程、采礦工程等領(lǐng)域的教學(xué)、科研、施工及設(shè)計(jì)人員參考，也可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)高年級本科生和研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

前言0 序論0.1 復(fù)雜條件下的井筒施工0.2 國內(nèi)外凍結(jié)法鑿井技術(shù)狀況0.3 主要研究內(nèi)容0.4 本章結(jié)論1 工程概況1.1 礦井交通位置及自然條件1.2 井田地質(zhì)及工程地質(zhì)條件1.3 井筒特征與地質(zhì)條件1.4 本章結(jié)論2 復(fù)雜條件下的礦井總體設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)思路2.2 井口及工業(yè)場地位置2.3 井筒數(shù)量與井簡裝備2.4 建設(shè)工期安排2.5 井筒開工順序和主井、副井、風(fēng)井交替安排2.6 井筒施工方法2.7 本章結(jié)論3 深厚表土凍結(jié)壁設(shè)計(jì)理論3.1 對深部原位凍結(jié)人工凍土力學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識3.2 現(xiàn)有凍結(jié)壁厚度計(jì)算理論的分析評價(jià)3.3 特厚沖積層凍結(jié)壁厚度計(jì)算4 多井共站凍結(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)4.1 問題的提出4.2 趙樓煤礦三井筒凍結(jié)溫度場分析4.3 三井共站異步凍結(jié)技術(shù)研究5 “三并共站”模式下大厚度低平均溫度凍結(jié)壁的形成與維護(hù)技術(shù)5.1 “三井共站”對凍結(jié)運(yùn)行的新要求5.2 凍結(jié)設(shè)計(jì)5.3 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.4 凍結(jié)工程施工5.5 測量與監(jiān)測工作5.6 凍結(jié)效果分析5.7 本章結(jié)論6 凍結(jié)井筒高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)與工藝6.1 研究背景6.2 混凝土配比要求6.3 高性能混凝土配比試驗(yàn)6.4 凍結(jié)井壁高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)與工藝控制標(biāo)準(zhǔn)6.5 本章結(jié)論7 復(fù)雜地層條件下凍結(jié)井簡機(jī)械化施工7.1 概述7.2 井筒概況7.3 凍結(jié)井筒快速施工機(jī)械化配套研究7.4 凍結(jié)表土段施工方案與工藝7.5 基巖段施工方案與工藝7.6 井筒施工整體情況7.7 主要技術(shù)成果8 深厚表土凍結(jié)法鑿井安全監(jiān)測8.1 本章前言8.2 井筒安全施工監(jiān)測監(jiān)控的工作組織8.3 井筒安全施工監(jiān)測技術(shù)研究8.4 井筒安全施工監(jiān)測研究小結(jié)9 復(fù)雜條件下凍結(jié)壁溫度與變形的超前預(yù)測9.1 凍結(jié)溫度場的反演分析與超前預(yù)測9.2 凍結(jié)壁受力與變形的反演與安全監(jiān)控研究9.3 主要研究成果10 凍結(jié)壁發(fā)育狀況的地質(zhì)雷達(dá)探測10.1 地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)及其基本原理10.2 地質(zhì)雷達(dá)的探測方法10.3 數(shù)據(jù)處理和資料解釋10.4 人工凍結(jié)壁的地質(zhì)雷達(dá)探測研究10.5 本章主要結(jié)論11 復(fù)雜條件下井筒基巖段防治水技術(shù)11.1 井筒的水文地質(zhì)條件11.2 井筒基巖段防治水方案的確定11.3 工作面預(yù)注漿11.4 壁后注漿12 復(fù)雜地層條件下硐室工程設(shè)計(jì)和施工12.1 概述12.2 主井箕斗裝載硐室的設(shè)計(jì)和施工12.3 井底煤倉的設(shè)計(jì)和施工12.4 副井井底車場連接處的設(shè)計(jì)和施工結(jié)語參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：依據(jù)已有的幾種凍結(jié)壁設(shè)計(jì)理論，其計(jì)算結(jié)果間的差異也越來越大。如前文所述，對于沖積層厚度為567.7 m的龍固煤礦副井，采用多姆克公式、里別爾曼公式和德國的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，凍結(jié)壁厚度分別為20m、10m和14m。各公式計(jì)算結(jié)果間的巨大差異，使得凍結(jié)設(shè)計(jì)難以找到切實(shí)的計(jì)算依據(jù)。凍結(jié)壁厚度決定了凍結(jié)管的布置方式，我國曾經(jīng)設(shè)計(jì)的凍結(jié)壁最厚為7m，兩圈管即可實(shí)現(xiàn)土體凍結(jié)；若凍結(jié)壁厚度增大到10m以上，則需考慮布置三圈或三圈以上的凍結(jié)管。此外，凍結(jié)費(fèi)用與凍結(jié)壁厚度關(guān)系密切。因此，急需獲得深厚沖積層凍結(jié)壁設(shè)計(jì)理論。（2）三井共站凍結(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)地層凍結(jié)時(shí)，凍結(jié)的初期地層原始溫度最高，鹽水與地層溫差最大（最大可超過60℃），那么此時(shí)凍結(jié)管與土層熱量交換最激烈，需冷量也是最大的；隨著凍結(jié)的進(jìn)行，地層溫度降低，鹽水與土層溫差逐漸減小，熱量交換也逐漸減弱，需冷量減小。由此可見凍結(jié)施工中最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在凍結(jié)的初始階段，采用三井共站凍結(jié)時(shí)可通過調(diào)節(jié)三井的開機(jī)時(shí)間，合理的避開最大冷負(fù)荷，使凍結(jié)站的容量既能達(dá)到最大需冷量的要求，又不需要過多的設(shè)備投入，故可以開展三井共站凍結(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。（3）大厚度低平均溫度凍結(jié)壁形成與維護(hù)技術(shù)深井凍結(jié)可供選擇的方案很多，如局部凍結(jié)、差異凍結(jié)、分段凍結(jié)、一次凍全深等，相應(yīng)的工藝參數(shù)范圍也變化很大。不同的方案和工藝參數(shù)都可達(dá)到對凍結(jié)壁溫度場的要求，但花費(fèi)的代價(jià)會(huì)相差很大。因此必須在綜合考慮凍結(jié)施工工藝水平、井筒掘砌施工水平、施工安全的條件下，對凍結(jié)工藝和凍結(jié)方案進(jìn)行優(yōu)化，以期用較小的時(shí)間和費(fèi)用達(dá)到安全、快速施工的目的。對于復(fù)合的多圈管凍結(jié)方案與凍結(jié)工藝的優(yōu)化研究在國內(nèi)外均尚未進(jìn)行過。0.3.3 復(fù)雜條件下凍結(jié)井壁掘砌施工技術(shù)（1）凍結(jié)法鑿井機(jī)械化施工技術(shù)立井凍結(jié)法施工井筒的表土段多采用人工挖掘法施工，不但用人多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、壓風(fēng)及工器具消耗量大，而且工效低、速度慢、安全性差，嚴(yán)重制約了凍結(jié)表土段施工的速度。因而需要研究凍結(jié)表土段挖掘與裝罐的機(jī)械化作業(yè)，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和用工量，提高挖掘效率；從而改變我國在立井凍結(jié)表土段多采用人海戰(zhàn)術(shù)施工的歷史，完善立井機(jī)械化配套裝備，填補(bǔ)我國在立井凍結(jié)表土段機(jī)械化施工的空白，提高凍結(jié)表土段的施工速度。（2）凍結(jié)法鑿井信息化施工技術(shù)監(jiān)測技術(shù)是信息化施工技術(shù)的基石。在我國凍結(jié)施工領(lǐng)域，對溫度場、凍結(jié)壁相對位移、井壁變形與受力等均進(jìn)行過現(xiàn)場測試研究，但對凍結(jié)壁的絕對位移、凍結(jié)管變形與受力、凍結(jié)壁的超前變形、井壁在凍土融化及土體疏水沉降過程中的受力與變形等方面的測試或監(jiān)測技術(shù)尚未開展過研究。因此，為保證特厚沖積層中凍結(jié)井筒施工的安全，以及為檢驗(yàn)凍結(jié)壁與井壁的設(shè)計(jì)理論，應(yīng)在井壁與凍結(jié)壁綜合監(jiān)測技術(shù)及系統(tǒng)方面開展研究工作。后面將對復(fù)雜條件下凍結(jié)壁溫度和變形的超前預(yù)測以及凍結(jié)壁發(fā)育狀況的地質(zhì)雷達(dá)檢測獨(dú)立成章分別介紹。（3）凍結(jié)井筒高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)與工藝對于深井凍結(jié)井壁，其結(jié)構(gòu)和材料應(yīng)隨深度不同而變化。相同的材料、不同的結(jié)構(gòu)，或相同的結(jié)構(gòu)、不同的材料所取得的效果可能不同，造價(jià)更不相同。

編輯推薦

《復(fù)雜條件下的凍結(jié)井筒施工成套技術(shù)》編輯推薦：“十一五”科技支撐計(jì)劃（2006BAB16B01）、國家自然科學(xué)基金（40604015）、凍土工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SKLFSE200704）。

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