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1、煤矿冻结法凿井技术规程第 1 共 147 页目录目录1 总则12 术语、主要符号22 .1 术语 22 .2 主要符号 43 勘察要求 113 .1 井筒检查钻孔 113.2 地下水流速 113.3 人工冻土 123.4 其它资料 124 井壁设计 144.1 设计准则 144.2 材料 144.3 井壁结构形式及适用条件 184.4 设计荷载 184.5 井壁结构设计计算规定 214.6 井壁内应力及承载力计算 224.7 井塔(架)影响段井壁及壁座计算 234.8 构造及防护要求245 地层冻结设计 285.1 地层冻结方式285.2 人工冻土强度与蠕变285 .3 冻结壁设计参数 305
2、. 4 冻结壁厚度计算 315. 5 冻结孔布置圈直径、冻结孔数量 33煤矿冻结法凿井技术规程第 2 共 147 页5. 6 地层冻结时间345. 7 观测孔布置 365. 8 冻结站制冷系统设计366 冻结孔与冻结管386.1 冻结孔386.2 冻结管 406.3 验收 417 冷冻站 427.1 冷冻站厂房 427.2 冷冻站安装 427.3 冷冻站运转 438 冻结壁检测与判断468 .1 测温孔检测468.2 水文观测孔检测468 3 冻结壁形成的判断469 冻结工程收尾工作489 1 冷冻站拆除489 2 冻结管充填489 3 建立技术档案4810 井简掘进与支护10.1 井筒掘进1
3、0.2 井筒支护10.3 复合井壁夹层注浆10.4 施工过程中的检测10.5 转入基岩普通法施工的安全措施煤矿冻结法凿井技术规程第 3 共 147 页附录 A 聚烯塑料薄板物理机械性能指标附录 B 道路石汕沥青质量指标附录 C 聚苯乙烯泡沫塑料板物理机械性能指标 附录 D 棍凝土井壁内力及承载力计算附录 E 井塔(架)影响段井壁计算 附录 F 壁座计算 附录 G 钢筋的计算截面积及公称质量 附录 H 冷冻站制冷系统设计计算 附录 I 常用泥浆组成及其配置方法 附录 J 掘进工作面温度检测记录表 附录 K 井筒掘进井帮径向位移量植测表 附录 L 井筒掘工作面底臌量检测表 附录 M 本规程用词用语
4、说明 条文说明 煤矿冻结法凿井技术规程第 4 共 147 页1总则总则1.0.1 为了贯彻执行煤炭行业的方针、政策，推广应用在设计、施工中各项行之有效的科研成果和经验。保证煤矿冻结法凿井立井工程的质量和安全，促使做到技术先进、经济合理、井壁使用可靠，特制定本规程。1.0.2 本规程适用于冲积层厚度小于冲积层厚度小于 400 米，冻结深度小于米，冻结深度小于 500 米米的立井井筒冻结法凿井的工程勘察、井壁设计、地层冻结设计、冻结壁形成及其检测、冻结孔施工与冻结管质量、冷冻站制冷系统、井筒掘砌及监控等方面，在设计及施工时，应严格执行本规程的规定。对于冲积层厚度 450m 左右的地层可参照本规程。
5、1.0.3 井壁设计、地层冻结设计及井筒掘砌施工时应综合考虑地质及水文地质条件、冲积层厚度及其土的特性，基岩含水层的特征。应选择合理的井壁结构、冻结方式、冻结深度及冻结壁厚度、强度，并在施工中做到地层冻结与井筒掘砌工艺的协调配合，确保冻结器安全。做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。1.0.4 矿山斜井冻结法施工及地铁、隧道、桥梁基础及建筑基坑等工程中采用地层冻结法施工时，应根据该工程的特征，工程地质及水文地质条件，结合当地的施工经验，可参照应用本规程。1.0.5 采用冻结法凿井的立井井筒工程，除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范和规程。煤矿冻结法凿井技术规
6、程第 5 共 147 页2术语、符号术语、符号2.1 术语术语2.1.1 冻结法凿井 ground freezing method for shaft sinking在井筒开凿之前，用人工制冷的方法，将井筒周围含水松散不稳定的冲积层、基岩含水层进行地层冻结，形成封闭的符合工程安全要求的起到临时保护作用的冻结壁然后在冻结壁的保护下进行井筒掘砌工作的一种方法。2.1.2 冲积层 alluvium覆盖于基岩露头之上的第三系、第四系地层。2.1.3 冻结壁 Ice-wall of vertical shaft用人工制冷的方法在井筒围岩中所形成的具有一定厚度和强度的冻土墙。又称冻土帷幕。2.1.4 冻结
7、壁交圈时间 Ice-wall closing time从地层冻结开始至井筒周围所有的冻结器单独形成的冻土圆柱均相交连接成筒形的冻结壁所需的时间。2.1.5 积极冻结期 active freezing从地层开始冻结至井筒周围所有冻土圆柱相交、连接，且形成达到设计厚度、强度冻结壁所需的时间。2.1.6 维护冻结 maintainable freezing为了在井筒掘砌工程完工前，维护冻结壁的厚度和强度仍要继续供给一部分冷量，直至井筒掘砌工程结束，维护冻结终止，冻结壁自然融化。2.1.7 人工冻土 artificial frozen soil煤矿冻结法凿井技术规程第 6 共 147 页用人工制冷的方
8、法使含水松散不稳定地层降温，达到一定的负温度，具有一定强度的冻土。2.1.8 冷冻站 freezing plant在井筒附近集中设置制冷设备和设施的建筑场所，其中主要有氨制冷循环系统、盐水循环系统、冷却水循环系统及供电系统。2.1.9 水文观测孔 water level observation hole水文观测孔布置在井筒中部，根据管内的水位变化来判断冻结壁是否形成。当冻结壁整体形成后观测孔内的含水层的静止水位会慢慢上升并溢出管口，这表明冻结壁已形成。2.1.10 温度观测孔 temperature observation hole布置在冻结壁厚度范围内，观察不同时期内冻结壁的纵向及水平温度的
9、分布状况，获得冻结壁形成过程中的温度资料，用来计算冻土扩展速度、井帮温度，为掌握冻结壁发展状况提供资料。2.1.11 冻结孔 freezing hole 按设计要求布置在井筒周围的垂直钻孔，孔径一般为160200mm，钻孔的偏斜率应小于 3和 5，相邻两孔的最大间距，在冲积层内小于 3.0m，在基岩中小于 5.0m。2.1.12 冻结器 freezing tub安设在冻结孔内，它是实现冷媒剂盐水循环并与地层进行热交换的装置。冻结器由底锥，冻结管(无缝钢管)、供液管、回液管及头部测温管等组成，要求封闭性好，不渗漏。2.1.13 测斜 deviational survey检查冻结孔、温度观测孔、水
10、文观测孔在不同深度上的偏斜率和偏斜方位。测斜应在钻进过程中进行并成孔下管后最终测斜。浅部采用经煤矿冻结法凿井技术规程第 7 共 147 页纬仪灯光观测，深部采用陀螺测斜仪测斜，用最终测斜成果绘制钻孔偏斜图。2.1.14 井简掘进段高 shaft sinking section井筒开挖过程中，开挖后没有支护的井帮高度，一般应控制在25m。2.1.15 冻土压力 freezing soil pressure井壁支护后，冻结壁作用于井壁上的径向压力的统称，是临时荷载，亦称冻结压力。2.1.16 井壁 shaft lining在井筒开挖围岩的表面构筑一定的厚度和强度的整体构筑物。井壁为圆形断面，材料一
11、般采用现浇钢筋混凝土或混凝土，混凝土应具有早强高强的特性。井壁结构形式一般有单层、双层、双层混凝上塑料夹层复合井壁等。永久井壁漏水量应不得大于 0.5m3h，并不得有集中喷水和含砂的水孔。2.1.17 单层井壁 single-layer lining井壁为一层混凝土或钢筋混凝土构筑物，随井筒分段掘进后现浇筑而成。其厚度和强度应能承受临时荷载及永久地压的作用。2.1.18 双层井壁 double-layer lining由外层井壁和内层井壁组合而成。外层井壁由上而下随井筒短段掘砌直至冻结段底部，其厚度和强度应能承受冻土压力的作用；内层井壁从外层井壁施工结束后，由下而上连续一次浇筑至井口，其厚度和
12、强度应能承受静水压或有负摩擦力的作用。内外层井壁材料，我国采用钢筋混凝土和混凝土。2.1.19 双层混凝土塑料夹层复合井壁 double-layer concrete complex lining with a plastic-plate sandwich 煤矿冻结法凿井技术规程第 8 共 147 页在双层混凝土井壁的内外层井壁之间铺设一层或两层厚 1.5聚乙烯塑料板而成。设置塑料板后，制止了内层井壁的温度裂缝，井壁防水性能好。2.2 主主 要要 符符 号号材料性能材料性能Ec混凝土弹性模量；ES钢筋的弹性模量；fc混凝土轴心抗压强度设计值；fcm混凝上弯曲抗压强度设计值；f j混凝土容许抗剪强度；f k井壁材料强度设计值；f t混凝土抗拉强度设计值；f y钢筋抗压强度设计值；c混凝土泊松比；人工冻土温度；o人工冻土瞬时单轴抗压强度值；o人工冻土瞬时单轴允许抗压强度值；t，人工冻土长时单轴抗压强度值；T 有效冻结壁平均温度；作用和作用效应作用和作用效应G 壁基以上内、外壁重力计算值；煤矿冻结法凿井技术规程第 9 共 147 页G1、G2 Gi 各层井壁重力计算值;Gb 壁座及壁座以上井壁重力计算值; Gm
