風(fēng)井凍結(jié)施工組織設(shè)計(jì)

1、 XX有限公司 XX煤礦南風(fēng)井凍結(jié)工程施工組織設(shè)計(jì)目 錄1 工程概況41.1 礦井概況41.2 氣候、氣象與地震51.3 井筒主要技術(shù)特征52 井筒地質(zhì)特征62.1 井筒工程地質(zhì)特征62.2 井筒水文地質(zhì)特征112.3 地層原始溫度123 凍結(jié)制冷方案設(shè)計(jì)133.1 凍結(jié)深度設(shè)計(jì)133.2 凍結(jié)壁厚和安全掘進(jìn)段高設(shè)計(jì)133.3 基本參數(shù)優(yōu)化153.4 凍結(jié)工藝設(shè)計(jì)213.5 制冷工藝設(shè)計(jì)243.6 凍結(jié)制冷設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)273.7 管材接連方式和打壓試漏283.8 測(cè)溫孔及水文孔設(shè)計(jì)284 冷凍站設(shè)計(jì)314.1 冷凍站設(shè)計(jì)314.3 清水系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)364.4 隔熱層設(shè)計(jì)364.5 凍結(jié)供電

2、設(shè)計(jì)375 施工計(jì)劃及勞動(dòng)組織415.1 施工工期41具體內(nèi)容詳見(jiàn)風(fēng)井凍結(jié)工程進(jìn)度計(jì)劃表415.2 勞動(dòng)組織416 施工準(zhǔn)備及總平面布置416.1 四通一平416.2 施工準(zhǔn)備416.3 施工總平面布置416.4 大臨設(shè)施417 凍結(jié)施工方法及施工工藝417.1 凍結(jié)工程內(nèi)容417.2 凍結(jié)鉆孔施工方法及工藝417.3 凍結(jié)施工方法及工藝418 凍結(jié)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制418.1 凍結(jié)工程監(jiān)測(cè)目的418.2 監(jiān)控內(nèi)容及監(jiān)控方案419 凍結(jié)壁形成特性預(yù)測(cè)419.1 凍結(jié)壁形成狀況預(yù)測(cè)419.2 主孔圈與輔助、防片孔圈之間的凍土交匯時(shí)間419.3 凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)凍土擴(kuò)至井幫的時(shí)間419.4 凍結(jié)壁外側(cè)凍土

3、擴(kuò)展范圍419.5 井筒開(kāi)挖時(shí)間預(yù)測(cè)419.6 凍結(jié)壁形成預(yù)測(cè)4110.凍結(jié)施工主要措施及應(yīng)急預(yù)案4110.1 施工工期保證措施4110.2 施工質(zhì)量保證措施4110.3凍結(jié)孔充填施工工藝及主要措施4110.3.2施工主要技術(shù)措施4110.4 施工安全保證措施4110.5工程易出事故的防范措施及應(yīng)急預(yù)案4110.6冬雨季及防大風(fēng)施工措施4110.7文明施工措施4110.8 環(huán)境及職業(yè)安全健康管理措施41附表1 主要施工機(jī)械設(shè)備表41 南風(fēng)井凍結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位進(jìn)風(fēng)井回風(fēng)井備 注1沖積層埋深m344.38344.382井筒凈直徑m5.05.03井壁厚度m1.11.41.11.44井筒掘

4、砌荒徑m7.37.957.37.955凍結(jié)深度主圈孔m441.5/365419.5/365輔助孔m350350防片孔m2152156控制層位m344.38344.387控制層位地壓MPa4.484.487控制層凍結(jié)壁厚度m6.0m6.0m凍結(jié)管到荒徑距離m8凍結(jié)壁平均溫度-15-15變徑以上變徑以下9凍結(jié)圈徑主圈孔m17.617.65.1504.825輔助孔m12.612.62.6502.325防片孔m10.410.41.5501.22510孔數(shù)主圈孔個(gè)4040凍結(jié)管規(guī)格200米以下159×6，200米以上159×5。供液管規(guī)格75×6。輔助孔個(gè)1818防片孔個(gè)1

5、31311開(kāi)孔間距主圈孔m1.3811.381輔助孔m2.1882.188防片孔m2.4892.48912凍結(jié)孔偏斜及最大孔間距m表土段鉆孔偏斜率2，基巖段鉆孔偏斜率3,向內(nèi)最大偏值為0.4 m,但防片孔不許向內(nèi)（井心方向）偏斜；最大孔間距表土段：主圈孔1.8m，基巖段2.4m，長(zhǎng)腿孔間距3.5m.輔助孔、防片孔按偏斜要求；13測(cè)溫孔m /個(gè)441.5/2、360/1419.5/2、360/1規(guī)格89×514水文孔m /個(gè)179/1179/1水文管108×515鉆孔工程量m26647261635281016井筒需冷量104Kcal/h314.9309.417凍結(jié)站標(biāo)準(zhǔn)制冷量

6、1020100218鹽水溫度-25-32工期d3303251造孔d7372每井5臺(tái)鉆機(jī)，單臺(tái)進(jìn)尺2200m/月2地溝槽d10103開(kāi)機(jī)至試挖d75754試挖至開(kāi)挖d1515試挖20m5開(kāi)挖至停機(jī)d157153要求成井80m/月，外壁進(jìn)尺104m/月 1 工程概況1.1 礦井概況XX集團(tuán)XX井田位于河南省XX市西南，北鄰城郊井田，南與安徽省接壤。行政區(qū)劃屬雙橋、XX、馬橋三鄉(xiāng)管轄，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°1334116°1807，北緯33°472133°5358。本井田處于華北平原與黃淮沖積平原的交接部位，地勢(shì)平坦，自西北向東南略有傾斜，地面標(biāo)高一般在+3

7、1+33m，相對(duì)高差2m左右。井田中部的XX鄉(xiāng)距XX市區(qū)16km，東北距隴海、津浦線交匯站徐州市118km，北距隴海鐵路商丘站114km，西距京九鐵路亳州站80km。東距徐（州）阜（陽(yáng)）鐵路的百善站48km。礦區(qū)鐵路專用線已投入運(yùn)營(yíng)；永（城）渦（陽(yáng)）公路縱貫井田，鄉(xiāng)村道路四通八達(dá)，交通方便（詳見(jiàn)圖1-1）。該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a，服務(wù)年限56.6年。井田地質(zhì)儲(chǔ)量16405萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量9515.2萬(wàn)噸。礦井設(shè)計(jì)采用立井單水平上下山開(kāi)拓，當(dāng)前開(kāi)采水平標(biāo)高為-550m，-550m水平軌道運(yùn)輸大巷和膠帶運(yùn)輸大巷布置于煤層頂板巖石中。XX井田交通位置圖 圖 1-11.2 氣候、氣象與地震本井

8、田屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷雨雪少，春季干旱風(fēng)沙多，夏季炎熱，雨量充沛，秋季晴和，日照充足。年平均氣溫在14左右，年平均降水量850.65mm，年平均蒸發(fā)量1742mm。蒸發(fā)量大于降水量2.1倍左右。降水多集中在79月。降雪及冰凍期為每年11月初至翌年3月，最大凍土深度0.21m。地震：XX縣境內(nèi)自有史料記載以來(lái)，沒(méi)有4.7級(jí)以上地震的震中分布，但本區(qū)地處華北地臺(tái)東南邊緣，靠近郯盧斷裂地震活動(dòng)帶，受鄰區(qū)地震影響比較頻繁，最大地震烈度為六度。1.3 井筒主要技術(shù)特征地面自然標(biāo)高為+31.5m，井口標(biāo)高為+34.5m，表土層厚度340m，進(jìn)風(fēng)井深419.5m，落底標(biāo)高為-385m水平，位于煤層頂

9、板，距二2煤層10m；回風(fēng)井深409.5m，落底標(biāo)高為-375m水平，位于煤層頂板，距二2煤層10m。詳情見(jiàn)表11 井筒主要技術(shù)特征表表11序號(hào)名 稱單位南翼進(jìn)風(fēng)井南翼回風(fēng)井1井口坐標(biāo)緯距×m3743807.0003743737.000經(jīng)距Ym39430617.00039430671.0002井口標(biāo)高m+34.5+34.53井筒深度m419.5409.54井筒直徑凈m5.05.0掘進(jìn)170m以上m7.307.30170m以下m7.95/7.8/6.27.95/7.8/6.25砌壁厚度170m以上m1.101.10170m以下m1.4/0.61.4/0.6材料凍結(jié)段鋼筋砼鋼筋砼基巖段鋼

10、筋砼鋼筋砼6表土層厚度m344.38344.387凍結(jié)深度m441.5419.58井筒裝備梯子間、壓風(fēng)管、注漿管2 井筒地質(zhì)特征2.1 井筒工程地質(zhì)特征XX煤礦所處井田區(qū)為全掩蓋區(qū)，其基巖地層均隱伏于新生界地層之下，新生界地層厚度為344.38m（根據(jù)井檢鉆孔實(shí)際揭露）。井檢鉆孔的地層由新到老穿見(jiàn)有：第四系全新統(tǒng)（Q4）及更新統(tǒng)（Q1-3）、新近系上新統(tǒng)(N2)、中新統(tǒng)(N1)、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）?，F(xiàn)分述如下：1、第四系（Q）全新統(tǒng)（Q4）：厚31.77m，頂部為耕植土，中上部為黃褐色、褐灰色砂質(zhì)粘土和雜色粘土，底部為褐黃色砂質(zhì)粘土，局部含泥質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。含

11、大量姜結(jié)石和小礫石。更新統(tǒng)（Q1-3）：厚100.10m，上部為雜色粘土、亞粘土，中下部為礫石及棕黃色黃褐色粘土、砂質(zhì)粘土夾多層黃色細(xì)砂及中砂層。底部為黃褐色灰褐色細(xì)砂和砂質(zhì)粘土。礫石層礫徑范圍為530mm左右，分選較差。本層穿見(jiàn)砂層3層，共計(jì)7.91m。與下伏地層平行不整合接觸2、新近系（N）上新統(tǒng)（N2）：厚68.99m，由土黃、灰黃、灰綠色亞粘土，粘土組成，夾黃棕色亞砂土、細(xì)砂層透鏡體。粘土層較厚可塑性強(qiáng)。本層穿見(jiàn)砂層2層，共計(jì)27.60m。與下伏地層平行不整合接觸。中新統(tǒng)（N1）：厚143.52m，上部由灰黃、棕黃、土黃色中-細(xì)粒砂層、灰黃、土黃、灰綠色亞粘土，粘土組成，含鋁土質(zhì)。下部

12、以黃、灰綠色粘土為主，含鋁土質(zhì)和石膏晶體，夾細(xì)砂、粉砂質(zhì)透鏡體。底部發(fā)育一層灰白色鈣質(zhì)亞粘土，局部已成巖。與下伏地層不整合接觸。3、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）本孔穿見(jiàn)山西組地層103.99m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、煤層及中-細(xì)粒砂巖組成。穿見(jiàn)煤層2層，分別為二2上煤層（厚2.48m）及二2煤層（2.16m）。二2煤層以上地層以砂巖為主，次為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，上部見(jiàn)有含菱鐵質(zhì)鮞粒鋁質(zhì)泥巖。二2煤層以下地層以粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，二2煤層底板砂巖中多含菱鐵質(zhì)結(jié)核，且?jiàn)A粉砂質(zhì)、泥質(zhì)條帶，呈明顯的水平及緩波狀層理。與下伏太原組地層整合接觸?；鶐r風(fēng)化帶處于山西組頂部，與新生界地層呈不整合接觸，厚度為

13、15.93m（偽厚），頂?shù)装迳疃确謩e為344.38360.31m，標(biāo)高為-313.348-329.278m，其巖性為主要為細(xì)粒砂巖、泥巖，局部夾砂質(zhì)泥巖，厚層狀，裂隙發(fā)育，巖芯完整度差，RQD值為4174%。4、石炭系上統(tǒng)太原組（C2t）本孔揭露太原組地層18.80m。穿見(jiàn)L12灰?guī)r（厚2.73m），其上為深灰色、灰黑色海相砂質(zhì)泥巖（厚8.22m），以此海相泥巖頂界為太原組與山西組的分界。據(jù)以往資料顯示，該組地層平均厚度138.87m，與下伏本溪組整合接觸。詳見(jiàn)井筒檢查孔工程地質(zhì)柱狀圖井筒檢查孔工程地質(zhì)柱狀圖 序號(hào)系統(tǒng)/組地層名稱巖性描述層厚/m累計(jì)厚度/m1第四系Q全新統(tǒng)Q4無(wú)芯鉆進(jìn)。8.0

14、08.002黃土黃色、褐黃色，可見(jiàn)植物腐蝕物，中下部可見(jiàn)大量漿結(jié)石。巖芯較松散、破碎。3.3911.393粘土褐黃色、黃色，局部略含砂質(zhì)，中上部可見(jiàn)漿結(jié)石小團(tuán)塊，巖芯粘性一般，較完整。20.3831.774砂質(zhì)粘土灰黃色，含砂質(zhì)不均勻，局部為粘土薄層，底部可見(jiàn)少量漿結(jié)石，上部巖芯較破碎。2.8434.615粘土灰黃色，局部可見(jiàn)少量深灰色腐蝕物，中上部含砂質(zhì)。13.3147.926砂質(zhì)粘土黃色、褐黃色，含砂質(zhì)不均勻，局部含砂量較高，略含粘土質(zhì)，巖芯較松散。全層巖芯較完整。4.7952.717粘土灰黃色，局部含砂質(zhì)為砂質(zhì)粘土，中下部可見(jiàn)少量漿結(jié)石。12.8265.538更新統(tǒng)Q1-3細(xì)砂黃色、灰黃

15、色，略含泥質(zhì)成分，偶見(jiàn)白云母碎片。砂粒顆粒較均勻，巖芯松散。1.9567.489粘土灰黃色，中上部含砂質(zhì)為含砂質(zhì)粘土，局部可見(jiàn)細(xì)小鈣質(zhì)團(tuán)塊，團(tuán)塊粘度不大，手捏即碎。上部巖芯較整狀，底部巖芯松散、破碎。1.3568.8310細(xì)砂灰黃色，局部含泥質(zhì)，砂粒顆粒較均勻，巖芯松散，手捏即碎。1.7070.5311粘土褐黃色，上部含少量砂質(zhì)，中下部質(zhì)純，巖芯粘性較大，巖芯整狀。16.3886.9112粘土褐黃色、灰黃色，含鈣質(zhì)團(tuán)塊及燧石結(jié)核，局部鈣質(zhì)含量較高，巖芯細(xì)膩致密?？咨?4.18m-95.52m含少量砂質(zhì)，為含砂質(zhì)粘土。15.26102.1713細(xì)砂灰黃色，質(zhì)純，含少量泥質(zhì)。偶見(jiàn)性點(diǎn)狀白云母碎片，

16、孔深103.50m處可見(jiàn)石英飄礫。巖芯松散，手捏即碎。4.26106.4314粘土灰黃色、褐黃色，局部可見(jiàn)鈣質(zhì)團(tuán)塊及燧石結(jié)核，底部含砂質(zhì)，巖芯較完整。15.94122.3715砂質(zhì)粘土褐黃色，局部灰白色，含砂質(zhì)不均勻，局部泥質(zhì)成分含量較高，巖芯致密完整。3.24125.6116粘土灰黃色，含鋁土質(zhì)成分，局部含鈣質(zhì)團(tuán)塊及砂質(zhì)。巖芯細(xì)膩光滑，粘性較大。底部巖芯具擠壓滑面。6.26131.8717細(xì)砂灰褐色、灰黃色，局部含泥質(zhì)成分，砂粒顆粒較均勻，偶見(jiàn)白云母碎片，巖芯松散，手捏即碎。15.07146.9418粘土灰黃色，含鋁土質(zhì)成分，巖芯細(xì)膩光滑，粘性較大。局部可見(jiàn)大量鈣質(zhì)團(tuán)塊及砂質(zhì)?？咨?49.4

17、3m-149.57m處可見(jiàn)卵石薄層。巖芯整狀。18.23165.1719砂質(zhì)粘土灰黃色，局部含鈣質(zhì)呈灰白色，含砂質(zhì)不均勻，局部粘土含量較高，頂部可見(jiàn)有鈣質(zhì)團(tuán)塊，巖芯較松散，底部含砂量漸增。0.90166.0720細(xì)砂灰黃色，局部含泥質(zhì)，偶見(jiàn)白云母碎片，砂粒顆粒較均勻，頂部巖芯缺失嚴(yán)重，中下部巖芯松散，手捏即碎。12.53178.6021粘土灰綠色，頂部含砂質(zhì)，巖芯致密光滑，粘性較大，頂部巖芯采取率偏低。底部巖芯可見(jiàn)擠壓痕跡。22.26200.8622粘土灰綠色、灰黃色，含鋁土質(zhì)成分，巖芯細(xì)膩光滑，局部可見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核，巖芯粘性較大，上部可見(jiàn)擠壓痕跡。15.18216.0423砂質(zhì)粘土灰黃色、灰綠色

18、，局部可見(jiàn)直徑約2mm砂礫，砂質(zhì)含量不均勻，局部偏高。巖芯較整狀。10.10226.1424新近系N上新統(tǒng)N2粘土灰綠色，局部褐黃色，偶含砂質(zhì)，巖芯較致密、細(xì)膩光滑，粘性較大。巖芯較完整。26.62252.7625粘土褐黃色，夾少量灰綠斑，中下部可見(jiàn)大量石膏晶體，巖芯較松散，粘性不大。7.50260.2626粘土灰綠色，局部褐黃色，偶見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核及燧石結(jié)核，中上部可見(jiàn)少量石膏晶體，局部偶含砂質(zhì)。巖芯較完整，粘性較大。28.61288.8727砂質(zhì)粘土褐黃色，夾少量灰綠斑，含砂量較均勻，可見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核及錳質(zhì)結(jié)核。巖芯致密完整，粘性較小。11.40300.2728粘土褐黃色，局部灰綠色，偶含砂質(zhì)，粘性

19、不大。局部巖芯破碎。31.86332.1329鈣質(zhì)粘土黃褐色，夾少量灰綠斑，含大量鈣質(zhì)物及砂粒，燧石結(jié)核。礫石呈半膠結(jié)狀，礫石大小不一。巖芯硬度較大，俗稱次生碳酸巖。中下部巖芯破碎，采取率偏低。底部鐵質(zhì)侵染呈褐黃色。12.25344.3830細(xì)粒砂巖灰黃色、褐黃色，中厚層狀，成分以石英為主，夾少量白云母碎片，鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，次圓狀，分選性較好，發(fā)育似平行層理及波狀層理。偶見(jiàn)垂直裂隙，鐵質(zhì)侵染。巖芯風(fēng)化嚴(yán)重，硬度偏低。RQD值為：42%。3.00347.3831泥巖灰色、灰黃色，厚層狀，巖芯細(xì)膩光滑，含鋁土質(zhì)成分，中下部可見(jiàn)細(xì)小菱鐵質(zhì)鮞粒。偶見(jiàn)不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)物及鐵質(zhì)侵染。上部巖芯破碎。RQD值

20、為：41%。4.03351.4132砂質(zhì)泥巖淺灰色、灰黃色，厚層狀，砂質(zhì)含量不均勻，局部夾粉砂巖條帶及泥巖條帶。發(fā)育不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)及鐵質(zhì)侵染。RQD值為：74%。4.72356.1333粉砂巖淺灰色，局部灰黃色，厚層狀，局部夾砂質(zhì)泥巖條帶，具不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)物充填，局部鐵質(zhì)侵染。RQD值為：43%。4.18360.3134中新統(tǒng)N1砂質(zhì)泥巖灰色、局部略顯暗紫色，厚層狀，含砂質(zhì)不均勻，局部為泥巖條帶，偶含鋁土質(zhì)成分，頂部可見(jiàn)菱鐵質(zhì)鮞粒。含少量植物化石碎片。發(fā)育不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)物及鈣質(zhì)薄膜充填，局部鐵質(zhì)侵染。頂部巖芯破碎。RQ D值為：50%。7.18367.4935粉砂巖灰色，厚層狀、中厚層狀

21、，含少量植物化石碎片。具不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)物充填。巖芯整狀。RQD值為：75%。1.06368.5536細(xì)粒砂巖灰色，厚層狀、中厚層狀，成分以石英為主，菱鐵質(zhì)巖屑呈定向排列，斷面可見(jiàn)性點(diǎn)狀白云母碎片，頂部顆粒較細(xì)，往下漸粗。鈣質(zhì)膠結(jié)，次圓狀，分選性中等，中下部具垂直裂隙，鈣質(zhì)物及黃鐵礦粉晶充填。498#9°。RQD值為：66%。2.64371.1937砂質(zhì)泥巖灰色，厚層狀，含砂不均勻，局部夾粉砂巖薄層及泥巖條帶，具不規(guī)則裂隙，裂隙面充填鈣質(zhì)物。RQD值為：84%。2.96374.1538細(xì)粒砂巖淺灰色，厚層狀，成分以石英為主，巖屑次之，斷面可見(jiàn)黃鐵礦粉晶，鈣質(zhì)膠結(jié)，次圓狀分選性較差，局

22、部夾砂質(zhì)泥巖條帶。顯示小型交錯(cuò)層理。具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)薄膜。RQD值為：57%。1.44375.5939粉砂巖灰色，厚層狀，顆粒不均勻，間夾砂質(zhì)泥巖薄層，顯示交錯(cuò)層理，底部0.20m顆粒漸粗，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)物。RQD值為：59%。5.05380.6440砂質(zhì)泥巖灰色、淺灰色，中厚層狀、厚層狀，含砂不均勻，局部為泥巖薄層，底部含砂量漸增，中下部可見(jiàn)豐富的植物根部化石及植物化石碎片。發(fā)育不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)物及鈣質(zhì)薄膜充填。巖芯較完整。RQD值為：81%。5.96386.6041細(xì)粒砂巖淺灰色、灰色，中厚層狀，成分以石英為主，少量鐵質(zhì)巖屑定向排列，層面可見(jiàn)豐富的植物莖部及葉部化石碎片，污手。鈣

23、質(zhì)膠結(jié)，次圓狀，分選性較好，發(fā)育緩波狀層理及脈狀層理。與下伏巖層明顯接觸。RQ D值為：92%。1.95388.5542泥巖灰色，厚層狀，含豐富的植物化石碎片，底部含砂質(zhì)，具不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)薄膜充填，局部偶見(jiàn)黃鐵礦粉晶充填。RQD值為：68%。2.43390.9843粉砂巖淺灰色、灰色，厚層狀，局部夾砂質(zhì)泥巖薄層，底部含砂量漸增，全層可見(jiàn)完整的植物葉部化石，葉脈清晰可見(jiàn)。與下伏巖層過(guò)渡接觸。RQD值為：90%。2.62393.6044細(xì)粒砂巖灰色、灰白色，中厚層狀、厚層狀，成分以石英為主，巖屑次之，鐵質(zhì)顆粒呈定向排列，斷面可見(jiàn)星點(diǎn)狀白云母碎片，頂部夾深灰色粉砂巖條帶，呈互層狀。中下部可見(jiàn)不規(guī)則

24、泥礫及砂質(zhì)泥礫。底部層面可見(jiàn)碳質(zhì)且污手。鈣質(zhì)膠結(jié)，次圓狀，分選性中等-好。具波狀層理、小型交錯(cuò)層理及似平形狀層理。偶見(jiàn)裂隙，鈣質(zhì)薄膜充填。巖芯堅(jiān)硬，致密完整。546#8°。RQD值為：93%。13.06406.6645煤灰黑色，塊狀、碎塊狀，金屬光澤、玻璃光澤，半亮型、光亮型煤。上部以塊煤為主，中下部以粉末狀及碎屑煤為主，發(fā)育內(nèi)生裂隙，性脆，參差狀斷口。底部煤質(zhì)變差。含夾矸一層。煤層結(jié)構(gòu)：2.48=1.48（0.10泥巖）0.90；煤層采長(zhǎng)：2.25=1.35（0.10泥巖）0.80。測(cè)井煤層止深：409.20m；厚度：2.45m。2.48409.1446泥巖灰色、灰黑色，厚層狀、中

25、厚層狀，頂部可見(jiàn)植物根部化石，中下部含豐富的植物化石碎片及莖葉化石，葉脈清晰可見(jiàn)，巖芯含碳量較高，條痕呈深灰色，局部夾鏡煤條帶及炭質(zhì)泥巖薄層。斷面可見(jiàn)黃鐵礦薄膜。巖芯較整狀。RQD值為：93%。2.61411.7547二疊系下統(tǒng)山西組P1s煤灰黑色，塊狀，弱玻璃光澤，半亮型煤，具內(nèi)生裂隙，參差狀斷口。局部煤質(zhì)較差。測(cè)井煤層止深：414.05; 厚度：2.35m。2.16413.9148粉砂巖灰色，厚層狀，局部可見(jiàn)植物根部化石碎片及植物葉部、莖部化石碎片，偶見(jiàn)碳質(zhì)面。巖芯整狀。RQD值為：90%。1.44415.3549細(xì)粒砂巖灰色、淺灰色，中厚層狀，成分以石英為主，長(zhǎng)石巖屑次之，夾深灰色粉砂巖

26、條帶，呈互層狀，層面可見(jiàn)少量碳質(zhì)物及植物化石碎片，頂部可見(jiàn)少量粉砂質(zhì)及泥質(zhì)泥礫。鈣質(zhì)膠結(jié)，次圓狀，分選性較好，發(fā)育緩波狀層理及似平形狀層理，頂部層理擾動(dòng)劇烈，具不規(guī)則裂隙，鈣質(zhì)薄膜充填，局部可見(jiàn)黃鐵礦粉晶，中下部巖芯破碎。RQD值為：72%。6.20421.5550粉砂巖灰色，中厚層狀，局部可見(jiàn)細(xì)砂質(zhì)團(tuán)塊及砂泥質(zhì)條帶。斷面可見(jiàn)少量黃鐵礦薄膜，偶見(jiàn)棕色云母碎片。具少量細(xì)小裂隙，鈣質(zhì)物充填，發(fā)育波狀層理及似平形狀層理。巖芯整狀。579#8.5°。RQD值為：91%。5.71427.2651砂質(zhì)泥巖深灰色，厚層狀，含大量植物化石碎片，見(jiàn)大量黃鐵礦粉晶及條帶，局部可見(jiàn)鏡煤條帶。含碳成分較高，

27、具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)物，含砂質(zhì)不均勻，間夾粉砂巖薄層。巖芯破碎。RQD值為：54%。1.30428.5652粉砂巖灰色，厚層狀，含少量植物化石碎片及黃鐵礦粉晶，局部夾砂質(zhì)泥巖條帶，顯示交錯(cuò)層理，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)薄膜。RQD值為：72%。2.70431.2653砂質(zhì)泥巖深灰色，厚層狀，含大量植物化石碎片，局部含碳量較高，條痕呈深灰色。局部夾粉砂巖薄層。偶見(jiàn)滑面，具裂隙，黃鐵礦粉晶及鈣質(zhì)物充填。顯示似平形狀層理，斷口平坦。#5989°。RQD值為：61%。9.01440.2754細(xì)粒砂巖灰色，厚層狀，成分以石英為主，巖屑次之，間夾砂質(zhì)泥巖薄層，顯示交錯(cuò)層理。次圓狀、分選性較差，鈣質(zhì)膠

28、結(jié)，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)薄膜及黃鐵礦粉晶，下部顆粒漸細(xì)。RQD值為：65%。1.45441.7255粉砂巖灰色，厚層狀，含少量白云母碎片，間夾泥巖條帶，局部鐵質(zhì)含量較高，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)物。顯示似平形狀層理。610#9°。RQD值為：57%。6.65448.3756砂質(zhì)泥巖深灰色，厚層狀，含砂質(zhì)不均勻，局部夾粉砂巖薄層，下部可見(jiàn)大量黃鐵礦結(jié)核。參差狀斷口，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)薄膜。RQD值為：82%。8.22456.5957灰?guī)r灰色，含大量動(dòng)物化石，見(jiàn)少量黃鐵礦粉晶。預(yù)酸劇烈起泡，具裂隙，方解石脈充填，巖芯整狀。RQD值為：38%。2.73459.3258砂質(zhì)泥巖深灰色，厚層狀，

29、見(jiàn)大量黃鐵礦粉晶及結(jié)核，含砂量不均勻，頂部夾細(xì)砂巖薄層，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)物。641#10°。RQD值為：66%。1.37460.6959石炭系上統(tǒng)太原組C2t細(xì)粒砂巖灰色，厚層狀，成分以石英為主，長(zhǎng)石、巖屑次之，見(jiàn)大量泥質(zhì)包體及砂泥巖條帶，斷面可見(jiàn)少量白云母碎片。分選中等，鈣質(zhì)膠結(jié)，顯示波狀交錯(cuò)層理。具裂隙，隙面充填碳屑及鈣質(zhì)物。RQD值為：69%。5.64466.3360砂質(zhì)泥巖深灰色，厚層狀，含砂質(zhì)不均勻，局部夾粉砂巖薄層，下部巖芯破碎。參差狀斷口，具裂隙，隙面充填鈣質(zhì)薄膜。RQD值為：34%。0.84467.172.2 井筒水文地質(zhì)特征2.2.1 井田水文地質(zhì)條件井田位于X

30、X背斜西翼南段，北部與西部由F201、F203正斷層組成隔水邊界；南部F216正斷層沿北西向延伸，成為良好的隔水邊界；東界為露頭地段，灰?guī)r分布面積有限，上覆巨厚的新生界地層272.20399.90m，平均厚度341.79m，新生界底部普遍發(fā)育-2隔水段，厚度一般在90150m，有效阻隔了上部水的垂直下滲。本井田形成北、西、南三面封閉較好，上部受阻的獨(dú)特水文地質(zhì)特征。煤系下伏地層為太原組，含灰?guī)r913層，基底為奧陶系石灰?guī)r。按含水層巖性特征，地下水埋藏條件等，井田自上而下劃分為十個(gè)含水層組，分別為：第四系全新統(tǒng)松散孔隙潛水含水組（I）、第四系上更新統(tǒng)松散孔隙承壓水含水組（）、第四系中下更新統(tǒng)松散

31、孔隙承壓水含水層組（）、新近系上新統(tǒng)松散孔隙承壓水含水層組（-1）、下石盒子組三22煤層頂板砂巖裂隙承壓水含水層（）、山西組二2煤頂板砂巖裂隙承壓水含水組（）、太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水組（）、太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水組（）、奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水組（）及燕山期巖漿巖裂隙接觸帶承壓水含水組（）。含水層類型主要為孔隙潛水、承壓含水層、裂隙承壓水含水層及巖溶裂隙承壓水含水層三種類型2.2.2井檢孔層段主要含水層特征根據(jù)南風(fēng)井井筒檢查鉆孔所獲資料，現(xiàn)將其水文地質(zhì)特征自上而下分述如下：（1）新生界孔隙含水層組本區(qū)位于淮河沖積平原，緊鄰黃河沖積平原，沉積了厚層新生界松散沉積物，由于沉

32、積物時(shí)代及成因不同，地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沉積重疊交錯(cuò)。南風(fēng)井井筒檢查孔穿見(jiàn)厚度344.38m，其中第四系(Q)層厚131.87m；新近系（N）厚度212.51m。該含水層組由粗、中、細(xì)粉砂和粘土、亞粘土、亞砂土組成，該組自上而下分為四個(gè)含水層：第四系全新統(tǒng)松散孔隙潛水含水層（I）:含水層由粘土質(zhì)砂及粉細(xì)砂層組成，埋深一般在2026m，砂層較發(fā)育，單位涌水量0.902.17l/s.m，滲透系數(shù)9.4011.99m/d，水位埋深及變化幅度受大氣降水控制，循環(huán)交替條件較好，礦化度0.30.6g/l，水質(zhì)類型為HCO3CaNaMg型，屬?gòu)?qiáng)含水層，是當(dāng)前民用及農(nóng)田灌溉主要水源。第四系上更新統(tǒng)松散孔隙承壓水含水

33、層組（）：含水層以細(xì)、中砂為主，其間有粘土或亞粘土沉積，總厚51m左右，其中砂層平均厚度29.88m，單位涌水量0.705l/s.m，滲透系數(shù)2.71m/d，水位標(biāo)高29.42m，礦化度0.573g/l，水質(zhì)類型為HCO3Na型，屬中等含水層，是場(chǎng)礦單位的主要供水目的層。第四系中下更新統(tǒng)松散孔隙承壓水含水層組（）：含水層由粉細(xì)砂、粘土質(zhì)砂組成，粘土層較發(fā)育，總厚度58m左右，砂層平均厚度18.64m，砂層單層厚度小，穩(wěn)定性差。單位涌水量0.283l/s.m，滲透系數(shù)1.56m/d，水位標(biāo)高30.46m，礦化度1.202g/l，水質(zhì)類型為HCO3SO4ClNa型，屬中等含水層。新近系上新統(tǒng)松散孔

34、隙承壓水含水層組（-1）：含水層主要由細(xì)砂、中砂及粉砂組成，粘土層發(fā)育較差。總厚度74m左右。砂層平均厚度41.63m，砂層單層厚度較大，分布穩(wěn)定。單位涌水量0.378l/s.m，滲透系數(shù)1.10m/d，水位標(biāo)高31.35m，礦化度0.942g/l，水質(zhì)類型為HCO3SO4Na型，屬中等含水層。為一良好的供水目的層。由于本次井檢孔未對(duì)新生界地層進(jìn)行抽水試驗(yàn)，上述內(nèi)容借鑒于以往地質(zhì)勘探報(bào)告。(2）山西組二2煤層頂板砂巖裂隙承壓水含水組（）井檢孔揭露基巖頂界面與二2煤層頂板厚度為62.28m，埋藏深度分別為344.38406.66m，標(biāo)高為-313.348-375.628m。頂部基巖強(qiáng)風(fēng)化帶厚度為

35、15.93m(偽厚)，上部強(qiáng)風(fēng)化帶裂隙發(fā)育，巖芯破碎；下部弱風(fēng)化帶隨深度增加，裂隙發(fā)育程度逐漸減弱，裂隙多被上部松散物所充填。鉆進(jìn)過(guò)程中簡(jiǎn)易水文觀測(cè)未發(fā)現(xiàn)有明顯消耗。基巖頂界面距二2煤層頂板厚度僅為62.28m，故本次對(duì)基巖風(fēng)氧化帶含水層和二2煤層頂板砂巖裂隙承壓水含水層組采用了混合抽水試驗(yàn)，其抽水試驗(yàn)結(jié)果：?jiǎn)挝挥克?.00576 l/s.m，滲透系數(shù)0.02895md，水位標(biāo)高-31.818m，礦化度1259mg/l，硬度287.67 mg/l，pH值7.94，水質(zhì)為HCO3SO4ClNa型，反映了該含水層滲透性差、富水性弱的特點(diǎn)。井筒涌水量預(yù)計(jì)為8.42m3/h。2.3 地層原始溫度依據(jù)

36、設(shè)計(jì)要求，本孔進(jìn)行了近似穩(wěn)態(tài)測(cè)溫。鉆孔落底井溫為29.2，煤層附近巖溫約為28.00。根據(jù)測(cè)溫成果計(jì)算，XX煤礦南風(fēng)井井檢孔地溫梯度約為2.87/100m，無(wú)地溫異常。近似穩(wěn)態(tài)測(cè)溫成果詳見(jiàn)表2-1 測(cè) 溫 成 果 表 表2-1點(diǎn)號(hào)孔深（m）溫度（）點(diǎn)號(hào)孔深（m）溫度（）點(diǎn)號(hào)孔深（m）溫度（）1019.11120023.22140027.722021.31222023.92242028.534021.31324024.72344028.946021.71426025.12446029.258021.71528024.82546529.2610022.01630025.6712022.517320

37、26.2814022.71834026.5916023.11936026.71018023.12038027.2903 凍結(jié)制冷方案設(shè)計(jì)3.1 凍結(jié)深度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 煤礦井巷工程施工規(guī)范第5.2.2條的規(guī)定：立井井筒的凍結(jié)深度，應(yīng)根據(jù)底層埋藏條件及井筒掘砌深度確定，并應(yīng)深入穩(wěn)定的不透水基巖10m以上?；鶐r段涌水量較大時(shí)，應(yīng)延長(zhǎng)凍結(jié)深度。 (2) 煤礦井巷工程施工規(guī)范第5.2.26條的規(guī)定：凍結(jié)段井筒的掘砌深度應(yīng)淺于主凍結(jié)孔設(shè)計(jì)深度，根據(jù)規(guī)定沖積層厚度在300m400m應(yīng)比井筒凍結(jié)深度淺911m。 (3) 凍結(jié)段井壁生根壁座或筒形壁座深度，應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定性和封水性較好的巖層中。 (4) XX

38、煤礦南風(fēng)井工程初步設(shè)計(jì)。(5) 南風(fēng)井井筒檢查孔成果報(bào)告。(6) 永夏礦區(qū)臨近礦井凍結(jié)成果資料。（7）XX南風(fēng)井凍結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)筒形壁座底板最小深度及最小凍結(jié)深度分析以及二期工程施工需要，確定進(jìn)風(fēng)井凍結(jié)深度為441.5m、回風(fēng)井凍結(jié)深度為419.5m。3.2 凍結(jié)壁厚和安全掘進(jìn)段高設(shè)計(jì)3.2.1 計(jì)算公式選擇深厚沖積層的凍結(jié)壁厚度和安全掘進(jìn)段高計(jì)算：方法之一是以中國(guó)為代表，采用多姆克公式計(jì)算砂性土層的凍結(jié)壁厚度和按維亞洛夫-扎列茨基公式計(jì)算粘性土層的安全掘進(jìn)段高；方法之二是以波蘭為代表，采用利伯爾曼公式計(jì)算凍結(jié)壁厚度和掘進(jìn)段高；方法之三是采用變形公式計(jì)算凍結(jié)壁的穩(wěn)定性；方法之四是采用美國(guó)ANS

39、YS通用軟件等分析凍結(jié)壁溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。根據(jù)多年從事凍結(jié)鑿井的實(shí)踐探索：認(rèn)為方法一較為適用，并已初步建立起砂性土控制層位采用多姆克公式計(jì)算凍結(jié)壁厚度和粘性土控制層位采用維亞洛夫-扎列茨基公式計(jì)算安全掘進(jìn)段高的凍結(jié)壁設(shè)計(jì)計(jì)算體系，并成功地用于程村主、副井430m沖積層、濟(jì)西主井457.8m沖積層、泉店主副風(fēng)井440455m沖積層、趙固一礦和趙固二礦528m沖積層的凍結(jié)壁厚度和安全掘進(jìn)段高計(jì)算，均取得良好的效果；方法二比方法一的凍結(jié)壁計(jì)算厚度稍小，可供參考；方法三涉及的參數(shù)較為復(fù)雜，因試驗(yàn)數(shù)據(jù)有限和經(jīng)驗(yàn)不足而未得到普遍應(yīng)用；方法四的關(guān)鍵是由于參數(shù)值選取不同，計(jì)算結(jié)果往往差異較大，一般用于驗(yàn)算凍結(jié)壁

40、的穩(wěn)定性。下面著重介紹多姆克公式、維亞洛夫-扎列茨基公式和利伯爾曼公式。3.2.2 多姆克凍結(jié)壁厚度公式多姆克于1915年，把砂性土層凍結(jié)壁看作無(wú)限長(zhǎng)的彈塑性厚壁筒，按第三強(qiáng)度理論推導(dǎo)得出的凍結(jié)壁厚度計(jì)算公式。 (3.1)式中 E按強(qiáng)度條件計(jì)算的凍結(jié)壁厚度，m； R井筒掘進(jìn)半徑； P計(jì)算水平的地壓,MPa； K砂性土層的凍土計(jì)算強(qiáng)度，MPa。3.2.3 利別爾曼凍結(jié)壁厚度公式利別爾曼于1961年，把凍結(jié)壁看作有限長(zhǎng)的剛-塑性厚壁筒，按第三強(qiáng)度理論（極限平衡理論）的極限值原理推導(dǎo)出來(lái)的在一定段高內(nèi)的凍結(jié)壁厚度與安全掘進(jìn)段高計(jì)算公式。 (3.2)式中 E凍結(jié)壁厚度，m； h未支護(hù)段高度或安全掘進(jìn)段

41、高，m； r0覆蓋層的平均容重，取1.3t/m3； HP計(jì)算層位的埋藏深度，m； RCT凍土平均瞬時(shí)抗壓強(qiáng)度，MPa； mk安全系數(shù)。3.2.4 維亞洛夫-扎列茨基安全掘進(jìn)段高公式維亞洛夫-扎列茨基于1962年，把粘性土層凍結(jié)壁看作有限長(zhǎng)的彈塑性厚壁筒，按第四強(qiáng)度理論推導(dǎo)出來(lái)的凍結(jié)壁安全掘進(jìn)段高計(jì)算公式。 (3.3)式中 h按變形條件計(jì)算的安全掘進(jìn)段高，m； E按強(qiáng)度條件計(jì)算的凍結(jié)壁厚度，m； P計(jì)算水平的地壓,MPa； 粘性土層的凍結(jié)持久抗壓強(qiáng)度或計(jì)算強(qiáng)度，MPa；工作面凍結(jié)狀態(tài)系數(shù)，掘進(jìn)工作面為非凍結(jié)狀態(tài)時(shí)取，掘進(jìn)工作面凍實(shí)時(shí)取，即=0.8651.73。為了便于計(jì)算，工作面凍土擴(kuò)展范圍為0

42、、1/4、2/4、3/4、4/4時(shí)，值可相應(yīng)地取1.732、1.516、1.299、1.082、0.865。通過(guò)以上分析，考慮到風(fēng)井的沖積層厚度344.38m，粘性土層的累積厚度占沖積層厚度的77%，擬在應(yīng)用上述方法凍結(jié)壁強(qiáng)度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)近幾年厚沖積層的凍結(jié)鑿井經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)參數(shù)選取上進(jìn)行合理的調(diào)整和完善，以達(dá)到安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的目的。3.3 基本參數(shù)優(yōu)化3.3.1 凍結(jié)控制層位和地壓(1) 凍結(jié)控制層位根據(jù)風(fēng)井沖積層的埋藏條件和土層組成特點(diǎn)分析，凍結(jié)壁設(shè)計(jì)控制見(jiàn)下表 風(fēng)井凍結(jié)設(shè)計(jì)控制層位 表31土層粘性土控制層位名稱粘土鈣質(zhì)粘土層厚/m28.6112.25埋深/m2

43、60.26288.87332.13344.383.3.2 凍結(jié)孔允許偏值與成孔間距煤礦巷工程施工規(guī)范第5.2.4條規(guī)定凍結(jié)孔的偏斜率：位于沖積層的鉆孔不宜大于0.3%，但相鄰兩個(gè)鉆孔終孔的間距不得大于3.0m；位于風(fēng)化帶及含水基巖的鉆孔，不易大于0.5%，但相鄰兩個(gè)鉆孔終孔的間距不得大于5m。當(dāng)相鄰兩個(gè)鉆孔的偏斜值超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)補(bǔ)孔。應(yīng)當(dāng)指出，隨著鉆孔設(shè)備和工藝的不斷完善，當(dāng)沖積層厚度較大時(shí)，規(guī)范第5.2.4條對(duì)沖積層凍結(jié)孔偏斜率0.3%和基巖中兩相鄰凍結(jié)孔終孔間距5m的規(guī)定要求偏低。根據(jù)最近幾年深厚沖積層凍結(jié)孔垂直度狀況分析，認(rèn)為在采用鉆、測(cè)、糾相結(jié)合的鉆進(jìn)工藝和靶域鉆進(jìn)措施的條件下，風(fēng)

44、井沖積層主凍結(jié)孔偏斜要求為表土段鉆孔偏斜率2，基巖段鉆孔偏斜率3,向內(nèi)最大偏值為0.4 m,但防片孔不許向井心方向偏斜大于；最大孔間距表土段：主圈孔1.8m，基巖段2.4m，長(zhǎng)腿孔間距3.5m.輔助孔、防片孔按偏斜要求。3.3.3 凍結(jié)鹽水溫度根據(jù)風(fēng)井檢查孔柱狀圖分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)應(yīng)用螺桿式冷凍機(jī)制冷和往復(fù)式冷凍機(jī)串聯(lián)雙級(jí)壓縮制冷的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析，風(fēng)井的凍結(jié)設(shè)計(jì)鹽水最低溫度達(dá)-32。3.3.4 凍結(jié)壁平均溫度(1) 計(jì)算公式凍結(jié)壁平均溫度是確定凍土強(qiáng)度和凍結(jié)壁強(qiáng)度、穩(wěn)定性的基本依據(jù)。它主要取決于凍結(jié)壁厚度、凍結(jié)鹽水溫度、凍結(jié)孔間距、井幫溫度以及凍結(jié)孔布置方式等因素，要精確計(jì)算是相當(dāng)困難的。從工程實(shí)際

45、出發(fā)，一般取最大地壓水平或凍結(jié)設(shè)計(jì)控制層位的凍結(jié)孔最大間距處的主、界面平均溫度的平均值作為凍結(jié)壁設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。我國(guó)對(duì)凍結(jié)壁平均溫度的認(rèn)識(shí)和計(jì)算方法可概括為以下幾個(gè)階段：凍結(jié)法鑿井的引進(jìn)階段至探索改進(jìn)階段初期，采用前蘇聯(lián)H·特魯巴克按單個(gè)凍結(jié)器傳熱條件推導(dǎo)出來(lái)的公式計(jì)算凍結(jié)壁平均溫度，該公式未考慮鄰近凍結(jié)器的相互影響和井筒的實(shí)際凍結(jié)狀況或井幫溫度對(duì)凍結(jié)壁平均溫度的影響，計(jì)算出來(lái)的凍結(jié)壁平均溫度偏高，特別是深井凍結(jié)時(shí)誤差偏大。凍結(jié)法鑿井的探索改進(jìn)階段中期，開(kāi)始采用國(guó)外模擬試驗(yàn)和有限差分法得出的凍結(jié)壁平均溫度計(jì)算公式（如依姆·斯捷潘諾娃公式），并逐步過(guò)渡為采用國(guó)內(nèi)凍結(jié)壁溫度場(chǎng)物

46、理模型試驗(yàn)和工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。凍結(jié)法鑿井的探索改革階段后期，采用成冰等根據(jù)凍結(jié)壁溫度場(chǎng)物理模型試驗(yàn)、工程實(shí)測(cè)、有限元分析得出的單圈孔凍結(jié)壁平均溫度計(jì)算公式。凍結(jié)法鑿井完善提高階段，采用成冰提出的單圈孔和主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)增設(shè)輔助孔（含防片幫孔）凍結(jié)的凍結(jié)壁平均溫度計(jì)算公式。 單圈孔凍結(jié)時(shí)凍結(jié)壁有效厚度的平均溫度等于按凍結(jié)壁0邊界計(jì)算的平均溫度值與井幫溫度對(duì)凍結(jié)壁的有效厚度的平均溫度影響值之和。 (3.4) (3.4.1) (3.4.2)式中 tc按凍結(jié)壁有效厚度計(jì)算的平均溫度，； t0c按凍結(jié)壁0邊界計(jì)算的單圈孔凍結(jié)壁平均溫度，； te井幫凍土溫度對(duì)單圈孔凍結(jié)壁有效厚度的平均溫度影響值，； tb凍結(jié)鹽水

47、溫度，； L凍結(jié)孔間距，m； E單圈孔凍結(jié)壁有效厚度，m； tn計(jì)算水平的井幫凍土溫度（）主要與土層性質(zhì)、凍結(jié)孔布置方式、凍結(jié)管直徑、凍結(jié)鹽水溫度、以及凍結(jié)時(shí)間等因素有關(guān)，而凍結(jié)時(shí)間主要與凍結(jié)段掘砌速度有關(guān)。根據(jù)這幾年凍結(jié)段快速施工的經(jīng)驗(yàn)分析，認(rèn)為風(fēng)井凍結(jié)控制層位（深344.38m的粘土層）的井幫溫度取-6-8較為適宜。 井幫凍土溫度每升高或降低1對(duì)凍結(jié)壁有效厚度的平均溫度影響系數(shù)=0.250.3，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可近似地按=0.3選取。當(dāng)井幫土壤為正溫時(shí)，取0。 主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)增設(shè)輔助孔（含防片幫孔）凍結(jié)時(shí)在成冰提出的單圈孔凍結(jié)壁平均溫度計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，增加主凍結(jié)孔與輔助凍結(jié)孔之間部位對(duì)平均溫度

48、的影響值，或采用加權(quán)平均法計(jì)算。 (3.5)或 (3.6)式中 tcf主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)增設(shè)輔助凍結(jié)孔的凍結(jié)壁有效厚度平均溫度，； tc單圈孔凍結(jié)壁有效厚度的平均溫度，符號(hào)同公式(2.1) ，； tfn主凍結(jié)孔與內(nèi)側(cè)輔助孔之間部位對(duì)凍結(jié)壁有效厚度平均溫度的影響值，； S輔助孔圈與主孔圈之間的距離，m； E1主凍結(jié)孔圈外側(cè)的凍結(jié)壁有效厚度，m； E2輔助孔圈內(nèi)側(cè)的凍結(jié)壁有效厚度，m。 ts輔助孔圈與主凍結(jié)孔圈之間部位的凍結(jié)壁平均溫度，。 主凍結(jié)孔內(nèi)、外側(cè)均增設(shè)輔助孔凍結(jié)時(shí)在成冰提出的單圈孔凍結(jié)壁平均溫度計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，增加主凍結(jié)孔與內(nèi)側(cè)及外側(cè)輔助孔之間部位對(duì)平均溫度的影響值。 (3.7)式中 tcn

49、y主凍結(jié)孔內(nèi)、外側(cè)均增設(shè)輔助凍結(jié)孔的凍結(jié)壁有效厚度平均溫度，； tc外孔圈外側(cè)與內(nèi)孔圈內(nèi)側(cè)凍結(jié)壁有效厚度的平均溫度，； tfy主凍結(jié)孔圈與外側(cè)輔助孔圈之間部位對(duì)凍結(jié)壁有效厚度平均溫度的影響值，計(jì)算方法同tfn； tfn主凍結(jié)孔圈與內(nèi)側(cè)輔助孔圈之間部位對(duì)凍結(jié)壁有效厚度平均溫度的影響值，,符號(hào)與計(jì)算方法同公式（3.5）。(2) 平均溫度計(jì)算結(jié)果把凍結(jié)鹽水溫度（-32）、沖積層中凍結(jié)孔允許成孔間距（1.8m）和控制層位的井幫凍土溫度（-6-8）代入公式（3.13.3）求得風(fēng)井凍結(jié)壁平均溫度值為-12-15.2（主凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)增設(shè)輔助凍結(jié)孔時(shí)）。3.3.5 凍土計(jì)算強(qiáng)度凍土計(jì)算強(qiáng)度（K）可直接按持久強(qiáng)度

50、（s）選取或按極限抗壓強(qiáng)度（c）除以安全系數(shù)（m0）求得。在缺少凍土持久強(qiáng)度試驗(yàn)資料的情況下，按的方法選取計(jì)算強(qiáng)度較為符合實(shí)際。國(guó)內(nèi)在凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)中，1989年以前一直采用50×50×50mm立方體凍土試件按快速加載（30±5s）的無(wú)側(cè)限瞬時(shí)抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)，它與煤炭科學(xué)研究總院北京建井研究所試驗(yàn)得出的粘性土層61.8×150mm凍土試件按恒應(yīng)變速率軸向加載的無(wú)側(cè)限瞬時(shí)抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)之間存在著一定的系數(shù)關(guān)系。經(jīng)分析認(rèn)為：在61.8×150mm凍土試件強(qiáng)度未正式明確如何直接用于凍結(jié)壁設(shè)計(jì)之前，把按61.8×150mm凍土試件強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)乘1.8系數(shù)作為凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)的凍土無(wú)側(cè)限瞬時(shí)抗壓強(qiáng)度較為合理。根據(jù)近十幾年國(guó)內(nèi)凍結(jié)法鑿井的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：在凍結(jié)方案設(shè)計(jì)中，砂性土層的凍土計(jì)算強(qiáng)度按國(guó)內(nèi)已施工深