【正文】 ：外圈圈徑為23m，內(nèi)圈圈徑為14m。 鹽水泵的設計（1）鹽水泵設計基本資料1）鹽水總循環(huán)量2）鹽水比重1312kg/；動力粘滯系數(shù)為3）鹽水干管，集、,（）。 鹽水系統(tǒng)設計（1）基本資料1）凍結站實際最大制冷量32061KW2）氯化鈣溶液的比重1270kg/， kJ/kg℃3）鹽水在管路中的允許流速，~，（凍結深度小于100m）~（凍結深度大于300m）；干管和集、~4）凍結管去、℃（2）鹽水總循環(huán)量鹽水流量 冷凍站的制冷能力KJ/h鹽水比重kg/鹽水比熱 kJ/kg℃去回路鹽水溫差（一般淺井取2~4℃ 深井取4~5℃）（3）供液管直徑式中 —供液管內(nèi)鹽水的允許流速 —供液管數(shù)量，根供液管規(guī)格選用聚乙烯塑料軟管Φ75x 6mm。 基本資料（1）冷凍站最多開5臺高壓機（8AS25，每臺需冷卻量8/h）和14臺低壓機（8AS25），高壓機的總循環(huán)量為33220kg/h；（2）冷凝器進口處的溫度為20℃，冷凝器的出口溫度為25℃，氨的冷凝溫度為32℃，中間溫度為5℃；（3）,； 冷卻需水量（1）總需水量W總需水量W按下式計算：式中 W—冷卻水的總需求量 —冷凝器的總熱負荷 —冷凝器的進出口溫差（2）冷凍機的冷卻水需用量式中 —冷凍機臺數(shù) —每臺冷凍機的冷卻水需用量（3）冷凝器的實際需水量（4）新鮮冷卻水需用量式中 —冷凝器的進水溫度，24℃ —從冷凝器流回循環(huán)水池的水溫，28℃ —新鮮冷卻水進入循環(huán)水池的溫度，20℃ 水源井的設計水源井的個數(shù)n按照下式進行計算式中 Q—每個水源井的抽水量取為5個，設計5口水源井。在設計鹽水溫度低于25℃時就應該安裝空氣分離器。7）集油器凍結需冷量高峰時要開19臺8AS—25冷凍機總的標準制冷量： 安裝JY300型集油器3個。對保證壓縮機的安全運轉和提高制冷效率由良好的作用?！p級壓縮制冷時，為高壓機的總吸氣容積，/h—雙級壓縮制冷時，為高壓機的吸氣系數(shù)—擬用氨油分離器的數(shù)量，個—油氨分離器內(nèi)氨氣的允許流速，選用YF125型（）氨油分離器8個。筒體直徑： —擬用的中冷器的數(shù)量，個—通過中冷器筒體的蒸汽氨的允許流速，選用XQ100型（直徑為1m）的中間冷卻器8個。采用立式冷凝器，冷凝器單位面積的熱負荷取為雙級壓縮熱負荷計算：雙級壓縮冷卻面積計算：—雙級壓縮制冷高壓機的氨循環(huán)量，kg/h選用LN250型，14臺，總的冷卻面積為33882）蒸發(fā)器采用立式蒸發(fā)器—冷凍站最大制冷能力，kJ/h—蒸發(fā)器單位面積上的熱負荷，取為8364—蒸發(fā)器工作條件系數(shù)，（新設備）選用LZL240型的蒸發(fā)器，18臺，總的蒸發(fā)面積為43203）中間冷卻器安裝在低壓機和高壓機之間，冷卻低壓機排出的過熱蒸汽氨，避免高壓機的排氣溫度過高，以保持高、低壓機的之間壓力；是液氨在進入蒸發(fā)器之前得到過冷，提高低壓機的制冷量；分離低壓機排氣中夾帶的潤滑油，起油氨分離器的作用。低壓機的吸氣系數(shù) 低壓機的氨循環(huán)量 kg/h高壓機的吸氣系數(shù) 高壓機的氨循環(huán)量 高壓機的理論吸氣容積 3）計算出串聯(lián)雙級壓縮制冷的實際制冷量 （3）計算低、高壓機的電動機功率1) 低壓機壓縮機的理論功率低壓機的臺數(shù)蒸發(fā)了結時氨的焓；kJ/kg從蒸發(fā)壓力絕熱壓縮至中間壓力時蒸汽焓；kJ/kg 低高機的氨循環(huán)量860—功率的換算系數(shù)壓縮機的指示效率T—絕對溫度，273℃ —氨的蒸發(fā)溫度，℃—氨的中間溫度，℃ b—系數(shù)，壓縮機的指示功率—壓縮機的理論功率KW壓縮機的摩擦功率—摩擦壓力，MPa，—低壓機的活塞理論容積，壓縮機的有效功率壓縮機的軸功率—低壓機的傳動效率，電動機的功率2） 高壓機壓縮機的理論功率壓縮機的指示效率壓縮機的指示功率壓縮機的摩擦功率—摩擦壓力 。圖242 中間壓力與容積比關系圖圖243 熱力循環(huán)圖表243 氨的各狀態(tài)的熱力參數(shù)狀態(tài)點焓 值(kJ/g)163318091674185117055704105703954102）根據(jù)已經(jīng)確定的冷凍機實際配組情況：低壓機9臺，高壓機3臺。（2）根據(jù)冷凍機實際配組及其工作條件計算制冷量。5）繪制高、低壓機理想和假設的理論容積比與中間壓力的直角坐標圖242，得試配組的高、低壓機理論容積比。14=39200/h高壓機的總理論吸氣容積=2800180。熱力參數(shù)計算結果見表241。假設另一中間溫度為1℃，（比理想中間溫度高8℃）其相應的壓力為=。按公式求得理想的中間壓力為= = MPa。h（3） 冷卻水的溫度為 20℃。第四章 制冷工藝 氨系統(tǒng)設計 基礎數(shù)據(jù)（1） 設計層位的鹽水溫度 30℃。水文管規(guī)格均采用φ1406無縫鋼管，外管箍連接. 凍結壁形成預測水文孔冒水后證實主要含水層凍結壁已交圈，根據(jù)測溫資料分析，井筒掘砌至各水平時，凍結壁能夠達到設計需用的強度和厚度。測溫孔均采用φ1085mm優(yōu)質低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接，管底密封，不試壓、不灌水，確保不滲水。布置原則：地下水流上方、凍結壁外側最大孔間距處；凍結壁內(nèi)側界面處；凍結壁外側主面、界面處；盡可能均勻布置。 ≥260mφ1597；防片孔φ1406 mm 20(GB8163—1999)優(yōu)質低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接。 凍結孔布置（見附圖） 凍結管、供液管風井：外圈≤280m采用φ1406 20(GB8163—1999)優(yōu)質低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接， ≥280mφ1597 20(GB8163—1999)優(yōu)質低碳鋼無縫管，內(nèi)管箍連接；中圈≤270mφ1406。N =πD/L 計算得：外圈孔N外=40個；中圈孔N中=22個；內(nèi)圈孔N內(nèi)=29個；防片孔N防片=11個。 ⑷ 防片孔圈徑根據(jù)開挖時間和上部孔到荒徑距離及預測凍土發(fā)展速度。⑵ 中圈孔布置圈徑D中= D荒+2（‘+γH）=；結合凍土發(fā)展速度、掘進速度、外圈孔布置情況，確定中圈凍結孔圈徑為： D中=。最大孔間距表土段：外圈孔、內(nèi)圈孔≤，中圈孔、防片孔按偏斜及靶域要求；基巖段≤。因此結合井壁結構與掘砌速度，設防片孔，深度302米。由于上部井壁均較薄，且內(nèi)圈孔上部離荒徑均較遠，風井：0～，200m～，～。內(nèi)圈孔采用全深凍結，風井凍結深度472m。凍結深度穿過表土層進入風化帶并穿過強風化帶，目的是保證強風化帶以上凍結壁厚度和強度。L/E ]+ 凍結壁厚度及平均溫度計算結果表井筒深度（m）土性凍結壁設計厚度（m）設計平均溫度(℃)凍結天數(shù)（d）凍結孔距荒徑(m)預計凍結壁厚度（m）預計井幫溫度（℃）預計平均溫度（℃）風井200砂質粘土8130 5～7 12300粘土12150 8～10 14454砂質粘土816212 11～14 16經(jīng)校核結果可知，凍結壁厚度和強度均滿足要求。利用國內(nèi)目前普遍采用的單排孔凍結平均溫度計算公式——成冰公式，加修正值。⑴ 多姆克第三強度理論公式：E=Ra[（P/б）+（P/б）2]⑵ 維亞若夫—扎列茨基有限段高公式：E=ηPh/б以上式中各參數(shù)的含義E——凍結壁厚度Ra——凍結壁內(nèi)半徑（采用掘砌荒徑）..P——控制層位地壓值（采用水土懸浮公式）б——凍土長時強度（凍土允許強度）h——掘砌段高η－工作面凍結狀態(tài)系數(shù)根據(jù)計算結果并結合國內(nèi)外已施工或正在施工的深凍結井凍結壁設計厚度，確定梁寶寺風井：（，空幫時間20小時）。（8）強度安全系數(shù)：k=2～；（9）掘砌段高： 掘砌段高，從保證安全和方便施工兩方面考慮，暴露段高取h=～；（10）工作面凍結狀態(tài)系數(shù)： =（工作面未凍結時）～（工作面凍結時）；設計取風井=。 根據(jù)上述公式計算和目前國內(nèi)已施工同類型深厚表土凍結井實際凍結情況，取453m控制層凍結壁平均溫度TC=1６℃（3）凍土抗壓強度： 根據(jù)手冊單軸抗壓強度選??；（4）凍土發(fā)展速度：參照附近金橋（向內(nèi)24mm/d、向外15mm/d）、梁寶寺一號礦井（向內(nèi)23mm/d、向外14mm/d）、龍固副井（向內(nèi)15mm/d、向外10mm/d）實際凍土發(fā)展速度，選取梁寶寺二號井風井控制層凍土發(fā)展速度向內(nèi)16mm/d、向外11mm/d；（5）井幫溫度（控制層）：Tn=8℃～12℃（6）鹽水溫度: =30～34℃。 ——凍結壁外側厚度，米。 ——凍結管外直徑，米。 ——凍結管外壁的巖層溫度，℃。 ——，℃。 E——凍結壁厚度，米。——鹽水溫度，℃。①成冰公式（中國）表達式： 〔〕②（波蘭）表達式：〔〕③納斯諾夫，（蘇聯(lián)）表達式： 〔〕符號意義：——按成冰公式計算的凍結壁有效厚度的平均溫度，℃。（1）地壓值；P=γH ,為安全間控制層深度H均取最大表土深度，；即P= = MPa；（2）凍結壁平均溫度（控制層）凍結壁平均溫度主要與鹽水溫度、凍結孔間距、凍結管直徑以及井幫溫度等因素有關，一般是按凍結壁主面平均溫度與界面平均溫度之和的一半計算。前者對砂層較合適，因為砂層凍結壁具有脆性斷裂的特性，因此其承載能力必須得到滿足，否則可能出水冒砂。 ，根據(jù)勘察結果綜合考慮鳳井凍結深度為526m。（3）當沖擊層底部為第三紀，并有水力聯(lián)系，膠結性差，且含水量大時，凍結管應穿過第三紀到不透水的基巖。凍結深度確定的一般原則：（1）當沖擊層底部基巖風化嚴重，且兩者有水力聯(lián)系時，凍結深度穿過基巖風化帶，深入不透水基巖10m以上。優(yōu)缺點：（1）解決了沖擊層厚度超過400m時，凍結壁的計算厚度達8m以上時的技術問題；（2）比單排凍結孔凍結時間短，形成凍結壁強度高；（3）由于凍結壁強度高，蠕變變形小，能防止凍結管斷裂，確保掘砌安全；（4）打鉆工程量大，制冷量大，安裝量大，凍結費用高。使用條件：（1）適用于深部地壓大，具有膨脹性，凍土流變性的厚粘土層及地溫高的地層；（2）地下水流速大；（3）含有鹽分的地層。特點：分期凍結是將一個井筒所需凍結深度，分為兩段或兩段以上進行順序凍結，當下段凍結一定時間并轉入井筒掘砌后，再開始下段凍結。：定義：將井筒需要凍結的深度分上下兩段順序依次凍結，先凍上段，后凍下段，上端凍好掘進，再凍下段，上段掘砌表土，剛好下段凍結結束，再挖凍土，加快施工速度。優(yōu)缺點：（1）用局部凍結法處理井筒下部透水涌砂事故是經(jīng)濟可靠的方法，他不僅節(jié)省冷量損失，減少凍結設備，降低凍結費用，加快施工速度，且可減少凍結對以砌井壁的影響；（2）凍結器內(nèi)安裝隔板，可減少在未凍結部分冷量損失。C．局部凍結定義：拒不需要凍結的方案使用條件：上不含水少，巖層穩(wěn)定，而下部含水量大，需要凍結的地層或中間有較厚的隔水層。特點：（1）凍結管采用長短管間隔布置，下部長管間隔較上部凍結管的孔距大一倍，為使上、下段凍結壁的交圈時間和厚度相適應，可適當?shù)募哟箝L管的供液管直徑，采用正循環(huán)，而短管采用反循環(huán)；（2）上部采用長短管共同凍結，盡快形成凍結壁，給井筒提前開挖創(chuàng)造條件；下部由于凍結管間距大，凍結壁較薄，減少了井筒下部的凍土挖掘量；（3）必須控制長短管孔底間距，保證開挖到短管底前長管部分凍結壁強度以滿足施工要求。使用條件：（1）.上部為含水層豐富的沖擊層，下部為風化帶及其附近基巖，含水量大，需要凍結，但地壓、水壓不大；（2）沖擊層以下的基巖厚度占井筒總深度的比例小，且與沖擊層有水力聯(lián)系，涌水量大于10m179。優(yōu)缺點：（1）對地質和水文地質條件復雜的含水砂層，淤泥層，破碎帶以及基巖含水層等的適應性強，施工安全可靠，為立井最常用的凍結方案；（2）整個凍結管內(nèi)鹽水一次循環(huán)，克服溫差過大引起斷管現(xiàn)象；（3）可利用鹽水正反循環(huán)達到初期加強上部凍結和后期加強下部凍結；（4）凍結器結構和供液管安裝均較其他凍結方案簡單；（5）打鉆工程量較差異凍結方案多，管材消耗，凍結站制冷能力，凍土挖掘量均比其他方案多。使用條件：（1）適用于各類地層；（2）不宜采用其他凍結方案的地層；（3）凍結設備能滿足積極凍結期最大需冷量的要求。立井井筒凍結施工方案有一次全深凍結、差異凍結、局部凍結、分期凍結和雙排孔凍結五種。(3)根據(jù)國內(nèi)外及本公司身后表土凍結經(jīng)施工經(jīng)驗，以滿足凍結壁強度，防止凍結壁變形及凍結管斷裂為目的，選擇合理的施工方案及施工參數(shù)。由于本礦井為兩個水平開拓，梁寶寺一水平后期為下山開采，為節(jié)約排水費用，中后期梁寶寺一水平的礦井涌水全部由梁寶寺二水平排至地面，此時， m3/h， m3/h（1）設計的凍結壁厚度和強度滿足井筒安全掘砌施工的要求，井筒掘砌中不