【正文】 保其同心度和焊接強(qiáng)度，防止鹽水通過(guò)接縫進(jìn)入地層影響凍結(jié)效果，鉆桿到達(dá)設(shè)計(jì)深度后密封頭部，作為凍結(jié)管使用。 鉆孔偏斜⑴ 凍結(jié)孔開(kāi)孔位置誤差不大于 100mm。⑷ 封閉孔底部：用絲堵封閉好孔底部，具體方法是，利用接長(zhǎng)桿將絲堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同時(shí)，將絲堵上緊。詳見(jiàn)示意圖 19。根據(jù)孔位在掘砌迎頭煤層或巖層上定位開(kāi)孔，孔開(kāi)完后將孔口管下入孔內(nèi)，用水泥漿固管，另外為保證孔口管安裝牢固，每個(gè)孔口管通過(guò)兩個(gè)錨桿固定在巖層中。表 4 主要加工件一覽表序號(hào) 加工件名稱 單位 數(shù) 量1 鉆頭組合 套 362 鉆桿（兼做凍結(jié)管） ，中碳鋼 m 13003 孔口管（Ф 1595mm，1m/個(gè)） 個(gè) 364 上堵頭用接長(zhǎng)桿 m 705 堵頭 個(gè) 366 鹽水干管、集配液管 套 17 凍結(jié)管頭部 個(gè) 288 鹽水箱 個(gè) 19 鹽水管路支架 個(gè) 28 凍結(jié)孔施工 施工工序凍結(jié)孔施工工序?yàn)椋憾ㄎ弧㈤_(kāi)孔→孔口管安裝→孔口裝置安裝→鉆孔→測(cè)量→封閉孔底部→打壓試驗(yàn)。17 / 41⑶ 設(shè)備準(zhǔn)備，準(zhǔn)備施工所需要的各種設(shè)備，保證設(shè)備完好。單向閥等加工件加工工期較長(zhǎng)，需在開(kāi)工前進(jìn)行加工。抽調(diào)有地下施工經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目部承擔(dān)本次施工任務(wù)。⑺ 加大凍結(jié)機(jī)房用巷道內(nèi)通風(fēng)量，需風(fēng)量約 400m3/min，工作面安裝瓦斯檢測(cè)儀，保證工作面施工安全。⑸ 提供 380V 電源，負(fù)荷 500 kw/h，滿足凍結(jié)孔施工、凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)供電。擴(kuò)大段巷道長(zhǎng)度 4 米。⑵ 凍結(jié)孔開(kāi)鉆前，工作面無(wú)明水流出。6 凍結(jié)與開(kāi)挖施工 施工準(zhǔn)備 業(yè)主準(zhǔn)備⑴ 因?yàn)槟壳疤峁┑馁Y料，對(duì)于設(shè)計(jì) I02 采區(qū)運(yùn)輸巷過(guò)斷層凍結(jié)方案只能作為一個(gè)參考。冷凍機(jī)油選用 N46 冷凍機(jī)油。初步預(yù)計(jì)需供風(fēng)量為 400m179。 其它⑴ 用電負(fù)荷：總用電負(fù)荷約 500kw/h。冷卻塔選用NBL50 型 3 臺(tái)，其中 1 臺(tái)備用，每臺(tái)需補(bǔ)充新鮮水 15m3/h。 清水系統(tǒng)為了有效的將制冷系統(tǒng)從地層中帶出的熱量通過(guò)清水系統(tǒng)排出，甲方需鋪設(shè)至指定位置的清水管路，流量滿足每小時(shí)循環(huán)水量 60m179。 ~3 凍結(jié)壁平均溫度 ℃ 104 凍結(jié)孔孔間距 m ~5 凍結(jié)孔個(gè)數(shù) 個(gè) 286 凍結(jié)管規(guī)格 mm φ114 中碳鋼7 測(cè)溫孔 m/個(gè) 35/58 測(cè)溫管規(guī)格 mm φ8989 泄壓孔 m/個(gè) 35/210 凍結(jié)孔工程量 m 98011 總鉆孔工程量 m 122512 凍結(jié)需冷量 104kcal/h 13 配備制冷量 104kcal/h 20℃/32℃14 JYSLGF300III 壓縮機(jī) 臺(tái) 3 氟利昂機(jī)組5 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 冷凍機(jī)的選擇凍結(jié)站需冷量的計(jì)算：Q =π?d? n ?H?K=104Kcal/h式中：Q—凍結(jié)孔需冷量；H—凍結(jié)管總長(zhǎng)度；d—凍結(jié)管直徑； K—凍結(jié)管散熱系數(shù)；根據(jù)計(jì)算選用 JYSLGF300III 冷凍機(jī)機(jī)組（20℃/32℃狀況下制冷量104Kcal/h ）3 臺(tái)?？紤]到現(xiàn)階段水平打鉆隊(duì)伍的技術(shù)能力，采用中碳鋼鉆桿作為凍結(jié)管使用，規(guī)格為 φ114，測(cè)溫管采用 φ898mm。188。195。187。191。189。203。169。225。179。188。195。187。191。189。203。169。248。233。198。178。圖 15 182。205。214。206。225。179。191。176。248。233。198。178。 圖 14 182。195。188。191。189。182。205。211。198。12 / 41825 82512022012345678910112131415161723219182425262728卸 1卸 2測(cè) 3測(cè) 5測(cè) 1測(cè) 2測(cè) 41421202218測(cè) 3測(cè) 5測(cè) 1測(cè) 215212314 23221182425262728測(cè) 3測(cè) 5測(cè) 1測(cè) 21421202218測(cè) 3測(cè) 5測(cè) 1測(cè) 21726,59195789780 2019873 120152 1726,5圖 13 190。為盡可能減少向外擴(kuò)大的面積，設(shè)計(jì)凍結(jié)孔以掘砌巷道中心向外發(fā)散式布置，其中掘砌迎頭處凍結(jié)孔距離掘砌荒徑 825mm，為保證凍結(jié)管正常鉆進(jìn)施工，不破壞煤層頂板巖石，工作面巷道兩幫向外擴(kuò)大 1200mm，底板向下擴(kuò)大 2400mm，擴(kuò)大段巷道長(zhǎng)度 4 米。 凍結(jié)壁平均溫度采用成冰公式進(jìn)行凍結(jié)壁強(qiáng)度校核驗(yàn)算： nLTL TE? ??????????? ?? ?用單圈孔的成冰公式進(jìn)行驗(yàn)算結(jié)果得：當(dāng)鹽水溫度 =30℃，井幫溫度 =4℃bT時(shí)， ℃，根據(jù)原有凍結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合該礦井的地層特點(diǎn)，確定該礦井凍c結(jié)壁平均溫度為：10℃。⑶凍土的彈性模型量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取為 300MPa，泊松比 ⑷凍結(jié)帷幕厚度在開(kāi)挖面的上下左右四個(gè)方向的最小厚度均取 。 凍結(jié)壁厚度有限元驗(yàn)證分析計(jì)算條件：⑴由于沒(méi)有相關(guān)凍土試驗(yàn)結(jié)果，考慮到斷層裂隙充填以碎石、砂為主，較少泥質(zhì)充填，按建井工程手冊(cè)一般凍結(jié)砂土10℃條件下凍土強(qiáng)度 6Mpa~8Mpa 之間，因此本計(jì)算選取凍土強(qiáng)度 5Mpa、7Mpa、9Mpa 三種情況，開(kāi)挖步距（一次開(kāi)挖長(zhǎng)度）取 、 、 八種情況，進(jìn)行分析計(jì)算，見(jiàn)表 1。4 凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì) 凍結(jié)長(zhǎng)度斷層破碎帶寬度暫按 米考慮，斷層破碎帶之前留 米保護(hù)厚度，過(guò)斷層破碎帶進(jìn)入穩(wěn)定巖層 8 米，凍結(jié)總長(zhǎng)度 35 米。即：在巷道內(nèi)利用水平孔和部分傾斜孔凍結(jié)加固地層，使巷道掘砌荒徑外圍巖土體凍結(jié)，形成強(qiáng)度高，封閉性好的凍土帷幕，然后根據(jù)“新奧法”的基本原理，在凍土中采用礦山法進(jìn)巷道施工，其主要施工順序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→凍結(jié)孔施工（同時(shí)安裝凍結(jié)制冷系統(tǒng)，鹽水系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)）→積極凍結(jié)→探孔試挖→巷道掘進(jìn)和支護(hù)→撤場(chǎng)。 “綠色”施工方法，符合環(huán)境巖土工程發(fā)展趨勢(shì)；⑹ 經(jīng)濟(jì)上合理?？梢匀藶榈乜刂苾鼋Y(jié)體的形狀和擴(kuò)展范圍，必要時(shí)可以繞過(guò)地下障礙物進(jìn)行凍結(jié)；⑷ 可控性較好。凍結(jié)法施工具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：⑴ 安全可靠性好，可有效的隔絕地下水； ⑵ 適應(yīng)面廣。⑹ 根據(jù)測(cè)溫資料，凍結(jié)壁已經(jīng)交圈且具有一定的強(qiáng)度和厚度的前提下，增加輔助驗(yàn)證手段。⑸ 通過(guò)測(cè)溫孔和泄壓孔，監(jiān)測(cè)凍土帷幕的形成過(guò)程和形成狀況。⑷ 凍土帷幕的厚度及強(qiáng)度應(yīng)滿足巷道開(kāi)挖的要求。⑵ 在掘砌迎頭施工凍結(jié)孔，根據(jù)巷道的結(jié)構(gòu)及走向采用近水平成孔或斜孔，每個(gè)鉆孔都設(shè)孔口管，并安裝孔口密封裝置，以防鉆進(jìn)時(shí)大量泥水涌出。 施工方案設(shè)計(jì)的基本原則本施工方案設(shè)計(jì)的基本原則是：⑴ 水平孔凍結(jié)帷幕技術(shù)性能必須滿足過(guò)斷層破碎帶施工的安全和質(zhì)量要求，加固土體應(yīng)遍達(dá)待加固區(qū)域；⑵ 水平孔凍結(jié)方案應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，具有可操作性；⑶ 施工方案應(yīng)在滿足工程要求工期的前提下具備優(yōu)化潛力；⑷ 冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)要充分考慮井下施工的制冷效率低、從地層中帶出的熱量無(wú)法及時(shí)排走等情況。⑶《I02 采區(qū) 2 煤集中運(yùn)輸巷平、剖面圖》 。 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料⑴《I020202 工作面運(yùn)輸巷探 DF61 斷層鉆孔剖面圖》 。⑺《煤礦安全規(guī)程》 （2022 年 3 月 1 日起執(zhí)行） 。⑸《旁通道凍結(jié)法技術(shù)規(guī)程》 （DG/TJ08－902－2022 ，J10851－2022） 。⑶《煤炭工業(yè)建設(shè)工程質(zhì)量技術(shù)資料管理規(guī)定》 。3 施工方案設(shè)計(jì) 采用的設(shè)計(jì)規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)⑴《礦山井巷工程施工規(guī)范》 （GB505112022） 。(7) 負(fù)責(zé)放置凍結(jié)機(jī)房的聯(lián)絡(luò)巷，嚴(yán)格按照煤炭規(guī)范規(guī)定施工，做好地面硬化工作，為機(jī)房的安裝創(chuàng)造好條件。(3) 距離斷層 20 米左右位置處停止掘砌；(4) 施工之前，提前打探孔，探明巖性，破裂帶的寬度和破裂情況及探明水量；(5) 提供詳細(xì)的過(guò)斷層資料，如過(guò)斷層部分巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)，過(guò)斷層部分巷道的走向及傾角，斷層詳細(xì)傾角和走向，水壓、水溫、流速、涌水量及水質(zhì)報(bào)告等；(6) 因巷道周圍巖石強(qiáng)度弱，遇水變軟，需要在迎頭施工封堵墻，方便打鉆孔口裝置的安裝。 工程實(shí)施必要條件(1) 交流電源，電壓 380V，總功率 500KW；(2) 鋪設(shè)至凍結(jié)工作面附近清水補(bǔ)充管路，采取措施保障干凈水源，供水量不少于 60m179。將冷凍機(jī)房安裝在礦井井下存在安全隱患。凍結(jié)單位可選配人員，經(jīng)甲方培訓(xùn)合格后，作為專職瓦斯檢查員，配合甲方做好瓦斯監(jiān)測(cè)工作。(4) 打鉆可能造成涌水危險(xiǎn)，所以打鉆前需安裝孔口管，并用錨桿將每個(gè)孔口管固定，打鉆時(shí)設(shè)置防噴裝置（單向閥）及壓緊裝置（牛油盤(pán)根） ，單孔鉆孔完成后及時(shí)進(jìn)行注漿封孔。(2) 缺乏地下水流速流向資料，凍結(jié)存在一定的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。.神 華 寧 夏 煤 業(yè) 集 團(tuán) 紅 柳 煤 礦I02集 中 運(yùn) 輸 巷 平 、 剖 面 圖10510751025109759509259012m102510510975950925沖 刷 帶12m沖 刷 帶圖 1 神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)紅柳煤礦 02 采區(qū)集中運(yùn)輸巷穿斷層部分詳圖3 / 4110圖 2 I02 采區(qū)運(yùn)輸機(jī)巷斷面圖（采用 I020202 工作面機(jī)巷斷面圖） I02 采區(qū)集中運(yùn)輸巷地層I02 采區(qū)集中運(yùn)輸巷地層情況見(jiàn)圖 3。施工隊(duì)根據(jù)巷道實(shí)際涌水情況及低洼段，每 200m 左右施工一有效容積20m3 的水倉(cāng)，并配備相應(yīng)排水設(shè)備，安排專人負(fù)責(zé)排水工作。 DF63 為張性斷層，斷層面具導(dǎo)水性，受斷層牽引兩盤(pán)裂隙較發(fā)育，掘至該2 / 41處，預(yù)計(jì)正常涌水量將增大至 50m3/h，最大涌水量 80m3/h。根據(jù)附近巷道施工資料，該巷自 I02 采區(qū)集中回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷開(kāi)口向南施工 92m將揭露一寬約 60m 的沖刷帶分支，向南 197m 進(jìn)入寬 160m 的主沖刷帶、影響范圍28m，煤層傾角及厚度均有一定變化，詳見(jiàn) I02 采區(qū) 2 煤集中運(yùn)輸巷平、剖面圖。受斷層牽引，斷層面兩盤(pán)可能發(fā)育有導(dǎo)水裂隙。E ，傾向 N，傾角 74 186。煤巖層沿走向、傾向均有一定的起伏變化。傾向 W，傾角 12186?！? 53186。該巷以東 35m 處為即將施工的 I02 采區(qū)集中輔運(yùn)巷、以西 12535m 處為正在施工的 I02 采區(qū)集中回風(fēng)巷。I / 41神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)紅柳煤礦 I02 采區(qū)集中運(yùn)輸巷過(guò)斷層凍結(jié)處理方案兗礦新陸建設(shè)發(fā)展有限公司2022 年 02 月目 錄1 I02 采區(qū)集中運(yùn)輸巷工程概述 ..........................................................................................................1 工程慨況 ..........................................................................................................................................1 I02 采區(qū)集中運(yùn)輸巷地層 .................................................................................................................32 工程實(shí)施注意事項(xiàng)及必備條件 .......................................................................................................3 工程注意事項(xiàng) ..................................................................................................................................3 工程實(shí)施必要條件 ..........................................................................................................................43 施工方案設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................5 采用的設(shè)計(jì)規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ........