井筒冻结孔解冻涌水发生机制及其控制技术

吴璋, 王晓东, 武光辉, 朱明诚

吴璋, 王晓东, 武光辉, 朱明诚. 井筒冻结孔解冻涌水发生机制及其控制技术[J]. 煤田地质与勘探, 2015, 43(1): 35-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.01.008
引用本文: 吴璋, 王晓东, 武光辉, 朱明诚. 井筒冻结孔解冻涌水发生机制及其控制技术[J]. 煤田地质与勘探, 2015, 43(1): 35-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.01.008
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WU Zhang, WANG Xiaodong, WU Guanghui, ZHU Mingcheng. Mechanism and control technology of water inrush from shaft freezing holes after thawing[J]. COAL GEOLOGY & EXPLORATION, 2015, 43(1): 35-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.01.008
Citation: WU Zhang, WANG Xiaodong, WU Guanghui, ZHU Mingcheng. Mechanism and control technology of water inrush from shaft freezing holes after thawing[J]. COAL GEOLOGY & EXPLORATION, 2015, 43(1): 35-42. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.01.008
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井筒冻结孔解冻涌水发生机制及其控制技术

  • 1. 中煤科工集团西安研究院有限公司, 陕西 西安 710077;

  • 2. 陕西彬长矿业集团, 陕西 咸阳 713600

基金项目: 

陕西省科学技术研究发展计划项目（2012K08-06）

详细信息
    作者简介:

    吴璋(1973-),男,陕西富平人,研究员,从事煤田地质及矿井水害防治技术研究.E-mail:wuzhang@cctegxian.com

  • 中图分类号: TD262

Mechanism and control technology of water inrush from shaft freezing holes after thawing

  • 1. Xi'an Research Institute, China Coal Technology and Engineering Group Corp, Xi'an 710077, China;

  • 2. Shaanxi Binchang Mining Group Corp, Xianyang 713600, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 针对冻结井筒解冻后频繁发生涌水灾害的情况,通过工程实例分析了冻结技术、井筒地层条件及解冻涌水特征。结果表明,涌水发生是由于解冻后冻结止水帷幕失效,冻结管周围地层介质渗透性增强,介质接触界面粘结强度降低而致界面缝隙扩大连通,使冻结钻孔连通含、隔水层而形成竖向导水通道,通道内高压水通过井筒薄弱部位发生涌水。采取在井筒外围适宜地层开挖环形巷道,在环形巷道内逐个切断冻结管并向冻结管内外注浆加固,最后将环形巷道用混凝土回填,形成人工隔水塞层。利用RFPA2D-Flow渗流耦合模型验证了该治理方案的可行性,且利用FLAC3D程序计算出环形巷道距离井壁7.50 m是最佳开凿位置。经该措施处理后的井筒涌水由原来的90 m3/h降低至2 m3/h,且井筒保持了稳定。
    Abstract: In order to solve water inrush disaster from shaft freezing holes, based on analyzing the characteristic of freezing sinking technology, stratum condition and water inrush status from freezing holes after thawing in some projects, it is indicated that four reasons result in water inrush. Firstly, water-resisting curtain is failure after stratum thawing; secondly, the stratum penetrability increases around freezing holes; thirdly, the interface adhesion strength is reduced, as a result, the aquifer and aquifuge are connected during freezing holes to form vertical channel for water; fourthly, the high confined water can spurt from weakest part of shaft. Calculating by RFPA2D-Flow seepage program, the project is workable, and the best radius is 7.50 m to dig circular impermeable tunnel by FLAC3D. digging circular tunnel at feasible stratum outside shaft and cutting off freezing pipe to grout, then backfilling the circular tunnel to form artificial aquifuge were taken, the quantity of water inrush was reduced from 90m3/h to 2m3/h, and the shaft was steady, reaching the aim of control and prevention of water inrush.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-09
  • 网络出版日期:  2021-10-21

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