冻结管布置形式对冻结壁温度场发展规律影响研究

论文摘要

淮南矿区煤矿立井凿井工程一般采用人工冻结法施工,根据对许多煤矿立井冻结设计方案分析,人工冻结法施工冻结管圈数越少圈径越小,冻结锋面半径和冻结壁有效厚度也越小,对于井筒净直径较小的风井,单圈管冻结设计方案即可满足设计要求,对于地质条件较为复杂,井筒净直径较大、深度较深的主井和副井,单圈管设计方案已不能满足设计要求,必须采用两圈管甚至三圈管冻结设计方案,而冻结设计方案中冻结管的布置位置又是关系工程成本和成败的因素之一。为了研究深厚黏土层冻结管不同布置形式对冻结壁温度场发展规律的影响,采用了FLAC3D软件数值模拟两圈冻结管和三圈冻结管对冻结壁温度场发展规律的影响,并将三圈管冻结壁数值模拟结果与现场实测数据对比验证。结果表明:与两圈管冻结壁相比,三圈管冻结壁冷量叠加效果更好,交圈时间更早,内圈管交圈时间提前14～21 d,冻结锋面扩展速度较快,缩短了冻结时间,形成了更厚的冻结壁和更低的冻结壁平均温度,冻结壁平均温度随冻结时间的延长近似呈对数关系降低,冻结壁有效厚度随冻结时间的延长近似呈对数关系增长,主界面温度场曲线在冻结管处近似呈V形发展,逐渐由马鞍形转变为梯形分布,主界面温度随冻结时间的延长逐渐降低,三圈管数值模拟值与实测值基本一致,对比分析验证了数值模拟的可行性。

论文目录

• 0 引言
• 1 冻结壁温度场现场监测
•   1.1 工程概况
•   1.2 冻结方案和测温孔布置
• 2 冻结壁温度场数值模拟
•   2.1 数值模型建立
•   2.2 冻结管布置及土体热物理力学参数
•   2.3 冻结壁各圈管交圈过程
• 3 冻结壁温度场数值模拟与实测结果分析
•   3.1 测温孔温度模拟值与实测值
•   3.2 冻结壁平均温度
•   3.3 冻结壁厚度与冻结时间关系
•   3.4 冻结壁主面界面温度场
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王鹏,林斌,侯海杰,龙依

关键词: 冻结法凿井,冻结管,冻结壁温度场,两圈管,三圈管

来源: 煤炭科学技术 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 安徽理工大学土木建筑学院

基金: 高校博士点专项基金资助项目(200803610004)

分类号: TD265.3

DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2019.12.006

页码: 38-44

总页数: 7

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