【摘要】：本文首先對深部井筒凍結(jié)法施工中存在的難點進行了解,通過相關(guān)文獻的查閱獲得了影響凍結(jié)施工的主要因素。在此,特選取影響凍結(jié)壁有效厚度的凍結(jié)溫度場進行研究。以凍結(jié)溫度場研究為指導(dǎo)方向,查閱了國內(nèi)外關(guān)于凍結(jié)溫度場的研究現(xiàn)狀以及凍結(jié)溫度場的基本概念。通過對凍結(jié)溫度場理論概念進行充分了解后,使用ANSYS軟件模擬兩種不同的凍結(jié)方法在相同的地層中溫度場的分布差異性,并與現(xiàn)場實際凍結(jié)法的效果進行比較,在以上3種凍結(jié)法進行比較分析后,對以后相似地質(zhì)水文條件下的凍結(jié)溫度場發(fā)展規(guī)律進行提前預(yù)測以及對凍結(jié)方法提出合理化建議。以任樓煤礦北風(fēng)井為研究對象,通過相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取,得到北風(fēng)井的設(shè)計凍結(jié)深度為308m。本文采用長短腿差異凍結(jié)法和雙排孔凍結(jié)法進行凍結(jié)模擬,分析在不同凍結(jié)法中位于地層100m、200m、271m橫截面處溫度場的發(fā)展情況。通過軟件的數(shù)值計算,得出雙排孔凍結(jié)模型的交圈時間為50天左右,長短腿差異凍結(jié)模型的交圈時間為60天左右,與現(xiàn)場實際的交圈時間大致相同。經(jīng)ANSYS模擬分析可以得出:凍結(jié)壁有效厚度在0～10天時擴展速度很慢,在10～20天范圍內(nèi)擴展增快,20天后擴展速度逐漸減慢。因此在以后的井筒凍結(jié)設(shè)計時可以優(yōu)先考慮凍結(jié)壁厚度快速擴展時間范疇短這一特征進行合理化的布置。如果條件允許時,可以加大凍結(jié)管直徑,增大凍結(jié)管壁與地層的接觸面積,這樣可以增快凍結(jié)管周圍地層的降溫速度,縮短凍結(jié)壁交圈時間,使開挖時間提前。
[Abstract]:In this paper, the difficulties existing in the deep shaft freezing construction are first understood, and the main factors affecting the freezing construction are obtained by consulting the relevant documents. Here, the freezing temperature field which affects the effective thickness of the freezing wall is studied. Based on the research of freezing temperature field, the research status of freezing temperature field at home and abroad and the basic concept of freezing temperature field are reviewed. After fully understanding the theoretical concept of freezing temperature field, ANSYS software is used to simulate the difference of temperature field distribution between two different freezing methods in the same strata, and the results are compared with the actual freezing method in the field. After the comparison and analysis of the above three freezing methods, the development law of freezing temperature field under similar geological and hydrological conditions is forecasted in advance and some reasonable suggestions are put forward for the freezing method. Taking the north wind well of Renlou coal mine as the research object, the design freezing depth of the north wind well is 308m by obtaining the relevant data. In this paper, the method of long-leg differential freezing and double-row hole freezing are used to simulate the freezing process, and the development of temperature field located at the cross section of 100m ~ 200mL ~ (271m) in different freezing methods is analyzed. Through the numerical calculation of the software, it is concluded that the cross loop time of the double row hole freezing model is about 50 days, and that of the long leg differential freezing model is about 60 days, which is roughly the same as the actual cross loop time on the spot. The results of ANSYS simulation show that the effective thickness of freezing wall grows slowly at 0 ~ 10 days, increases within 10 ~ 20 days, and slows down gradually after 20 days. Therefore, in the later design of shaft freezing, priority should be given to the short time category of rapid expansion of frozen wall thickness and reasonable arrangement can be made. If the conditions permit, the diameter of the freezing pipe can be increased, and the contact area between the frozen pipe wall and the formation can be increased. Thus, the cooling speed of the stratum around the freezing pipe can be increased, the time of freezing wall intersection can be shortened, and the excavation time can be advanced.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD265.3

【參考文獻】

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本文編號：2368716