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井筒冻结法施工工艺和风险分析【摘要】冻结法具有适应性强、支护结构灵活、隔水性好等特点，在深厚表土层中井筒施工主要采用冻结法。
本文介绍冻结法的施工工艺进行介绍，为深厚表土层冻结施工提供经验。
【关键词】井筒冻结设计；冻结施工；冻结原理【Abstract 】Freezing method has strong adaptability and flexible support structure ，impermeable and good features，in deep alluvium Shaft Construction mainly freezing method. This article describes the method to freeze the construction process will be introduced to freeze the construction of deep topsoil provide experience.【Key words 】Freeze wellbore design；Freeze construction；Freeze principle1.引言由于我国地层条件比较复杂，在华东、华北、西北地区井筒建设无法采用普通凿井法凿井，需要采用冻结法、沉降法和盾构法等特殊凿井技术进行建设。
当建设井筒地层为不稳定厚表土层时，采用的施工方法主要以冻结法为主。
并且煤矿向深部开采延伸，其井筒往往要穿过特殊地层，如过含水丰富或碎破的基岩，都要采用冻结法施工。
因此，冻结法施工是广泛采用行之有效的技术方法之一。
2.冻结原理在地下工程施工之前，采用人工技术制冷，将地下工程周围的含水或者含有松散碎石岩层冻结，形成冻土结构物一一冻结壁，用来承受来自地层中压力和隔绝砂子和地下水涌入，然后在形成冻土结构中进行开挖、支护的特殊施工方法称为人工冻结法(简称冻结法) 。
3.冻结设计在深厚表土层采用冻结法建设井筒，冻结壁设计是关键问题之一。
井筒冻结工程一、冻结方案由于本矿井主、副、风井井筒净直径均较大，且冻结深度大，根据其实际地质情况并参照附近龙固、赵楼等矿井冻结设计、施工情况，三个井筒均采用三圈孔加辅助孔冻结方案。
其主要优点为冻结效率高，综合工期短，适于早日开挖、快速施工，且安全可靠。
二、冻结设计1、冻结深度的确定本矿井井筒冻结深度分别为：主井井筒894m，副井井筒840m，风井井筒840m。
2、冻结壁设计（1）冻结壁设计原则按两种极限状态设计，一是冻结壁的极限承载能力；二是冻结壁极限允许变形状态。
前者对砂层较合适，因为砂层冻结壁由于冻砂具有脆性断裂的特性，因此其承载能力必须得到满足，否则可能出水冒砂。
后者适用于深厚粘土层，因为对于粘土层最终决定冻结壁厚度的是必须满足变形条件，在隔水粘土层中不会涌砂冒水，但过大的变形会导致冻结管断裂，从而影响冻结壁安全。
（2）基本设计计算参数冻结壁基本设计计算参数见表3-2-1。
表3-2-1 冻结壁基本设计计算参数表注：※掘砌荒半径不含壁后泡沫塑料板厚。
（3）冻结壁厚度设计根据现有公式计算、有限元分析及经验工程类比并结合万福实际工程情况，确定万福矿井各控制层冻结壁厚度见表3-2-6。
表3-2-6 万福矿井主、副、风井各控制层冻结壁厚度表（4）冻结壁（强度）平均温度校核结合国内现有冻结制冷工艺，立足现实，在确保安全运转的前提下，盐水温度在-30～-37℃之间较为合适，在龙固、丁集等矿井已经实现-36℃的盐水温度，若达到-40℃不但制冷设备的效率大大降低，由此带来的冻结管及制冷系统的管道材质问题将很难解决，即便解决费用也难以承受。
因此计算最低盐水温度按-36℃。
多圈孔冻结施工国外及国内均没有现成的公式可以计算，冻结壁平均温度计算采用四种方法计算：①采用单排孔冻结壁平均温度计算公式——成冰公式，加修正值；②采用作图法计算；③采用有限元分析方法；④工程类比法。
冻结壁平均温度计算结果见表3-2-7。
表3-2-7 万福矿井冻结壁平均温度计算结果表经过校核可知，冻结壁平均温度均能达到设计要求，强度可以满足施工安全。
井筒冻结法施工的常见问题及防治措施xxx xxx xxx（中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州221116）摘要：在不稳定表土层中施工井筒时，冻结法具有大量的优点，主要包括：适应性强；支护结构灵活、易控制；隔水性好；对环境影响小等。
因此，冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。
我国煤矿于1955年在开林西风井首次使用冻结法凿井，此后，冻结法凿井技术逐渐推广。
现在，我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一，但是井筒在冻结法施工中，仍然存在很多的问题，这些问题必须引起我们的高度重视。
本文主要是介绍了冻结法施工的原理及共存在的主要问题，并提出了相关的防治措施。
岩土工程冻结法通常是利用物质气化过程的吸热现象来达到将主体中的水冷却、结冰的目的。
其制冷系统多以氨作为制冷物质。
为了使氨由液态变成气态，由气态又变为液态，如此循环进行，整个制冷系统由三大循环构成：氨循环系统、盐水系统、冷却水循环系统。
在井筒开挖之前，在欲开井筒的周围打一定数量的冻结孔。
低温盐水在冻结器中流动，吸收其周围地层之热量，形成冻结圈。
冻结圈并逐渐扩大连接成封闭不透水的冻结壁，用于抵抗地压、隔绝地下水。
然后，在其保护下进行崛砌施工，待掘砌到预计的深处后，停止冻结，进行拔管和填充工作。
井筒冻结法施工主要工艺过程包括冻结孔施工、井筒冻结和井筒掘砌等主要工作。
由于地下空间的不确定性，冻结法在井筒井筒的施工中还存在很多的不确定性，从而引起了很多问题，像冻结管的断裂问冻结井壁的破裂问题、工作面底冻结壁的变形问风动机具的冻结堵塞问题和地表冻融危害问题等。
冻结法井筒施工中的常见问题及防治措施。
在冻结井筒掘进中，冻结管断裂现象时有发生。
近年来，由于冻结深度逐年增加，遇到厚粘土层的机会越来越多，冻结管断裂的现象也就会越来越严重。
究其问题，主要有：冻结壁的变形过大，冻结孔偏斜大，冻结管接头焊接质量差或丝扣连接时扣形不适。
其防治措施有：合理确定冻结孔布置圈直径。
一、膨胀黏土层施工中常出事故:黏土层膨胀,易片帮、抽帮，钢筋绑扎、模板固定后，黏土层膨胀快造成混凝土支护厚度、强度不能达到设计要求，冻土掉入模板钢筋内影响混凝土质量和支护厚度.如井帮位移量过大,造成冻结管断裂,盐水泄漏,冻结壁破坏，导致混凝土井壁抵挡不住冻土冻胀力而浮现井壁掉皮、脱落、开裂、漏水、淹井等事故.预防措施加强冻结,应保证井筒深部黏土层内井帮温度符合相关设计要求规定，以提高冻结壁自身强度1、先让后抗原则(1)在掘进周边荒径中，开切竖向卸压槽,长度为一模段高，在井帮均匀开挖卸压槽(槽宽×槽深×槽间距=300×200×500~700mm)，其内充填芦苇笆当黏土膨胀时，其膨胀土流入槽内空间，体现出“卸压”的效果.(2)加强支护强度 ,加密钢筋布置，同时提高混凝土的强度，体现出“抗”的原则,使黏土浮现膨胀时，能抗住膨胀压力。
2、减少井壁暴露时间(1)在掘进方式上组织足够人力、物力、机械强行快速台阶式掘进。
先挖超前小井，使井筒中心超前小井低于工作面 1m 以上,防止井筒空气与井帮温差，然后进行刷帮，释放部份压力。
(2)在支护上采用短段掘进，小段高快速掘砌,段高控制在 2m 以内，先掘出刃脚槽坑，提前立模筑壁(中间高出的 0.5~0.8m 挖掘与筑壁平行作业) ,缩短冻土井帮暴露时间，减少位移量。
3、表土冻结段外壁混凝土中掺入抗冻高效减水剂，提高混凝土早期强度，使砼的强度 24 小时内达到设计值的50％以上， 72 小时内达到设计值的 80％以上内壁套砌时掺放防裂密实剂，增强抗渗性能,提高封水效果。
4、掘进时井帮遇到异物要剔除 ,确保不因异物挤占空间导致砼井壁厚度不够。
5、调节冻结方式 ,加强井筒外排冻结孔的流量，减少内排孔冻结的流量，使总冻结流量不变,使井帮冻结温度有所下降，减少黏土层的冻胀力，且不降低总冻结壁的厚度。
6、加强已暴露井壁位移量的观测 ,掌握黏土层膨胀速度。
冻结法凿井常见问题及其预防介绍了冻结法凿井的原理及冻结法在国内应用概况，对冻结法凿井过程中常见的问题诸如水文观测孔阻塞、冻结孔偏斜、掘进段高的确定、冻结管断裂及冻结井外壁破裂等方面进行了探讨并提出了相應的解决办法。
标签：冻结；凿井；施工；问题一、冻结法凿井原理在开凿井筒前，将井筒周围含水层用人工制冷方法，冻结成封闭的圆筒形冻结壁，以抵抗地压并隔绝地下水与井筒的联系，在冻结壁的保护下进行掘砌作业的施工方法。
二、我国冻结法凿井技术应用概况我国冻结法凿井起源于开滦矿区。
1955年，我国从波兰引进冻结法凿井技术，首次应用于开滦林西风井，获得了成功。
1956年唐家庄风井，自己设计施工，用国产设备，采用冻结法凿井，又获得了成功。
这为我国特殊凿井施工方法的推广应用开辟了新的途径。
随后冻结法凿井技术在全国得到推广应用。
三、冻结法凿井常见问题1、水文观测孔堵塞在井筒开挖前要根据水文观察孔的水位变化情况确定冻结柱是否交圈、交圈是否良好。
当冻结圆柱交圈后，井筒周围便形成一个封闭的冻结圆筒，由于水变成冰后体积膨胀，水文观察孔内水位上升，以致溢出地面，水文观察孔溢水是冻结圆柱交圈的重要标志。
2、冻结孔偏斜冻结孔施工存在偏斜情况，为了达到预期的冻结效果就要对冻结孔偏斜率提出要求：位于冲积层的钻孔不宜大于0.3%，但相邻两个钻孔终孔的间距不得大于3m；位于分化带及含水基岩的钻孔，不宜大于0.5%，但相邻两个钻孔的终孔不得大于5m；对于径向偏斜，均控制在500～800mm范围内。
当相邻两个钻孔的偏斜值超过上述规定时，应补孔，防止冻结壁开窗，涌砂冒泥，造成淹井事故。
3、影响掘进段高的因素掘进段高是指掘进段未经支护的高度。
到目前为止，冻结井筒掘进段高计算理论不少，但还没有公认的可靠的计算方法。
主要原因是影响段高的因素甚多，理想模型不能真实描述复杂的现实施工情况。
目前只能采用工程类比法，按施工经验选取。
由于段高大小直接影响施工速度、施工安全、井壁质量及经济效果，所以，一直为人们所重视。
冻结法井筒掘进的施工问题分析及对策研究作者：冯卫军来源：《科技创新导报》2011年第22期摘要:冻结法因其具有的支护结构灵活、适应性强、可控性高、隔水性好等优点,广泛应用于不稳定表土层的井筒施工中,但随着掘进技术的不断发展和作业深度的不断增加冻结法施工的一些技术缺陷也逐渐暴露出来,给提高井筒建设质量带来了不少困难,必须应引起建设者们的高度重视。
本文分析了当前冻结法施工中较为常见问题,并针对其产生原因,提出相应的防治措施。
关键词:井筒施工冻结法施工问题对策中图分类号:TD265 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(a)-0072-011 冻结法在井筒掘进中的应用岩土工程冻结法通常是以氨为制冷工质,通过其气化过程吸收热量的物理现象实现冻结井筒周围含水松散、不稳定的冲积层及基岩含水层的目的,以形成达到工程安全标准的冻结壁,并在其临时保护作用下进行掘砌作业的施工方法,其关键工艺分为冻结孔设计及处理、冻结过程和掘砌作业等部分。
其中冻结过程的制冷系统由冷却水循环、氨循环以及盐水循环等三个系统构成,井筒开挖前首先在其周围钻若干冻结孔并在孔内安装冻结器。
使低温盐水在冻结器中流动,吸收其周围地层的热量,形成冻结圈并逐渐扩大连接成封闭不透水的冻结壁,用于抵抗地压、隔绝地下水。
并在冻结壁的保护下进行掘砌作业,待掘砌到预计的深度后,停止冻结,进行拔管和充填工作。
由于冻结法具有支护结构灵活、适应性强、可控性高、隔水性好等优点,因此广泛应用于不稳定表土层的井筒施工中,但随着掘进技术的不断发展和作业深度的不断增加,地下空间的不确定性也使该方法的技术缺陷逐渐暴露了出来。
技术人员和管理应在施工前对冻结法应用中可能产生的问题给予充分的重视,全面分析这些问题产生的原因及危害,并制定相应的预防和处理措施,保证施工的安全性与作业效率。
2 常见施工问题及原因分析冻结法作业中较常见的施工问题主要包括冻结壁变形、破裂,冻结管断裂,井壁接茬缝滴渗水以及工作面底鼓等现象。
浅谈冻结法与钻井法凿井论文导读：冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。
在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。
我国目前主要以冻结法和钻井法为主。
2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。
关键词：立井井筒，冻结法，钻井法，制冷设备，钻进设备1.冻结法与钻井法凿井介绍立井井筒工程是矿井建设的关键工程。
我国立井井筒的主要特点是井筒深度大、断面积大、表土层厚、水文地质条件复杂，导致其施工难度大、施工技术复杂、施工周期长。
立井井筒表土段施工方法是由表土层的地质及水文条件决定的。
立井井筒穿过的表土层，按其掘砌施工的难易程度分为稳定表土层和不稳定表土层。
在不稳定表土层中施工立井井筒，用普通的施工方法是不可以通过其表土层的，必须采用特殊的施工方法，如冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、和帷幕法等。
我国目前主要以冻结法和钻井法为主。
冻结法凿井就是在井筒掘进之前，在井筒周围钻冻结孔，用人工制冷的方法将井筒周围的不稳定表土层和风化岩层冻结成一个封闭的冻结圈。
以防止水或流砂涌入井筒抵抗地压，然后在冻结圈的保护下掘砌井筒。
待掘砌到预计的深度后，停止冻结，进行拔管和充填工作。
钻井法是用钻头刀具破碎岩石，用洗井液进行洗井排渣和护壁，直到将井筒钻到设计直径和深度后，进行支护的机械化凿井方法。
2主要施工设备工作原理分析2.1冻结法人工制冷设备冻结法凿井分为钻冻结孔、形成冻结壁和井筒掘砌三大工序。
首先在未开凿的井筒周围打一定数量的冻结孔，其深度穿过不稳定岩层进入稳定岩层，在孔内安装冻结器。
形成冻结壁是冻结法凿井的中心环节，是岩层冷冻的结果。
人工制冷是通过冻结站的氨循环系统、盐水循环系统、和冷却水循环系统来实现的。
通常使用氨作为制冷剂。
利用氨由液态变为气态吸热的原理达到制冷。
浅谈井筒管理存在的问题与解决措施井筒管理存在的主要问题之一是沟通不畅。
传统的井筒管理以层级体系为基础，每个层级的员工只能与同级或上级进行沟通，无法与其他部门或同级员工直接交流。
这种沟通方式在某种程度上限制了信息的流动和交换，导致信息延迟、误传或甚至丢失。
由于沟通受限，员工之间的合作和协作也受到了一定的制约，影响了工作效率和团队的凝聚力。
解决沟通不畅问题的关键在于打破层级体系带来的限制，建立一个开放和透明的沟通渠道。
组织可以通过定期召开跨部门的会议、组织项目组或工作小组等方式，促进不同部门和岗位之间的交流和协作。
组织还可以鼓励员工之间的交流，提供便捷的沟通工具，如企业微信、在线社交平台等，以促进信息的共享和流动。
另一个井筒管理存在的问题是信息不对称。
井筒管理中信息的流动主要依赖于上级向下层传递，而在这个过程中，信息是否被真实、完整地传递给员工，是一个难以保证的问题。
有时，上级可能会选择性地保留或过滤一部分信息，这样就会导致信息不对称的情况出现。
为解决信息不对称问题，组织可以通过建立透明和开放的信息共享机制来保证信息的及时和完整。
组织可以在内部建立一个知识库或信息平台，将相关信息进行分类整理，供员工自行查询和获取。
组织也可以通过定期举行员工大会或经常性的团队会议，由组织高层向全体员工传递重要信息，并开放问题解答的环节，以确保信息的全面和准确传递。
井筒管理还存在一些其他问题，如决策集中、创新受阻等。
由于井筒管理的特点，决策权往往集中在高层管理人员手中，导致部分员工缺乏主动性和创新意识。
而高层管理人员也容易陷入经验主义和保守的思维模式，阻碍了组织的创新和发展。
解决这些问题的关键是赋权和激励。
组织可以通过赋予员工一定的决策权和自主权，使员工更加有动力和创造力地投入工作。
组织可以通过设立创新奖励制度、鼓励员工提出改进意见等方式，激励员工参与创新活动，并营造一个鼓励创新的组织文化。
井筒冻结法施工的常见问题及防治措施
薛玉庭;李向阳;陈阳光
【期刊名称】《中国西部科技》
【年(卷),期】2009(008)010
【摘要】在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有大量的优点,主要包括:适应性强;支护结构灵活、易控制;隔水性好;对环境影响小等.[1]因此,冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用.我国煤矿于1955年在开滦林西风井首次使用冻结法凿井,此后,冻结法凿井技术逐渐推广.现在,我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一.但是井简在冻结法施工中,仍然存在很多的问题,这些问题必须引起我们的高度重视.本文主要介绍了冻结法施工的原理及其存在的主要问题,并提出了相关的防治措施.
【总页数】2页(P35-36)
【作者】薛玉庭;李向阳;陈阳光
【作者单位】中国矿业大学建筑工程学院,江苏,徐州,221116;中国矿业大学建筑工程学院,江苏,徐州,221116;中国矿业大学建筑工程学院,江苏,徐州,221116
【正文语种】中文
【中图分类】TU7
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1.立井井筒冻结法施工中预防冻结管断裂的措施 [J], 张亮;刘亚军
2.井筒冻结法井筒施工 [J], 陈自钊
3.深冻结井筒倒模法套内壁施工技术 [J], 黄跃东;何东春;邓洪义
4.煤矿井筒冻结法施工时冻结深度的确定 [J], 张炎
5.矿井井筒冻结法施工过程中的常见问题与处理 [J], 张星宇
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矿井冻结法施工常见事故分析及预防措施樊志霆【摘要】冻结法施工技术作为一种成熟的施工方法,被广泛应用于煤矿井巷工程建设中.由于冻结法施工通常都是在地下复杂土层地质条件下进行,所以在施工过程中会有许多威胁安全生产的隐患因素,如冻结钻孔施工的卡钻、埋钻,冻结管的断裂,冻结段施工过程透水淹井等.本文将针对煤矿井筒冻结法施工中常见的这三种事故进行分析,并对事故预防和冻结法施工安全管理提出相应的措施和建议.【期刊名称】《河北企业》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】2页(P153-154)【关键词】煤矿井巷工程;冻结法施工安全;预防事故措施【作者】樊志霆【作者单位】中煤邯郸特殊凿井有限公司【正文语种】中文【中图分类】TD265.3;TD771煤矿井筒等深井作业需要穿过特殊地层时，通常都采用冻结法施工。
冻结法施工技术作为一种成熟的施工方法，被广泛应用于矿山井巷工程中的立井、斜井、马头门等施工，并已用在城市地铁、桥涵、港口、大容积地下硐室以及深基础工程施工之中。
随着人工制冷技术的发展和制冷设备的持续更新换代，目前，冻结法施工技术立井最大冻结深度已达到977米，斜井冻结最长斜长已达1100余米。
由于冻结法施工通常都是在地下复杂土层地质条件下进行，所以在施工过程中会有许多威胁安全生产的隐患因素，如冻结钻孔施工的卡钻、埋钻，冻结管的断裂，冻结段施工过程透水淹井等。
如果对这些风险因素控制不当，安全管理不到位，很有可能发生塌孔、工作面底鼓、透水等问题，严重威胁安全施工。
针对这些安全隐患因素，必须根据施工特点，采取相应的安全管理措施，以确保施工过程的安全稳定。
一、矿井冻结法施工基本原理矿井冻结法施工是利用传统的氨循环制冷技术完成的。
在井筒开挖之前，在欲开挖周边的含水土层内进行钻孔并下放钢管，在钢管中导入可循环流动的盐水来吸收地热，在土层中的水被冷却至摄氏零度以下时开始结冰，而后逐渐冻结周边的地层而形成坚硬的冻土，隔绝地下水与井筒之间的联系，并起到抵抗地压、水压的作用，从而增强地层的稳定性和土体的可塑性。
寒冷地区矿井基建井筒结冰的危害与预防寒冷地区的矿井基建井筒结冰是一种常见的问题，它会给矿山生产带来很大的困扰和危害。
本文将详细介绍寒冷地区矿井基建井筒结冰的危害以及预防措施。
1. 阻碍运输：结冰的井筒会显著增加井筒的阻力，使得矿石的提取和运输变得困难。
冰层堵塞了矿石的流通通道，导致产品无法顺利出井，从而影响了矿山的生产效率。
2. 影响安全：结冰的井筒会增加井下工作人员的安全风险。
冰层的存在使得下井作业更加危险，容易导致事故的发生。
冰层还可能影响井下设备的正常运行，增加事故的概率和严重程度。
3. 损坏设备：冰层的存在会给井下设备带来严重的损坏。
在矿井基建中，冰层会覆盖在机械设备表面，使得机器无法正常运转。
冰层的存在还会导致设备的冷却不良，使得设备更容易磨损和损坏。
为了有效预防矿井基建井筒结冰，必须采取一系列措施来降低冰的形成和影响：1. 保持矿井的通风：矿井的通风是预防结冰的关键。
通过使用高效通风系统，保持矿井内空气流通，防止冷空气凝结成冰。
2. 提高井筒温度：通过增加井筒温度，可以有效减少冰的形成。
可以采用地热泵系统或其他加热设备，将热量输入井筒，提高井筒温度，避免冷空气凝结为冰。
3. 喷水降温：通过喷水的方式将井筒温度降低，避免冷空气凝结成冰。
喷水可以有效降低井筒温度，但需要注意控制喷水量和温度，避免过度降温。
4. 清理冰层：定期清理井筒内的冰层是预防结冰的重要措施。
可以使用机械设备或化学方法来清理冰层，保持井筒的畅通。
5. 加强设备维护：及时修复和保养井下设备，保持设备的正常运行。
定期检查设备是否存在冷却不良等问题，及时解决并预防设备的损坏。
需要注意的是，寒冷地区的矿井基建井筒结冰是一个系统工程问题，需要综合考虑温度、通风、水文等多个因素。
在预防和解决井筒结冰问题时，应综合运用以上措施，并根据实际情况进行调整和改进。
寒冷地区矿井基建井筒结冰对矿山生产带来了很大的困扰和危害，但通过采取一系列措施，可以有效预防和减少结冰的发生。
寒冷地区矿井基建井筒结冰的危害与预防寒冷地区的矿井基建井筒结冰是矿井生产中常见的问题，它不仅直接影响了矿井的正常生产运行，还带来了一系列的安全隐患。
本文将从危害和预防两个方面进行详细的介绍。
一、结冰的危害1. 生产运行受阻：井筒结冰会导致井口冻结，使井筒口积雪增厚，井口设备结冰，严重影响矿井的生产运行。
特别是结冰现象严重时，会使井口设备运转困难，甚至无法正常进行生产。
2. 安全隐患增加：结冰现象会增加井筒设备故障的发生率，例如钻杆卡住、提升装置异常等，这些故障一旦发生，会给矿工的生命财产安全带来巨大的威胁。
3. 设备损坏：结冰不仅会增加矿井设备的负荷，还会导致设备的损坏。
例如冰冻的铁链、钢丝绳等经受不住冰冻的压力，容易断裂。
4. 矿石开采受限：结冰还会导致矿石的开采受限，难以成功地将矿石运送到地面。
这不仅会造成矿石的堆积，而且还会导致矿石开采的延误，进一步影响矿井的生产进度。
二、结冰的预防1. 系统加温：对于井筒中的设备和管道，可以采取注水或导热方式进行加温，保持设备和管道的温度在一定的范围内，防止结冰现象的发生。
2. 排除积雪：定期对井口、井口周围的积雪进行清除。
积雪的融化过程中会产生大量的水蒸气，增加井筒结冰的几率，因此及时清除积雪十分重要。
3. 防止水源结冰：井下的水源容易结冰，可以通过加温、保温等措施来防止水源结冰。
井下水的流动也能减少结冰的可能性，因此可以考虑对水的流动进行控制。
4. 设备保养：定期检查和维护井下设备，及时排除故障和隐患，确保设备的正常运行。
特别是针对容易受冻的设备，要加强保养工作，及时清理和加温。
5. 引入热风：可以在井口附近引入热风，通过对空气加热的方式来防止结冰现象的发生。
可以使用热风枪或加热设备，将热风引入井口周围空气中，提高空气温度。
寒冷地区矿井基建井筒结冰的危害是无法忽视的，预防结冰的措施是必不可少的。
通过加温、排除积雪、防止水源结冰、设备保养和引入热风等方法，可以有效地预防矿井基建井筒结冰的发生，保障矿井的正常生产运行。
井筒冻结法施工的常见问题及防治措施摘要：冻结法在井筒不稳定表土层的施工中得到了广泛的应用，同时，随着社会经济的不断发展，人口的不断增长和空间的相对缩小，开发地下空间己经成为人类扩大生存空间的重要手段和发展趋势，目前，在其他地下工程的施工中，冻结法也得到了大量的使用。
但随着掘进技术的不断发展和作业深度的不断增加冻结法施工的一些技术缺陷也逐渐暴露出来,给提高井筒建设质量带来了不少困难,必须应引起建设者们的高度重视。
本文分析了当前冻结法施工中较为常见问题,并针对其产生原因,提出相应的防治措施。
关键词：井筒冻结法；常见问题；防治措施由于我国地层条件比较复杂，在一些地区井筒建设无法采用普通凿井法凿井，需要采用冻结法、沉降法和盾构法等特殊凿井技术进行建设；当建设井筒地层为不稳定厚表土层时，采用的施工方法主要以冻结法为主；并且煤矿向深部开采延伸，其井筒往往要穿过特殊地层，如过含水丰富或碎破的基岩，都要采用冻结法施工；因此，冻结法施工是广泛采用行之有效的技术方法之一。
以某矿为例，在建井时期，由于井检孔资料涌水量情况测定不准确，井筒下部涌水量较小，故上部井筒施工采用冻结法，下部采用普通法凿井，当井筒掘砌至下部时，井下涌水量较大，无法继续进行掘砌，只能再次使用冻结法冻结，随后进行施工。
1、井筒冻结法的概述所谓的冻结法是指在地下工程施工之前，采用人工技术制冷，将地下工程周围的含水或者含有松散碎石岩层冻结，形成冻土结构物、冻结壁，用来承受来自地层中压力和隔绝砂子和地下水涌入，然后在形成冻土结构中进行开挖、支护的特殊施工方法称为人工冻结法（简称冻结法）。
一般岩土工程冻结法通常是以氨为制冷工质,通过其气化过程吸收热量的物理现象实现冻结井筒周围含水松散、不稳定的冲积层及基岩含水层的目的,以形成达到工程安全标准的冻结壁,并在其临时保护作用下进行掘砌作业的施工方法,其关键工艺分为冻结孔设计及处理、冻结过程和掘砌作业等部分。
由于冻结法具有支护结构灵活、适应性强、可控性高、隔水性好等优点,因此广泛应用于不稳定表土层的井筒施工中,但随着掘进技术的不断发展和作业深度的不断增加,地下空间的不确定性也使该方法的技术缺陷逐渐暴露了出来。
淮南新建矿井井筒冻结工程常见问题浅析
发表时间：2009-12-07T10:03:28.390Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年11月上旬刊供稿作者：孔伟杰陈清敏李俊华[导读] 井筒冻结深度。
指井筒主冻结孔的深度，若主冻结孔采用差异冻结方案，则指深孔的冻结深度孔伟杰陈清敏李俊华 (河南郑煤矿业建设有限责任公司)
摘要：对冻结施工过程中容易出现问题的施工工序予以说明，以便对井筒冻结施工中的细节加强管理，提高井筒冻结施工质量。
关键词：井筒冻结施工技术现场管理
1 井筒冻结方案的审查应当注意的问题
1.1 井筒冻结深度。
指井筒主冻结孔的深度，若主冻结孔采用差异冻结方案，则指深孔的冻结深度。
合理确定井筒冻结深度，关系到井筒冻结段的施工安全和基岩段施工的连续性，因此在井筒冻结方案中应认真审核井筒冻结深度。
冻结深度主要根据井筒含水层、岩性、渗透系数等地质与水文资料确定，《矿山井巷工程施工及验收规范》规定：井筒的冻结深度，必须深入不透水的稳定岩层10m以上。
当基岩下部30m左右仍有含水层时，应延伸冻结深度。
淮南新建矿井冻结一般穿过基岩风化带，有的井筒穿过基岩段第一含水层，后者较前者好些，具体情况在表一中予以说明。
1.2 冻结机组制冷能力的复核。
为了实现快速冻结，快速交圈的目标，必须确保冻结机组制冷能力满足井筒冻结的实际需要。
由于井筒需冷量计算，在选定相关参数时，受经验数据的局限性和各参数选定误差及人为因素的影响和对施工环境气候条件的忽视，井筒需冷量计算结果偏小，导致冻结站实际装机能力不足。
因此，冻结站装机容量应按照井筒实际需冷量的3.5~4.0倍配备冻结制冷机组，设备选型应优先选用安全高效的螺杆机组。
下面以表二中朱集矸石井与谢桥箕斗井井筒冻结实例予以说明： 1.3 积极冻结期盐水温度。
为实现快速冻结交圈目的，应在经济实用和安全可靠的基础上尽可能降低盐水温度，一般在积极冻结期，盐水温度应尽快降至-32℃以下，强化冻结期盐水温度可保持在-32~-34℃之间，根据井筒冻结深度可作相应调整 1.4 水文孔位置的确定。
通过观测水文孔含水层的水位变化，可直观了解井筒不同深度冻结壁交圈时间，以便确定井筒开挖时间。
因此在井筒冻结段合适的含水层合理布置水文孔的位置，就显得至关重要。
表土段水文孔孔深应进入冲积层中最下部的含水层，布置在距井筒中心1m远的位置，以不影响井筒提升和测量为宜。
水文观测孔报导方式一般有单孔单层报导和单管分层报导各含水层情况两种。
在淮南矿区冲积层一般有3~4含水层，水文观测孔正常布置2个，报导2~3个主要含水层。
1.5 深厚膨胀粘土施工段高与井帮暴露时间的确定。
根据淮南矿区新井建设井筒冻结施工经验，认为段高不超过
2.5m，井帮暴露时间不超过20h，施工是安全的。
谢桥矿以前施工副井及矸石井在过239~300m之间的厚粘土层时发生多根冻结管断裂淹井事故，且该地区深厚粘土层位移量明显，建议在此地区段高宜控制在2m以内，井帮暴露时间不超过16h，同时保证井帮温度保持在低于-3℃。
2 冻结造孔施工应当注意的问题
2.1 钻场基础必须保证有足够的承载能力和平整度，以保证钻孔正常施工钻孔的竖直度和方便平移钻机。
一般钻场基础厚度在700mm 左右（三七灰土厚度300m，砼基础厚400mm，砼强度不宜小于C20）。
谢桥矿二副井冻结钻场基础回填不实，打钻时，砼基础不均匀沉降，影响冻结孔的偏斜，造成冻结管不能下放到设计位置。
2.2 冻结孔深度的检查，在终孔测斜时，由于陀螺一般放置在距离孔底5~7m的位置，因此，终孔测斜应和钻具丈量记录结合起来检查冻结孔深度。
2.3 冻结管配管总量的复核、下管实际深度的确认、冻结孔测斜、冻结管焊接质量与打压，在施工中都应予以重视，本文在此不再赘述。
3 冻结制冷施工过程中应注意的问题
3.1 溶化氯化钙必须搅拌均匀，可根据盐水温度确定盐水浓度，预防临时停电，防止氯化钙溶液出现析冰、析盐现象。
3.2 冷却水水源井位置在冻结法施工中至关重要，水源井位置选择不当，将直接影响到冻结效果。
因此，为避免人为加大地下水流通，影响冻结壁交圈，水源井应布置在冻结井筒在其降水漏斗影响范围以外、地下水水流的上游，距离冻结井筒300m以上，二水源井间距应大于150m。
对矿井附近500m以内的其它水源井也应派人调查登记，监测其水位变化及冻结井筒水文孔水位变化，分析二者是否有联系，以免影响井筒冻结交圈。
3.3 地沟槽施工：冻结单位在确定地沟槽施工时，应与掘砌单位协商确定地沟槽建筑结构形式，以满足后期井筒掘砌岀矸和通风的需要。
地沟槽地面应做防水处理，避免地表水流入地沟槽渗入井筒；作好流水坡度和泵窝，以便沟槽积水能够排净。
3.4 厚粘土施工：为保证井筒掘砌施工能安全通过深厚粘土层，特别是膨胀粘土层，井筒冻结单位应加强冻结运行系统管理，预防断管事故的发生，盐水温度与盐水流量必须满足井筒安全施工的需要，确保井帮温度在-3~-5℃，控制井帮位移量。
在过深厚膨胀粘土层时，冻结单位应加强冻土入荒、井帮位移量及工作面底鼓进测量。
