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冻结法凿井中局部冻结技术对已成井壁保护的温度场分析
学兔兔
2012年第2期 煤 炭 工 程
冻结法凿井中局部冻结技术对
已成井壁保护的温度场分析
李 林 ，徐兵壮 ，赵根全 ，李长忠
(1．煤炭科学研究总院，北京 100013；2．中国国电集团公司，北京 100034)
摘 要：甘肃陇东地区正宁县第一矿区副立井采用普通凿井法掘砌至472m处因涌水无法继
续施工，采用冻结法补充施工，考虑冻结法可能对已成井壁结构的影响，在冻结孔内侧布设一圈
温控孔。文章针对472m范围内冻结温度场，选取典型层位建立二维模型进行数值模拟，计算分
析当前温控孔布设形式及相关参数选取的合理性，并依据该分析进行实际布设，为工程设计和实
施提供理论参考。
关键词：冻结法；已成井壁；温度场；数值模拟
中图分类号：TD265．3 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2012)02_0O27_03
甘肃陇东地区正宁县第一矿区副井为立井，采用普通 沉积岩层。根据井筒井检孔揭露情况，地层自上而下为：
凿井法掘砌至472m处因涌水无法继续施工，采用冻结法补 第四系黄土层、白垩系、侏罗系、三叠系，详细情况见表
充施工。井筒净径为9in，开挖荒径为10．4～13．4m。因上 1。含水层类型分为黄土层潜水及基岩孔隙、裂隙承压含水
部472m井简已经施工完成，需要对成形井壁(即472m以 层两大类，总体分为三个含水层。黄土层孔隙潜水含水层：
上的井壁结构)采取保护措施，以防止冻结过程中低温盐水 属水文地质条件划分简单类型；下白垩统志丹群孔隙、裂
流经成形井壁所处地层时因冷冻造成内部已成井壁冻害。 隙承压含水层：属中等富水性含水层；侏罗系、三叠系孔
隙、裂隙复合承压含水层：属极弱富水性含水层。井筒检
1 井壁冻害保护方案设计
查孔对各含水层做了抽水试验，白垩系地层是主要含水层，
1)地层岩性及富水情况。井筒围岩为松散岩与碎屑岩 属中等富水性含水层。
表1 472m深度范围内地层分布情况
层号 深度／m 厚度／m 地层 层号 深度／m 厚度／m 地层
1 214．6 214．6 黄土夹古土 15 352．5 13．34 砂质泥岩
2 217．11 2．51 细砂岩 16 358．1 5．60 粉砂岩
3 237．45 20．34 砂质泥岩 17 365 6．90 砂质泥岩
4 244．96 7．51 粉砂岩 18 373．1 8．10 粉砂岩
5 257．6 12．64 砂质泥岩 19 384．45 l1．35 细砂岩
6 262．61 5．01 粉砂岩 20 390．92 6．47 粉砂岩
7 267．64 5．O3 砂质泥岩 21 403．5 12．58 细砂岩
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