我国最深的深厚表土冻结井筒通过关键地层

日前，国投新集杨村煤矿风井掘进至600米，安全通过了深厚表土层中的粘土冻结段。冻结施工由中煤矿建淮南工程处负责。井筒冻结深度800米，是国内最深的深厚表土冻结井筒。按照地质构造井筒划分为上部538米表土段和下部262米粉砂岩及泥岩段。538米的表土层又细分为352.1米砂层和186.8米的粘土层。其中，粘土层单层厚度在10米以上的有5层，在410.4米～446.9米有一段36.5米的特厚粘土层，它被称为“关键地层的关键地段”。

据介绍，在两淮地区的矿井冻结施工中，粘土是一块难啃的“硬骨头”。下放冻结管的打钻过程，易出现遇水膨胀，导致缩径、塌孔的难题，冻结施工时土层结冰膨胀产生压力会使冻结管受力扭曲变形，甚至断管。据统计在两淮地区400米的深井表土冻结中，“断管”事故无一幸免。而杨村风井深厚粘土层还面临含水率低、膨胀性大、冻土蠕变量大、冻结应力不均匀等难题。

为此，中煤矿建淮南工程处谋划在前，首先在施工方案中，设计了更安全更稳妥的“防片孔、内排孔、中排孔、外排孔”四排孔冻结方案。其次施工中采用了冷媒剂低温盐水的流量合理分配技术、高效集成式制冷技术，并通过信息化施工监测技术进行过程控制，及时掌握制冷设备运转和井筒冻结情况。在井筒掘进至227米时，又邀请安徽理工大学地下结构所的地质专家召开技术研讨会，最终确定了强化冻结、缩小掘砌段高和空帮时间、加强冻结监测与预测分析、开展深厚粘土层物理力学性能试验等方案，最终攻克了“粘土层不易冻结”的特殊难题。

据介绍，该井筒施工，打破了常规的冻结施工理念，有效释放冻胀力，合理解决冻、掘关系，实现了安全、优质、快速施工。继续推进和完善了的我国超深厚表土矿井冻结技术及施工工艺。