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压强度13.57～14.68MPa，含水率1.17～1.19%。按围岩稳定性划分标准为弱稳定岩层。
4) 直罗砂岩岩组：上部砂质泥岩，夹中细粒砂岩；下部以粗粒砂岩为主，夹薄层粉砂岩。天然容重2.30～2.38g/cm3，孔隙率9.28～9.74%，饱和单轴抗压强度小于8.90～13.67MPa，粘聚力1.68～0.95MPa，含水率0.86～1.23%，内摩擦角36.45～37.44°，软化系数0.69～0.72。按围岩稳定性划分标准为弱～不稳定岩层。
5) 延安组砂质泥岩岩组：由泥岩、砂质泥岩与厚层状中、粗粒砂岩组成，天然容重2.30～2.37 g/cm3，饱和抗压强度18.83～19.83MPa，内摩擦角38.41～38.5°，泊松比0.19，含水率1.10～1.18%，软化系数0.72～0.73。各岩组为层状结构，层里面明显，砂岩强度及水稳定性较好，泥岩及砂质泥岩易软化。由于岩石组合不同，岩组工程地质变化较大，按围岩稳定性划分标准为属不稳定~中等稳定岩层。
6) 煤岩组：据本次煤层的物理力学实验资料，煤层饱和抗压强度6.50～11.20MPa，平均7.93MPa；孔隙率10.12%，含水率3.60%，软化系数0.68，内聚力0.97MPa，内摩擦角36.05°，泊松比0.21，按围岩稳定性划分标准为属若稳定岩组。
7) 富县泥岩岩组：主要由泥岩组成，块状、易碎。天然容重2.30 g/cm3，孔隙率8.78%，含水率1.05%，饱和抗压强度21.75MPa，内聚力2.23MPa，内摩擦角39.05°，泊松比0.19，按围岩稳定性划分标准为属弱～中等稳定岩层。
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第二章 工程施工技术方案
1 设计要点
针对井筒特征，冻结方案以“安全第一、防断管、少挖冻土、确保按期完成”为原则，确保井筒施工安全为目的，方案设计要点如下：
(1) 采取主冻结孔加辅助冻结孔的冻结方式，其中主冻结孔采用一次冻全深的冻结施工方案。
(2) 采用信息化施工，实时监测冻结壁的发展情况，确保施工安全。 (3) 为了掌握冻结壁温度场及其变化规律，应用OC-1010型计算机测温系统。
(4) 根据温度应力场对基岩含水层进行验算，以保证掘进施工的安全。 2 冻结方式
根据回风立井井筒掘砌速度100m/月的施工要求，为了保证冻结壁的有效厚度，实现井筒尽快开挖。经过对冻结壁形成及井筒掘进速度情况进行动态分析，以井筒掘至各水平时，冻结壁能够保证连续安全掘砌施工为原则，采取主冻结孔加辅助冻结孔的冻结方案。 3 冻结深度的确定
依据招标文件中确定回风立井冻结深度为472m，终止在粗砾岩中。冻结孔深度确定如下：
主冻结孔采取一次冻全深的冻结方式，冻结深度为472m；辅助孔冻结深度为250m。
4 冻结技术参数的确定
根据井筒工程地质条件，冻结参数确定如下：
(1) 积极冻结期盐水温度为-30～-32℃，维护冻结期盐水温度为-24～-26℃，盐水比重取1.27。
(2) 冻结壁厚度
根据小庄矿井基岩段地层的水文工程地质条件，设计中搜集了我单位在
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陕西胡家河煤矿风井、内蒙虎豹湾主井等类似地质条件下的冻结施工经验，冻结壁计算采用有限段高公式E?2-1。
表2-1 冻结壁计算参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
3?1????P?h?k?计算，计算参数及结果见表
参数名称 控制层底板埋深 地压值 冻结壁平均温度 冻土极限抗压强度 冻土允许抗压强度 安全系数 安全掘进段高 冻结壁计算厚度 单 位 m Mpa ℃ Mpa Mpa m m 参 数 245.98 3.19 -10 5.4 2.75 2 2.2 4.51 由于回风立井冻结的主要地层为第四系和第三系粘土层及下部白垩系地层，根据计算结果和类似地质条件井筒冻结施工经验，确定冻结壁厚度为4.6m。 5 钻孔布置设计
钻孔布置参数见表2-2及钻孔平面布置图及剖面图。
表2-2 钻孔布置参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项 目 主 孔 辅助孔 主 孔 冻结孔数 辅助孔 主 孔 冻结孔 开孔间距 辅助孔 主 孔 冻结孔 深度 辅助孔 冻结孔工程量 测 温 孔 水 文 孔 钻孔工程量 冻结孔 布孔圈径 9
单 位 m m 个 个 m m m m m 个/m 个/m ｍ 参 数 16.3 12.4 38 16 1.346(弦长) 2.419(弦长) 472 250 21936 2/472 1/250 1/250 23380 中煤第一建设公司特殊凿井处
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