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四川高县庆符镇片区地源热泵热响应试验研究

安徽建筑 2023年第8期30卷 61-63页

作者：亓燕秋中煤特殊凿井有限责任公司安徽合肥230001 安徽省特殊凿井工程技术研究中心安徽合肥230001

浅层地温能是埋藏在浅层地下水及地下岩土中的可再生能源,目前浅层地温能开发利用的技术成熟,具有某种程度上的可储存性及再生性,还具有节能、环保、经济等诸多优点。四川高县庆符镇暂无地源热泵应用案例,该项目地源热泵响应试验数据填... 详细信息

浅层地温能是埋藏在浅层地下水及地下岩土中的可再生能源,目前浅层地温能开发利用的技术成熟,具有某种程度上的可储存性及再生性,还具有节能、环保、经济等诸多优点。四川高县庆符镇暂无地源热泵应用案例,该项目地源热泵响应试验数据填补了四川高县庆符镇片区地源热泵热响应测试数据的空白。若该项目实施结果能达到预期效果,将为进一步推动地源热泵技术在四川宜宾乃至整个西南地区的应用,具有重要的经济效益和社会效益。地源热泵技术的推广对实现“双碳”目标具有积极的意义。

关键词：地源热泵热响应试验单U管双U管

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盾构隧道联络通道深冷冻结技术可行性研究

资源信息与工程 2023年第1期38卷 85-88页

盾构隧道联络通道常采用-30℃盐水水平冻结矿山暗挖法施工技术,液氮冻结技术因液氮的漏气窒息特性不太适用于隧道内联络通道深冷冻结。为了提高冻土发展速度、增加单排孔冻结帷幕厚度并解决地层含盐量高、冰点低等问题,本文提出了一种... 详细信息

盾构隧道联络通道常采用-30℃盐水水平冻结矿山暗挖法施工技术,液氮冻结技术因液氮的漏气窒息特性不太适用于隧道内联络通道深冷冻结。为了提高冻土发展速度、增加单排孔冻结帷幕厚度并解决地层含盐量高、冰点低等问题,本文提出了一种新的联络通道深冷冻结技术方案:在已有的制冷设备能够把载冷剂制冷至-40~-60℃的基础上,采用一种新的载冷剂冰河冷媒替代传统的氯化钙水溶液作为载冷剂,选择一种适用于-70℃以上的09MnDG管材替代适用于-45℃以上的20#低碳钢管材作为冻结器的材料。通过在-45~-50℃供冷条件下理论分析冻土发展速度和发展半径,能够缩短联络通道积极冻结期和增大单排孔冻结帷幕厚度,且适用于含盐量高的地层。

关键词：盾构隧道联络通道深冷冻结冻结帷幕冰河冷媒

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冻结红层力学特性试验及冻结方案优化研究

冻结红层力学特性试验及冻结方案优化研究

作者：亓燕秋安徽理工大学

学位级别：硕士

本文采用室内冻结红层单轴强度试验、单轴蠕变试验、三轴剪切强度试验、有限元数值分析等相结合的方法,研究我国红层人工冻结软岩热物理参数、冻结红层力学特性及冻结壁设计。获得如下主要研究成果：通过红层热物理参数试验研究获得冻... 详细信息

本文采用室内冻结红层单轴强度试验、单轴蠕变试验、三轴剪切强度试验、有限元数值分析等相结合的方法,研究我国红层人工冻结软岩热物理参数、冻结红层力学特性及冻结壁设计。获得如下主要研究成果：通过红层热物理参数试验研究获得冻结红层地层岩石导热系数位于2.368～2.664Kcal/mh℃之间;冻结红层湿比热介于0.908～1.149J·g-1·K-1之间;红层冻结温度在-2.7～-3.8℃之间,比表土段黏土的大0.7～2.3℃。冻结表土的单轴抗压强度随温度降低增加明显,并近乎呈线性规律增长;冻结红层岩石受冻结温度影响较小,负温条件下岩样较之常温下强度有不同程度提高,线性关系不好;单轴瞬时强度以及弹性模量：-5℃到-10℃增长较其它温度段的大;室温下红层有类似软岩的力学性质。应力水平较低条件下(0.2σx、0.3σx和0.5σs)冻结红层蠕变上属于稳定性蠕变,只发生蠕变的第一和第二阶段;当应力水平较高时(0.7σx)红层发生非稳定性蠕变变形阶段;冻结红层地层是典型的黏弹塑性岩土材料。冻结红层三轴剪切试验结果表明：红层岩样的破坏准则服从修进的的德鲁克—普拉格准则。红层三轴偏应力强度值随围压的增大,呈增大趋势,内摩擦角位于2.31-5.52度之间,黏聚力介于10.14～11.16MPa之间。采用黏弹塑性本构模型和修进的德鲁克-普拉格准则经简化后进行理论推导了红层冻结壁应力场和位移场。通过红层冻结壁温度场有限元数值模拟和优化设计,获得冻结温度场发展变化规律,冻结管单圈孔插花布置方案最合理,冻结红层65天交圈,开挖至相应的深度红层冻结壁厚度能够达到设计要求。本文研究成果是红层地层人工冻软岩冻结壁热力学计算的基础,为冻结温度场分析与工程预测提供科学指导,对推动我国冻结法凿井理论与技术进步具有重大意义。

关键词：深埋红层冻结破坏准则温度场物理力学性能防水

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钻井井壁冬季预制施工混凝土配制及养护技术

建井技术 2023年第3期44卷 45-50页

作者：王宗金王晨亓燕秋刘伟军中煤特殊凿井集团有限责任公司安徽合肥230001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013

随着我国煤炭产业重心西移,内蒙古、陕西、宁夏等地还需开展煤矿新井建设,这些新建矿井的井筒大多需要穿越深厚的白垩系、侏罗系岩层,需采用特殊法凿井。钻井法凿井具有作业环境好、机械化程度高、施工本质安全等优点,是今后深立井凿井... 详细信息

随着我国煤炭产业重心西移,内蒙古、陕西、宁夏等地还需开展煤矿新井建设,这些新建矿井的井筒大多需要穿越深厚的白垩系、侏罗系岩层,需采用特殊法凿井。钻井法凿井具有作业环境好、机械化程度高、施工本质安全等优点,是今后深立井凿井的发展方向。但西北地区冬季气候干燥寒冷并伴有大风,在如此严寒的冬季如何确保钻井井壁施工质量,已成为施工中亟待解决的技术难题。为此,开展了严寒地区钻井井壁冬季预制施工混凝土配制及养护技术研究。首先,根据中东部地区钻井法凿井工程经验和西北地区冬季条件,提出严寒地区预制钻井井壁混凝土配制原则;然后,通过大量的正交配制试验,获得符合设计要求的钻井井壁高强高性能混凝土,从源头上保证了混凝土水化热的降低;最后,提出钻井井壁冬季预制施工应采用的技术措施有:对混凝土各种原材料进行预加热,混凝土在搅拌及运输过程中都需做好保温措施,并在施工现场搭建蒸汽保温养护棚,确保井壁养护条件,避免井壁产生裂纹。

关键词：西北地区钻井井壁预制施工混凝土配制养护条件

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冻结封水箍在富水砂层斜井冻结中的应用

建井技术 2023年第4期44卷 36-40页

作者：陈晓峰王宗金亓燕秋徐林中煤特殊凿井有限责任公司安徽合肥230001 中煤矿山建设有限责任公司安徽合肥230001 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013 安徽省特殊凿井工程技术研究中心安徽合肥230001

目前矿山斜井冻结技术广泛应用于西北地区,但是在斜坡道井筒开拓施工中,存在地表水沿着已成型井筒外侧流至施工迎头,影响井筒正常掘进的难题。为减小或避免井筒迎头面、底板、侧板等位置的地下水影响,提出在冻结斜井中增设封水箍,在不... 详细信息

目前矿山斜井冻结技术广泛应用于西北地区,但是在斜坡道井筒开拓施工中,存在地表水沿着已成型井筒外侧流至施工迎头,影响井筒正常掘进的难题。为减小或避免井筒迎头面、底板、侧板等位置的地下水影响,提出在冻结斜井中增设封水箍,在不同开挖区间分别增设明挖段、明转暗段及暗洞段止水箍,可阻断底板、侧帮的地下水流对井筒施工的不利影响。通过实际应用案例证明了该工艺方法的可行性与科学性,表明封水箍工艺技术可用于解决富水砂层井筒渗流难题。

关键词：斜井冻结冻结封水箍富水砂层井筒外渗流

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深厚下第三系红层的冻结设计

中国煤炭 2011年第11期37卷 41-43,74页

作者：亓燕秋王继献安徽理工大学土木建筑学院安徽省淮南市232001 中煤矿山建设集团有限责任公司安徽省合肥市230000

进行了下第三系红层低温下物理力学性能试验,并将试验结果与第四系表土地层试验结果进行比较。通过对红层控制层位的冻结壁外荷载、厚度、平均温度的计算,同时根据两淮地区成功井筒冻结的设计和施工经验,提出深厚红层冻结设计方案与一... 详细信息

进行了下第三系红层低温下物理力学性能试验,并将试验结果与第四系表土地层试验结果进行比较。通过对红层控制层位的冻结壁外荷载、厚度、平均温度的计算,同时根据两淮地区成功井筒冻结的设计和施工经验,提出深厚红层冻结设计方案与一些合理建议。

关键词：红层冻结壁冻结方案物理力学性能试验防水

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西部地区钻井法凿井壁后充填模拟试验研究

安徽理工大学学报:自然科学版 2023年第4期43卷 26-33页

作者：姚直书乔帅星王瑞方玉王宗金亓燕秋安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤特殊凿井集团有限责任公司总工程师办公室安徽合肥230001

针对西部富水弱胶结地层中深立井钻井井筒壁后充填技术难题,开展了壁后充填模拟试验,对充填效果、充填层抗压强度和抗渗性能进行了分析。以可可盖煤矿中央回风立井钻井井筒为工程原型,基于相似理论原理构建了变态模拟试验系统,采用高性... 详细信息

针对西部富水弱胶结地层中深立井钻井井筒壁后充填技术难题,开展了壁后充填模拟试验,对充填效果、充填层抗压强度和抗渗性能进行了分析。以可可盖煤矿中央回风立井钻井井筒为工程原型,基于相似理论原理构建了变态模拟试验系统,采用高性能微膨胀充填材料进行了钻井井筒壁后充填模拟试验。研究结果表明,高性能微膨胀充填材料整体置换护壁泥浆效果好,模拟试验各段置换率均达到97%以上,平均置换率为99.0%;充填层固结体3d抗压强度大于10MPa,28d抗压强度大于30MPa,其强度高、充填固井效果好;在流固耦合作用下,高性能微膨胀充填材料相较于传统水泥浆充填材料有更高的抗压强度和更好的抗渗性能,适宜作为深立井钻井井筒壁后充填材料。但模拟试验也发现,在模型最下部出现少量泥浆沉淀,该段置换效果相对较差。在实际工程充填前,调整泥浆参数、优化泥浆性能可以减少泥浆沉淀,提高工程充填效果。

关键词：西部深立井钻井井筒壁后充填模拟试验充填效果

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负温条件下红层物理力学性能试验研究

中国煤炭 2011年第7期37卷 41-44页

作者：陈飞敏陈军浩亓燕秋安徽理工大学土木建筑学院安徽省淮南市232001

在负温条件下,对红层与粘土地层试样进行物理力学性能试验,结果表明,红层地层冻结温度较低、导热系数大、冻胀率小,得出冻结红层单轴抗压强度与弹性模量变化特征,以及与冻结粘土的不同点,为红层地层冻结法设计与施工提供依据。

关键词：红层冻结物理性能力学性能应力-应变关系

泊江海孜矿白垩系、侏罗系地层冻结岩石物理力学性能试验研究

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中国煤炭 2015年第10期41卷 56-59,86页

作者：亓燕秋王宗金陈军浩中煤特殊凿井有限责任公司安徽省合肥市230001 福建工程学院福建省福州市350118

进行了泊江海孜矿白垩系、侏罗系地层的冻结岩土物理力学性能试验,并与两淮地区冻结岩土数据及相关材料试验数据进行横向比较,得出了泊江海孜矿白垩系、侏罗系地层的冻结岩土工程参数特性。对今后在白垩系、侏罗系地层冻结法凿井的设计... 详细信息

进行了泊江海孜矿白垩系、侏罗系地层的冻结岩土物理力学性能试验,并与两淮地区冻结岩土数据及相关材料试验数据进行横向比较,得出了泊江海孜矿白垩系、侏罗系地层的冻结岩土工程参数特性。对今后在白垩系、侏罗系地层冻结法凿井的设计及施工有着较为重要的参考价值。

关键词：白垩系侏罗系冻结岩石物理力学性能泊江海孜矿