我国西部白垩系地层中的煤矿立井建设中,因地层间通常缺少稳定的隔水层，且各地层间存在水力联系，多采用全深冻结的模式，导致在制冷装机容量过大，消耗电能过多。加之地层间冻结壁扩展速度的差异性，往往出现局部地层交圈困难，造成工程延期。单纯依靠提高冻结管内盐水流速、降低盐水温度、延长冻结时间的经验做法，往往难以奏效，已造成多起冻结失效事故。针对该难题，本项目从强化冻结器吸热能力和地层间冷量调控的角度入手，根据场协同理论，采用改变冻结器内盐水流态办法，研究盐水和冻结管间的对流换热强化机理，研发新型冻结器。通过实验和理论分析，探索冻结管吸热能力与周围冻土温度场变化之间的作用规律，揭示冻结管与土体间的传热机理，为制定优化冻结方案提供理论依据。通过调节不同深度冻结管的吸热能力,实现冷量在不同深度和不同地层中的优化分配，达到既节能降耗，又缩短冻时间的目的，为解决白垩系地层冻结难题提供理论及技术支持。
2014-01