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本文采用室内冻结白垩系地层单轴蠕变试验研究我国白垩系地层人工冻结软岩热物理参数、冻结软岩力学特性及冻结壁设计。研究成果是白垩系地层人工冻软岩冻结壁力学计算的基础,为冻结壁稳定性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。
【中文摘要】该项研究以岩相古地理学、地球化学、水文地质学等理论为指导，在收集分析前人有关鄂尔多斯盆地白垩系区域地质、沉积地质、水地质文等方面资料成果的基础上，开展区内白垩系典型露头剖面、主要水文钻孔的沉积地质和水文地质调查；采集样品进行岩石化学、常微量化学元素、碳氧锶等同位素、成岩矿物、成岩包裹体以及地下水水化学、环境同位素等测试；在前期岩相古地理工作基础上，揭示白垩系岩石化学组成、岩石易溶盐含量及其区域分布规律，分析白垩系深层地下水循环交替条件的区域分布特征；运用水-岩作用理论和反向水文地球化学模拟技术，分析白垩深层水-岩之间发生的化学成分交换类型和强度；进而结合白垩系地下水水化学、同位素等测试资料数据，从背景条件和水-岩演化的角度揭示岩相古地理对白垩系深层地下水水质形成和分布的影响关系，促进查明白垩系深层地下水水质区域分布变化规律，为鄂尔多斯盆地白垩系深层地下水资源评价及开发利用提供科学依据。
2009-01