ICS 73. 100. 10 NB D 97 备案号：65926—2019 中华人民共和国能源行业标准 NB/T10053—2018 煤矿斜井冻结施工技术规范 Coal mine technical specification for inclined shaft sinking byfreezingmethod 2018-10-29发布 2019-03-01实施 国家能源局 发布 NB/T10053—2018 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 2 3 术语与定义 4 工程勘探及基础资料 斜井冻结井壁设计 6 斜井冻结设计 7 钻孔施工与冻结器安装 8 冻结站安装与运转 9 冻结过程检测与判断 10 10 冻结段的掘砌施工 11 事故防治与应急预案 12 12 冻结工程收尾工作 13 NB/T10053—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：北京中煤矿山工程有限公司、国投煤炭有限公司、北京煤科联应用技术研究所、 河南煤炭建设集团有限责任公司、中煤第五建设有限公司第三工程处、大地工程开发（集团有限公司、 中煤第七十一工程处有限责任公司、唐山开滦建设（集团)有限责任公司、大同煤矿集团有限责任公司。 本标准主要起草人：李功洲、赵玉明、陈章庆、高木福、刘文民、崔建军、王毅、张步俊、陈道、杨卫、 江新春、许舒荣、李方政、刘晓敏、刘宁、杨博、张庆武、赵军。 本标准为首次发布。 NB/T10053—2018 煤矿斜井冻结施工技术规范 1范围 本标准规定了煤矿斜并采用盐水制冷系统的冻结法施工的工程勘探及基础资料、并壁设计、冻结设 计、钻孔施工与冻结器安装、冻结站安装与运转、冻结过程检测与判断、冻结段的掘进施工、事敌防治与 应急预案、冻结工程收尾工作。 本标准适用于煤矿斜井冻结法施工。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB50016 建筑设计防火规范 GB 50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB50231 机械设备安装工程施工及验收通用规范 GB50274 制冷设备、空气分离器设备安装工程施工及验收规范 GB50511—2010 煤矿井巷工程施工规范 MT/T593.1人工冻土物理力学性能试验 第1部分：人工冻土试验取样及试样制备方法 MT/T593.2 人工冻土物理力学性能试验 第2部分：土壤冻胀试验方法 MT/T593.3 人工冻土物理力学性能试验 第3部分：人工冻土静水压力下固结试验方法 MT/T593.4 人工冻土物理力学性能试验 第4部分：人工冻土单轴抗压强度试验方法 MT/T593.6 人工冻土物理力学性能试验 第6部分：人工冻土单轴压缩端变试验方法 SBJ12 氨制冷系统安装工程施工及验收规范 3术语与定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 斜井冻结法 groundfreezingmethodof inclined shaft 在斜井井简施工之前，用人工制冷的方法，将斜井井简周围地层进行冻结，形成具有临时承载或隔 水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁后，在冻结壁的保护下进行斜井井筒掘砌作业的一种施工 方法。 3. 2 alluvium 冲积层 覆盖于稳定基岩之上的松散地层。 [GB50511—2010，定义2.0.7] 3. 3 冻结壁 freezingwall 用制冷技术在斜井井筒周围地层所形成的具有一定厚度和强度的连续冻结岩土体。 1 NB/T10053—2018 3. 4 井壁shaftlining 在井筒围岩表面构筑的、具有一定厚度和强度的整体构筑物。 3.5 冻结壁形成期 月formableperiodof freezingwall 从地层冻结开始至冻结壁形成并达到设计要求所需的时间。 3. 6 冻结壁维护期 月maintainableperiod of freezingwall 冻结壁形成并达到设计要求后，为了保证井简掘砌过程中的安全，继续向冻结器输送冷量，以维持 冻结壁满足设计要求的时段。 3.7 冻结压力 frozengroundpressure 冻结壁作用于井壁上的法向压力的统称。 3.8 水位观测孔 Lwaterlevel observationhole 在井筒荒径内装有水文管，用以在冻结壁形成期内观测地下水位变化的观测孔。 3. 9 温度观测孔 Ltemperaturemeasurementhole 在冻结壁及冻结降温区内布置温度传感器，用于监测不同时期地层温度变化的钻孔。 3. 10 冻结孔freezinghole 用于安装冻结器的钻孔。 3. 11 冻结器 freezing apparatus 安设在冻结孔内，用作循环冷媒剂与地层进行热交换的装置。冻结器由冻结管、供液管、回液管等 组成。 3. 12 分段冻结stepfreezing 沿斜井井筒方向，根据井筒冻结施工需要，分为数段依次冻结的方法。 3. 13 局部冻结 partial freezing 只对井筒简的某一含水层或地层不稳定地段进行冻结的方法。 3. 14 幕冻结 curtainfreezing 在斜井井简施工之前，对斜井周围某一方向的地层进行冻结，从而形成一道类似惟幕的连续冻结岩 土体。 3. 15 冻结壁厚度 freezing wall thickness 冻结壁壁面上任一点与同一冻结壁体另一侧壁面之间的最短距离。冻结壁厚度设计值一般指在斜 井井筒开挖面外侧冻结壁所要达到的最小值。 3. 16 封头孔thestartfreezinghole 布置于每一冻结段内最上部的竖排冻结孔。 2 NB/T10053—2018 3. 17 封尾孔theendfreezinghole 布置于每一冻结段内末端的竖排冻结孔。 3. 18 冻结壁平均温度 averagetemperatureof freezingwall 冻结壁任一截面上温度分布的平均值。冻结壁平均温度设计值一般指拟建井筒开挖面外围冻结壁 界面处所要达到的平均温度。 3. 19 冻结壁交圈时间frozensoilwallclosingtime 从地层冻结开始至拟建斜井井简周围主要冻结器布置圈上所有相邻的冻结器所形成的冻结圆柱按 设计要求完全相交所需的时间。 3. 20 冻土圆柱 frozensoilcolumn 冻结器与周围含水地层发生热交换并使周围含水地层冻结所形成的近似圆形的冻土柱。 3.21 盐水制冷系统 brinerefrigeration system 以氯化钙等盐溶液为冷媒剂的间接制冷系统。 3.22 掘进步距drivagestepsize 掘进段长。 掘砌施工过程中，每个开挖与支护循环作业的掘进长度。 4工程勘探及基础资料 4.1井筒检查钻孔 4.1.1编制斜井井筒冻结法施工组织设计及井壁结构设计时，应有符合要求的井筒检查钻孔地质 报告。 4.1.2余 斜井冻结施工区域井筒检查钻孔布置应符合下列规定： a） 检查孔应平行斜井中心走向布置，其间距不应超过60m，冻结起始端、冻结终止端均应布置一 个检查孔； b) 检查孔不得布置在井筒掘进范围内，且距井筒掘进边界的垂直距离宜小于20m； 每个检查孔深度应超过该处斜井荒底板垂深10m，具体深度应根据拟采用的冻结方案确定， c) 每个检查孔终孔位置所处的地层应有含（隔）水层水文地质特征描述； d) 当斜井采用惟幕冻结施工时，应对该区域进行补充勘探，补充勘探的检查孔水平间距不应超 过25m，检查孔深度宜进入并筒底板隔水层10m以上。 4.1.3井筒检查钻孔施工应符合下列规定： a） 应全孔取岩心，取岩心率在黏土层或基岩中不宜小于75%，在砂层、破碎带、软弱岩层和溶洞 充填物中采取率不宜小于60%； b）在井筒顶板以上10m至底板以下10m段距内宜每层取样，并进行冻土物理力学性能测定。 4.1.4井简检查钻孔地质报告提供的资料应能满足地层冻结、井壁设计的要求，并应具有下列资料： a) 井简检查孔数量、深度与布置方式，检查孔主要施工工艺及主要施工过程； b) 井筒检查孔地质柱状图，包括岩性、层厚、倾角、岩心采取率、累计深度、岩心主要特征的描述； c） 并筒地质构造及地温，并附沿斜井并筒中心线的地质部面图； 3 NB/T10053—2018 d）冲积层、基岩中主要土（岩)层的常规土工试验资料及5.3规定的人工冻结土（岩)试验资料，土 工试验取样的层位、深度应与冻土（岩）物理力学性能试验层位一致，人工冻土（岩）物理力学 性能试验应有专项试验报告； e）冲积层、基岩中各含水层的特征，包括含水层埋深、层厚、静止水位、渗透系数、流向、流速、水 质、水温、含水率、富水性，各含水层（组）之间的水力联系，预计井筒施工各阶段涌水量。 4.2地下水流速 4.2.1应对井筒附近的水源井进行调查，收集水源井的用途、数量、方位、距离、深度，抽水层位及深度， 抽水时间，日抽水量以及抽水影响半径等资料。 4.2.2在并简冻结区域附近600m范围内，不宣设置水源井；在此范围内有使用的水源井，应在冻结 壁形成期期间停止使用；若水源并仍继续使用，则必须实测含水层的地下水流速、流向并提供实测报告。 4.2.3当含水层的地下水流速超过5m/d时，冻结方案应采取相应的技术措施，防止延长冻结壁形成 时间。 4.3人工冻土