1 总则

• 1.0.1为规范矿山立井冻结法施工及质量验收，保障施工安全

• 1.0.2本标准适用于冰点高于-2℃、地下水流速小于5m/

• 1.0.3立井冻结法施工工程承包合同和技术文件对施工质量要

• 1.0.4立井冻结法施工工程应实行现代化科学管理，实施绿色

• 1.0.5立井冻结法施工工程应积极推广应用成熟的新工艺、新

• 1.0.6立井冻结法施工及质量验收除应符合本标准外，尚应符

2 术语

• 2.0.1立井冻结法施工freezing method c

• 2.0.2制冷站refrigeration plant 在

• 2.0.3冲积层alluvium 覆盖于基岩露头之上的第三

• 2.0.4人工冻土（岩）artificial frozen

• 2.0.5冻结壁frozen wall 用制冷技术在井筒周

• 2.0.6冻结壁形成期formable period of

• 2.0.7冻结壁维持期maintainable perio

• 2.0.8冻结壁交圈时间time for closure

• 2.0.9冻结孔freezing hole 安设冻结器的钻

• 2.0.10水文观测孔water level observ

• 2.0.11温度观测孔temperature observ

• 2.0.12测斜deviational survey 测量

• 2.0.13钻进靶域drilling target dom

• 2.0.14泥浆护壁mud protection wall

• 2.0.15冻结器freezing apparatus 安

• 2.0.16井筒掘进段高shaft sinking sec

• 2.0.17冻土压力pressure of freezin

3 基本规定

• 3.0.1立井冻结法施工所用材料、设备和构件，应符合设计要

• 3.0.2立井冻结法施工安全技术、劳动保护等，应符合国家现

• 3.0.3工程施工中应建立技术档案，并应做好测试记录、隐蔽

• 3.0.4工程竣工时应按规定做好施工总结，竣工资料应真实、

• 3.0.5立井冻结工程应按照设计施工图、施工组织设计、作业

• 3.0.6施工现场质量管理应具有相应技术标准、规范及质量管

• 3.0.7施工质量控制应符合下列规定： 1主要材料、半成品

• 3.0.8工程质量验收应符合下列规定： 1冻结钻孔质量及偏

• 3.0.9工程质量应按下列程序验收： 1施工单位应对每一工

4 冻结设计

• 4.1 一般规定

  • 4.1.1施工前准备工作应符合下列规定： 1应为冻结施工单

  • 4.1.2施工期间总用水量应按立井冻结工程生产、生活用水量

  • 4.1.3冬期、雨期等特殊气候条件下施工，应编制专门安全技

  • 4.1.4编制施工组织设计、施工作业规程、施工技术措施应符

  • 4.1.5地面生活建筑和制冷站厂房布置应符合下列规定： 1

  • 4.1.6供电应执行矿山企业二类负荷标准，供电能力应满足现

• 4.2 地质资料

  • 4.2.1井筒检查钻孔地质报告除应符合现行国家标准《煤矿井

  • 4.2.2对井筒附近水源井应进行调查。

  • 4.2.3应提供冲积层主要土层常规土工试验资料及人工冻土试

  • 4.2.4其他有关资料应包括下列内容： 1矿井设计概况；

• 4.3 地层冻结方案

  • 4.3.1地层冻结方案应根据井筒检查孔提供的冲积层深度、土

  • 4.3.2冲积层以下基岩风化带涌水量大，围岩稳定性差，宜采

  • 4.3.3冲积层以下基岩风化带厚度较大且围岩稳定性较好，或

  • 4.3.4冻结深厚冲积层且深部有厚黏土层，冻结壁厚度大于6

  • 4.3.5深井冻结时，可采用在主冻结孔与井筒荒径之间布置辅

• 4.4 冻结壁参数设计

  • 4.4.1井筒冻结深度确定应符合下列规定： 1井筒冻结深度

  • 4.4.2冻结壁厚度计算控制层的确定应符合下列规定： 1冲

  • 4.4.3冻结壁径向外荷载应按下式计算：

  • 4.4.4盐水温度的确定应符合下列规定： 1一般情况下，设

  • 4.4.5主冻结孔相邻两孔间距应符合下列规定： 1冲积层段

  • 4.4.6在黏土层中，井筒掘进段高内的井帮温度可按表4.4

  • 4.4.7有效冻结壁平均温度应按表4.4.7选取，设计时应

  • 4.4.8冻结深度、冻结壁厚度计算控制层、盐水温度、主冻结

• 4.5 冻结壁厚度计算

  • 4.5.1冻结壁厚度解析计算应符合下列规定： 1应将冻结壁

  • 4.5.2无限长弹性体冻结壁厚度应按下式计算：

  • 4.5.3无限长弹塑性体冻结壁厚度应按下式计算：

  • 4.5.4有限长黏塑性体按强度条件冻结壁厚度应按下式计算：

  • 4.5.5右限长黏塑体按变形条件冻结壁厚度应按下列公式计算：

• 4.6 冻结孔布置

  • 4.6.1冻结孔布置圈直径计算应符合下列规定： 1单圈主冻

  • 4.6.2冻结孔数应按下列规定确定： 1主冻结孔应按下式计

  • 4.6.3多圈冻结孔布置设计应符合下列规定： 1冻结孔孔间

• 4.7 冻结时间

  • 4.7.1冻结时间设计应符合下列规定： 1地层冻结开始日期

  • 4.7.2单圈主冻结孔冻结壁交圈时间，当盐水温度为-25℃

  • 4.7.3冻结壁形成时间的估算应符合下列规定： 1在冻结壁

  • 4.7.4 冻结壁交圈时间、冻结壁形成时间应根据水文观测孔

  • 4.7.5当冻结壁厚度、平均温度和井帮温度达到设计要求，井

• 4.8 观测孔布置

  • 4.8.1水文观测孔布置应符合下列规定： 1冻结段内的主要

  • 4.8.2温度观测孔布置应符合下列规定： 1温度观测孔宜布

• 4.9 制冷站制冷系统

  • 4.9.1制冷站制冷能力应符合下列规定： 1氨、盐水及冷却

  • 4.9.2制冷站制冷能力计算应符合下列规定： 冻结管吸热能

  • 4.9.3氨压缩机工作制冷量确定、氨循环系统附属设备选择及

  • 4.9.4盐水循环系统设计计算应符合下列规定： 1盐水（氯

  • 4.9.5制冷站冷却水循环系统设计计算应符合下列规定： 1

  • 4.9.6制冷站设备容量及负荷计算应符合下列规定： 1设备

  • 4.9.7根据设计盐水温度和实际冷却水温度，合理选择单级或

  • 4.9.8一个制冷站服务于2个或3个井筒时，氨及盐水循环系

  • 4.9.9冷却水水源为地下水时，水源井应布置在水流上方，冻

  • 4.9.10盐水循环宜采用配、集液圈集中回液的封闭式系统，

  • 4.9.11盐水管路、盐水箱及低温管路、设备应有保温层和防

  • 4.9.12配电室应单独设置在制冷站附近，供电设备应有继电

5 冻结钻孔施工与验收

• 5.1 一般规定

  • 5.1.1施工前应标定孔位，并预留环形泥浆沟槽及钻孔位置。

  • 5.1.2施工时，应对钻孔周围的松散砂土用黏土或三七灰土置

  • 5.1.3施工时，每台钻机应配备独立泥浆循环系统，宜配备旋

  • 5.1.4正常钻进的泥浆，除应符合含砂量小于4%和胶体率大

  • 5.1.5钻机应设置对应的泥浆池和清水池。

• 5.2 钻孔施工

  • 5.2.1钻机底盘和钻场基础间隙应垫实稳固。

  • 5.2.2泥浆系统管理应符合下列规定： 1应配备泥浆测定仪

  • 5.2.3开钻前，应组织有关人员对钻探设备、材料、钻场基础

  • 5.2.4开孔前，钻机应找正，使转盘中心、钻孔中心和钻塔提

  • 5.2.5钻孔施工应做好钻进施工记录。

  • 5.2.6正常钻进时应根捃岩性特点和施工情况及时调整钻压、

  • 5.2.7钻孔穿越漏浆量较大的地层时，应采取堵漏措施。

  • 5.2.8加尺或更换钻头时，钻具应下到距孔底0.3m～0.

  • 5.2.9停电时，应将钻具提至一定高度；停电超过2h时，应

  • 5.2.10换层钻进时宜减压、慢速钻进。

  • 5.2.11全部钻孔验收合格后，方可拆除最后一台钻机。

• 5.3 钻孔偏斜控制

  • 5.3.1测斜、纠偏器具存开工前和施工过程中应进行检验校核。

  • 5.3.2钻进时，宜采取钻、测、纠相结合的钻进工艺，并应符

  • 5.3.3钻孔测斜及钻孔偏斜平面投影图应符合下列规定： 1

  • 5.3.4在0～200m段，可采用扫孔、扩孔、铲孔纠偏法纠

  • 5.3.5相邻冻结孔各控制水平的最大孔间距大于设计值时，应

• 5.4 冻结钻孔验收

  • 5.4.1钻孔偏斜、相邻主冻结孔的孔间距应符合本标准规定。

  • 5.4.2成孔深度不应小于设计深度。 检查数量：逐孔检查。

  • 5.4.3钻孔泥浆性能应符合冻结施工组织设计要求。 检查数

  • 5.4.4钻孔孔位应符合设计要求。 检查数量：逐孔裣查。

  • 5.4.5冻结钻孔分项工程质量验收应按本标准附录F执行。

6 冻结器安装与验收

• 6.1 一般规定

  • 6.1.1冻结管应选用20号低碳钢无缝钢管，连接形式应采用

  • 6.1.2冻结管壁厚应符合表6.1.2的规定。

  • 6.1.3供液管外径、壁厚应符合表6.1.3的规定。

  • 6.1.4冻结管下放深度不应小于设计深度要求，供液管选择及

  • 6.1.5全部冻结管、水文管、测温管安装、验收合格后，方可

• 6.2 冻结器安装

  • 6.2.1下管前，对易缩径层段和较大拐点处应采取措施。

  • 6.2.2冻结管下放前应检查冻结管的尺寸及外观；下管时应按

  • 6.2.3冻结管间焊缝焊接强度不应低于冻结管母材；焊缝表面

  • 6.2.4焊接后应冷却5min～10min后方可下放。

  • 6.2.5冻结管下放至底部，应做2次～3次拉起轻放试验。

  • 6.2.6每孔冻结管下放完成后，应立即进行打压试漏试验。试

  • 6.2.7供液管下放前，应对所有孔管进行复压及复核配管记录

  • 6.2.8供液管下放前宜逐根进行畅遁性试验，下放过程中应测

  • 6.2.9供液管下放完毕应及时割除余管，并应对冻结管口进行

  • 6.2.10应在沟槽施工完毕，割除余管后，再进行冻结器头部

  • 6.2.11冻结器应首先使用清水冲洗，合格后方能灌注盐水。

  • 6.2.12水文管应按设计要求施工，且应符合下列规定： 1

  • 6.2.13测温管宜采用外管箍焊接连接，其材质及焊接质量要

  • 6.2.14测温管下放到位后，应不渗漏水。

  • 6.2.15下放测温元件前，应清除测温管内积水、杂物等。

  • 6.2.16测温管管口应高于沟槽内水位，或待测温元件下放后

  • 6.2.17穿过、接近马头门、硐室、巷道及有导水危险的冻结

• 6.3 冻结器验收

  • 6.3.1冻结管、测温管、水文管及其接箍、底锥、焊条的品种

  • 6.3.2冻结管、测温管、水文管直径和壁厚应符合冻结设计要

  • 6.3.3冻结管压力试漏应符合冻结设计要求。 检查数量：逐

  • 6.3.4冻结管、供液管、测温管、水文管的下放深度不应小于

  • 6.3.5水文管结构、位置、深度应符合设计要求，并应正常报

  • 6.3.6冻结管和测温管与地层间水泥浆充填高度应符合本标准

7 制冷站安装与运转

• 7.1 一般规定

  • 7.1.1制冷站安装、运转、拆除应有技术措施。

  • 7.1.2制冷站厂房可利用井筒附近永久建筑。

  • 7.1.3制冷站应靠近井口布置，宜相距50m～80m，其地

  • 7.1.4制冷站厂房防火应符合现行国家标准《建筑设计防火规

  • 7.1.5避雷针安装应符合设计要求。

  • 7.1.6制冷站应设通风装置，通风良好，并应备急救和消防器

  • 7.1.7当室外气温超过30℃时，停止运行凡存有液氨的高压

  • 7.1.8制冷站厂房内地坪应做硬化处理，并标识出相应的安全

  • 7.1.9当内层井壁套壁进入冲积层后，在套壁工作正常和外层

  • 7.1.10冻结段外壁施工完成后，方可拆除制冷站设备。

• 7.2 制冷站安装

  • 7.2.1制冷站氨制冷设备、盐水泵、冷却水泵及其管路系统的

  • 7.2.2制冷站设备、压力容器及管道阀门安装前应性能完好。

  • 7.2.3氨系统管路应采用低碳钢无缝钢管，盐水系统管路可采

  • 7.2.4氨循环系统中的设备、管件、阀门及压力表等应采用氨

  • 7.2.5盐水循环系统最高部位处应设置放空气阀门，盐水混合

  • 7.2.6管路上的温度传感器插座孔位置、埋设深度及角度应符

  • 7.2.7制冷站氨循环系统，盐水干管，集、配液圈的密封性试

  • 7.2.8制冷站管路密封性试验合格后，低温容器及管路应按设

• 7.3 制冷站运转

  • 7.3.1制冷站正式运转前，应对冷却水、盐水及氨系统进行试

  • 7.3.2制冷站正式运转应具备下列条件： 1冷却水、盐水及

  • 7.3.3制冷站应有下列运转日志和记录： 1制冷压缩机及其

  • 7.3.4制冷站的供冷量应根据井筒施工阶段调整。

  • 7.3.5井筒工作面采用钻爆法施工时，放炮时应关闭靠近井筒

  • 7.3.6发现盐水漏失，应立即停止盐水循环，查明原因，及时

• 7.4 制冷站安装验收

  • 7.4.1制冷站的制冷系统、冷却水系统、盐水系统的设备型号

  • 7.4.2制冷站的制冷系统和地面盐水系统的压力试漏应符合本

  • 7.4.3主冻结管、辅助冻结管、防片帮冻结管的压力试漏应符

  • 7.4.4制冷冻结分项工程质量验收记录应按本标准附录N执行。

  • 7.4.5冻结分部工程质量验收记录应按本标准附录P执行。

8 冻结壁检测与判断

• 8.1 温度观测孔及冻结器检测

  • 8.1.1温度观测孔的检测应符合下列规定： 1测温元件设置

  • 8.1.2冻结器的检测应符合下列规定： 1应检测每一个冻结

  • 8.1.3宜采用温度数据采集系统，测温元件精度应达到±0.

• 8.2 水文观测孔检测

  • 8.2.1在制冷站正式运转前，应观测水文观测孔内水位，实测

  • 8.2.2冻结壁交圈前，水文观测孔水位应每天观测一次，纵向

  • 8.2.3水位变化和冒水量变化观测应有原始记录。

  • 8.2.4井筒试挖期间应保留水文管，井筒正式开挖后可割去水

  • 8.2.5井筒正式开挖后应观测水文管的出水情况，若冒水量突

• 8.3 冻结壁形成的判断

  • 8.3.1冻结壁形成及判断应符合下列规定： 1水文管内水位

  • 8.3.2冻结壁交圈后，应根据测点温度变化推算冻结壁“冰点

  • 8.3.3施工中应根据冻结器回路温度值，结合各水平测点温度

9 井筒掘进与支护

• 9.1 井筒掘进

  • 9.1.1井筒试挖前应具备下列资料： 1井筒检查钻孔的地质

  • 9.1.2井筒试挖应具备下列条件： 1建井生产系统已形成，

  • 9.1.3井筒试挖应符合下列规定： 1当冻结时间达到或超过

  • 9.1.4井筒正式掘砌应具备下列条件： 1冻结情况正常，冻

  • 9.1.5冻结掘砌段高应根据地层性质、冻结壁强度、井帮稳定

  • 9.1.6井筒掘进应符合下列规定： 1人工及机械掘进应符合

  • 9.1.7转入基岩普通法施工应符合下列规定： 1在转入基岩

  • 9.1.8全深冻结的井筒向平巷或硐室过渡施工应符合下列规定

• 9.2 井筒支护

  • 9.2.1井筒支护应制订施工技术措施；混凝土材料和外加剂选

  • 9.2.2外壁施工应符合下列规定： 1砌壁模板可选用液压整

  • 9.2.3壁座段井壁施工应整体连续浇筑混凝土。

  • 9.2.4内壁施工应符合下列规定： 1内壁施工前，应清除外

• 9.3 施工过程中的检测

  • 9.3.1掘砌过程检测应符合下列规定： 1井帮温度、冻土“

  • 9.3.2井口地表冻融观测应符合下列规定： 1测点布置：应

• 9.4 壁间及壁后注浆

  • 9.4.1从停冻至冻结壁局部融化期间，宜定时观测冻结壁温度

  • 9.4.2壁间注浆施工应符合下列规定： 1注浆充填时间确定

  • 9.4.3冻结基岩段壁后注浆应符合现行国家标准《煤矿井巷工

  • 9.4.4各孔注浆结束后，应用膨胀水泥封堵注浆孔。

  • 9.4.5注浆孔施工中，注浆孔出水带砂时，应立即封堵注浆孔

10 冻结管（孔）处理

• 10.1 冻结管回收

  • 10.1.1冻结管回收应由冻结施工单位和建设单位协商确定。

  • 10.1.2回收冻结管应制订安全技术措施。

• 10.2 冻结管（孔）充填

  • 10.2.1无论是否回收冻结管，应用水泥砂浆对全管（孔）充

  • 10.2.2冻结管（孔）充填应制订安全技术措施。

  • 10.2.3充填前，应先回收冻结液和供液管（冻结管），并将

  • 10.2.4充填宜采用水灰比为1：1水泥浆或水泥黏土混合浆

• 10.3 冻结管（孔）充填质量验收

  • 10.3.1冻结管（孔）充填质量应符合冻结设计要求。 检查

11 绿色施工

• 11.1 一般规定

  • 11.1.1绿色施工应贯穿于设计、施工、验收的各阶段，并应

  • 11.1.2绿色施工应包括施工管理、环境保护、节材、节水、

  • 11.1.3施工组织设计中应包含绿色施工相关内容。

  • 11.1.4冻结工程生产、生活等临时建筑宜按绿色施工标准组

• 11.2 氨及盐水回收

  • 11.2.1应进行氨的回收，并应符合下列规定： 1回收氨应

  • 11.2.2冻结施工结束后，应进行盐水的回收，并应符合下列

  • 11.2.3在运输氨和盐水时，容器应进行密封。氨和盐水应密

• 11.3 污染源控制

  • 11.3.1制冷站内噪声不应超过85dB(A)，超过85d

  • 11.3.2泥浆应处理后达标排放或回收利用。

  • 11.3.3保温材料及其他固体废弃物应妥善回收、处置。

  • 11.3.4制冷站内应设置通风设施，并配备氨浓度检测仪，定

• 11.4 职业健康

  • 11.4.1冻结施工单位应加强职业危害的防治和管理，建立、

  • 11.4.2健康检查及培训应符合下列规定： 1对员工应进行

  • 11.4.3劳动防护用品应符合《用人单位劳动防护用品管理规

  • 11.4.4生活用水的水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫

  • 11.4.5对氨中毒及冻伤的病人应及时安排治疗。

附录A 岩层稳定性分类

附录B 人工冻土强度与蠕变

• B.0.1人工冻土（岩）抗压强度值和蠕变参数应采用人工冻土

• B.0.2人工冻土（岩）单轴瞬时抗压强度，当冻土（岩）温度

• B.0.3人工冻土蠕变计算应符合下列规定： 1单轴压缩状态

• B.0.4人工（岩）冻土单轴长时抗压强度 可按下列方法确定

• B.0.5冻土（岩）强度应根据冻土（岩）温度、土（岩）类型

附录C 氨循环系统相关参数

• C.0.1氨压缩机工作制冷量的确定应符合下列规定： 1氨压

• C.0.2氨循环系统附属设备选择及充氨量应符合下列规定：

附录D 钻场基础施工验收

附录E 钻孔常用泥浆组成及配制方法

附录F 冻结钻孔分项工程质量验收记录

附录G 冻结管材外观质量检查记录

附录H 钻孔配、下管记录

附录J 冻结管焊接打压试漏验收

附录K 冻结管耐压复测

附录L 制冷站氨系统密封性能试验

附录M 制冷站运转日志

附录N 制冷冻结分项工程质量验收记录

附录P 冻结分部工程质量验收记录

附录Q 冻结立井开挖井帮温度检测

附录R 冻结立井开挖井帮位移检测

附录S 冻结立井开挖工作面底鼓量检测