[發明專利]一種用于立井凍結法施工時的凍結圈控制系統

在審

• 申請號: 201610193911.X
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107288641A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 呂琳;葉中豹;黃瑞源;韓彰
• 申請（專利權）人: 呂琳
• 主分類號: E21D1/12
• 分類號: E21D1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及地下工程建設人工地層凍結設施設備技術領域，具體屬于用于立井凍結法施工時的凍結圈控制系統。

背景技術

現有的人工地層凍結技術是利用人工凍結方法，凍結土中含水層形成凍結體，以抵抗地壓形成支撐體并形成不透水層的一種方法。目前地層凍結技術是由于水熱狀態變化引起土中應力和圍巖應力的變化。國內外對于土體凍結技術應用很廣范，一般應用于軟土隧道地鐵、橋墩基礎、礦山及地下工程等。立井是采礦工程中非常重要結構，在實際的凍結過程中凍脹、沉融會對環境照成影響，對于凍脹人為采取的措施是間歇性凍結以控制凍結壁的發展、人工開挖泄壓槽減少水平凍脹力、減少土中多余水分已減少多余凍土體積，對于沉融則一般采取加速地層融化速度和地層注漿的方法。傳統的凍結法主要是人工控制凍結圈的大小，但是地下結構溫度場、位移場、應力場變化復雜，凍結周期一般較長，所以很難有效控制凍結深度和凍結圈的大小。因此使用立井凍結法施工時的凍結圈控制系統可以有效實現鹽水位報警、冷凍機停開機、鹽水溫度和流量、氨氣濃度的信號傳輸和反饋，監測整個系統是否正常，實時控制管路溫度、鹽水液線位、氨氣濃度值的反饋，為冷量調配提供數據以控制凍結圈的大小，節省工程費用，實時管理為系統安全提供保障，完善人機之間交互，提高管理水平。

發明內容

本發明解決了凍結法施工過程中根據當時地壓和水位的相關情況使凍結圈大小得到實時控制與調整，收集相關的凍結與安全參數，實現凍結工程機組停開機監測、合理調配冷凍冷量、流量、溫度、氨氣濃度控制，以確保管路安全無滲漏并可以及時有效的快速排除安全事故。

本發明采用的技術方案如下：

本發明公開了一種用于立井凍結法施工時的凍結圈控制系統，所述該系統包括凍結孔和井壁，所述凍結孔分布在井壁周圍，所述凍結孔周圍形成凍結圈，所述凍結圈是含水土層形成的凍結體，所述凍結孔之間有數據傳輸線相連，所述凍結孔上均布數據探測采集儀，所述數據采集儀采集的數據由數據傳輸線向數據采集裝置輸送并反饋，所述數據傳輸線跟變電站相連接，所述數據采集裝置由數據傳輸線跟凍結器開關相連接，所述凍結器開關由數據傳輸線跟數據顯示控制終端相連接。

所述立井凍結法施工時的凍結圈控制系統包括凍結孔和井壁。

所述凍結孔分布在井壁周圍。

所述凍結孔周圍形成凍結圈。

所述凍結圈是含水土層形成的凍結體。

所述凍結孔之間有數據傳輸線相連。

所述凍結孔上均布數據探測采集儀。

所述數據采集儀采集的數據由數據傳輸線向數據采集裝置輸送并反饋。

所述數據傳輸線跟變電站相連接。

所述數據采集裝置由數據傳輸線跟凍結器開關相連接。

所述凍結器開關由數據傳輸線跟數據顯示控制終端相連接。

與已有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明一種用于立井凍結法施工時的凍結圈控制系統可以有效實現鹽水箱位報警、冷凍機停開機、鹽水溫度和流量、氨氣濃度的信號傳輸和反饋，監測整個系統是否正常，實時控制管路溫度、鹽水箱液線位、氨氣濃度值得反饋，為冷量調配提供數據以控制凍結圈的大小，節省工程費用，實時管理為系統安全提供保障，完善人機之間交互，提高管理水平。本發明凍結孔上均布數據探測采集器，可以探測鹽水溫度和流量、氨氣濃度；采用數據傳輸線將各個子系統相連、實現實時數據采集，自動化監測和調度；凍結器開關根據地下結構溫度場、位移場、應力場的復雜變化實時控制冷凍率；數據顯示控制終端能監視各子系統內設備運行狀態，收集凍結和安全參數，及時調節和反饋工程工況方便人機交互。實現以上問題的解決可使立井凍結法施工時的凍結圈控制系統在井下得到廣泛應用。

附圖說明

圖1為立井凍結法施工時的凍結圈控制系統的凍結孔分布圖。

圖2為立井凍結法施工時的凍結圈控制系統的系統圖。

圖中，1-凍結孔；101-數據探測采集器；2-凍結圈；3-井壁；4-數據傳輸線；5-變電站；6-數據采集裝置；7-凍結器開關；8-數據顯示控制終端。

具體實施方式

參見附圖1，一種用于立井凍結法施工時的凍結圈控制系統，所述該系統包括凍結孔1和井壁3，所述凍結孔1分布在井壁3周圍，所述凍結孔1周圍形成凍結圈2，所述凍結圈2是含水土層形成的凍結體，所述凍結孔2之間有數據傳輸線4相連。

參見附圖2，所述凍結孔1上均布數據探測采集儀101，所述數據采集儀101采集的數據由數據傳輸線4向數據采集裝置6輸送并反饋，所述數據傳輸線4跟變電站5相連接，所述數據采集裝置6由數據傳輸線4跟凍結器開關7相連接，所述凍結器開關7由數據傳輸線跟數據顯示控制終端8相連接。