淮南深厚黏土层多圈管冻结壁温度场研究

本文主要探讨了深厚黏土层中多圈管冻结法施工的温度场发展规律。针对淮南某矿的实际应用案例，研究者采用了现场实测数据和FLAC3D软件两种手段进行对比分析，以揭示多圈管冻结壁温度场的演变过程和特性。 首先，研究发现，冷冻过程中，冻结壁内的圈孔交圈顺序遵循一定的顺序，即中圈孔先于外圈孔，然后是内圈孔。这一顺序反映了热量传递的路径和效率，圈孔的交圈过程对温度分布有显著影响。 其次，随着冻结时间的增长，测温孔处的温度以及冻结壁的平均温度都呈现出对数关系的下降趋势，并最终趋于稳定。这表明温度变化并非线性，而是受到冻结过程中的非线性热传输效应控制。 再者，冻结壁的有效厚度在交圈之后显著增加，且随时间延长按照对数规律递增。这一发现对于理解和优化冻结过程中的空间温度分布以及控制冰晶生长方向至关重要。 此外，温度场的主面和界面温度曲线在冻结管区域表现出近似V形的发展特征，说明冻结过程中的热量分布具有明显的非均匀性。随着时间的推移，主面和界面温度逐渐降低，反映了冷冻进程的动态变化。 最后，通过对比实测数据和数值模拟的结果，研究验证了冻结壁温度场模型的数值模拟方法的准确性。这种数值模拟技术为深入理解多圈管冻结法在深厚黏土层中的实际效果，以及指导工程施工提供了重要的理论依据和实践指导。 该研究不仅深化了对多圈管冻结法在深厚黏土层中温度场发展规律的认识，也为类似工程的设计和优化提供了科学的决策支持。在未来，这类研究成果将有助于提高深部矿井建设的效率和安全性。