一种用于立井冻结法施工时的冻结圈控制系统的制作方法

本发明涉及地下工程建设人工地层冻结设施设备技术领域，具体属于用于立井冻结法施工时的冻结圈控制系统。

背景技术：

现有的人工地层冻结技术是利用人工冻结方法，冻结土中含水层形成冻结体，以抵抗地压形成支撑体并形成不透水层的一种方法。目前地层冻结技术是由于水热状态变化引起土中应力和围岩应力的变化。国内外对于土体冻结技术应用很广范，一般应用于软土隧道地铁、桥墩基础、矿山及地下工程等。立井是采矿工程中非常重要结构，在实际的冻结过程中冻胀、沉融会对环境照成影响，对于冻胀人为采取的措施是间歇性冻结以控制冻结壁的发展、人工开挖泄压槽减少水平冻胀力、减少土中多余水分已减少多余冻土体积，对于沉融则一般采取加速地层融化速度和地层注浆的方法。传统的冻结法主要是人工控制冻结圈的大小，但是地下结构温度场、位移场、应力场变化复杂，冻结周期一般较长，所以很难有效控制冻结深度和冻结圈的大小。因此使用立井冻结法施工时的冻结圈控制系统可以有效实现盐水位报警、冷冻机停开机、盐水温度和流量、氨气浓度的信号传输和反馈，监测整个系统是否正常，实时控制管路温度、盐水液线位、氨气浓度值的反馈，为冷量调配提供数据以控制冻结圈的大小，节省工程费用，实时管理为系统安全提供保障，完善人机之间交互，提高管理水平。

技术实现要素：

本发明解决了冻结法施工过程中根据当时地压和水位的相关情况使冻结圈大小得到实时控制与调整，收集相关的冻结与安全参数，实现冻结工程机组停开机监测、合理调配冷冻冷量、流量、温度、氨气浓度控制，以确保管路安全无渗漏并可以及时有效的快速排除安全事故。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种用于立井冻结法施工时的冻结圈控制系统，所述该系统包括冻结孔和井壁，所述冻结孔分布在井壁周围，所述冻结孔周围形成冻结圈，所述冻结圈是含水土层形成的冻结体，所述冻结孔之间有数据传输线相连，所述冻结孔上均布数据探测采集仪，所述数据采集仪采集的数据由数据传输线向数据采集装置输送并反馈，所述数据传输线跟变电站相连接，所述数据采集装置由数据传输线跟冻结器开关相连接，所述冻结器开关由数据传输线跟数据显示控制终端相连接。

所述立井冻结法施工时的冻结圈控制系统包括冻结孔和井壁。

所述冻结孔分布在井壁周围。

所述冻结孔周围形成冻结圈。

所述冻结圈是含水土层形成的冻结体。

所述冻结孔之间有数据传输线相连。

所述冻结孔上均布数据探测采集仪。

所述数据采集仪采集的数据由数据传输线向数据采集装置输送并反馈。

所述数据传输线跟变电站相连接。

所述数据采集装置由数据传输线跟冻结器开关相连接。

所述冻结器开关由数据传输线跟数据显示控制终端相连接。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明一种用于立井冻结法施工时的冻结圈控制系统可以有效实现盐水箱位报警、冷冻机停开机、盐水温度和流量、氨气浓度的信号传输和反馈，监测整个系统是否正常，实时控制管路温度、盐水箱液线位、氨气浓度值得反馈，为冷量调配提供数据以控制冻结圈的大小，节省工程费用，实时管理为系统安全提供保障，完善人机之间交互，提高管理水平。本发明冻结孔上均布数据探测采集器，可以探测盐水温度和流量、氨气浓度；采用数据传输线将各个子系统相连、实现实时数据采集，自动化监测和调度；冻结器开关根据地下结构温度场、位移场、应力场的复杂变化实时控制冷冻率；数据显示控制终端能监视各子系统内设备运行状态，收集冻结和安全参数，及时调节和反馈工程工况方便人机交互。实现以上问题的解决可使立井冻结法施工时的冻结圈控制系统在井下得到广泛应用。

附图说明

图1为立井冻结法施工时的冻结圈控制系统的冻结孔分布图。

图2为立井冻结法施工时的冻结圈控制系统的系统图。

图中，1-冻结孔；101-数据探测采集器；2-冻结圈；3-井壁；4-数据传输线；5-变电站；6-数据采集装置；7-冻结器开关；8-数据显示控制终端。

具体实施方式

参见附图1，一种用于立井冻结法施工时的冻结圈控制系统，所述该系统包括冻结孔1和井壁3，所述冻结孔1分布在井壁3周围，所述冻结孔1周围形成冻结圈2，所述冻结圈2是含水土层形成的冻结体，所述冻结孔2之间有数据传输线4相连。

参见附图2，所述冻结孔1上均布数据探测采集仪101，所述数据采集仪101采集的数据由数据传输线4向数据采集装置6输送并反馈，所述数据传输线4跟变电站5相连接，所述数据采集装置6由数据传输线4跟冻结器开关7相连接，所述冻结器开关7由数据传输线跟数据显示控制终端8相连接。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于立井冻结法施工时的冻结圈控制系统，所述该系统包括冻结孔和井壁，所述冻结孔分布在井壁周围，所述冻结孔周围形成冻结圈，所述冻结圈是含水土层形成的冻结体，所述冻结孔之间有数据传输线相连，所述数据采集仪采集的数据由数据传输线向数据采集装置输送并反馈，所述数据传输线跟变电站相连接，所述数据采集装置由数据传输线跟冻结器开关相连接，所述冻结器开关由数据传输线跟数据显示控制终端相连接。本发明解决了冻结法施工过程中根据当时地压和水位的相关情况使冻结圈大小得到实时控制与调整，收集相关的冻结与安全参数，实现冻结工程机组停开机监测、合理调配冷冻冷量、流量、温度、氨气浓度控制。

技术研发人员：吕琳;叶中豹;黄瑞源;韩彰
受保护的技术使用者：吕琳
技术研发日：2016.03.31
技术公布日：2017.10.24