專利名稱：光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法
技術領域：
本發明為一種監測方法，具體是光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法。技術背景:
凍結鑿井法是用制冷技術暫時凍結加固井筒周圍不穩定地層并隔絕地下水后再進行鑿井的特殊施工方法。已有百年歷史，是一種理論上和實踐上都比較成熟的特殊施工方法。凍結法鑿井技術已經成為通過不穩定沖積層及其下伏基巖風化巖層的主要特殊施工方法。凍結法施工的關鍵問題是凍結壁作為防水結構的可靠性和臨時支護結構的安全性，而分析凍結壁的可靠性必須掌握凍結壁的溫度場分布形式。目前凍結工程中，一般都采用在凍結孔布置圈徑內外布置2 個測溫孔，孔中每間隔20m左右布設的一個溫度傳感器，根據測溫點檢測到的溫度來掌握整個凍結壁的發展情況，通常將溫度傳感器測得的溫度數據代入理論解析公式計算凍結壁厚度。但是凍結工程井筒建成后，施工單位和業主單位都沒有對凍結壁的解凍過程進行監測。凍結壁解凍規律影響著內、外層井壁的受力特征，關系到井壁的安全，對凍結壁解凍過程進行溫度場監測非常有必要。一方面可以了解凍結壁融化的過程，分析井壁的受力情況；另一方面可以協助技術人員判斷可能會出現突水點的危險區域，指導提前注漿作業，排除安全隱患。發明內容:
本發明利用分布式光纖溫度傳感技術，為凍結鑿井工程后期提供一種光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，幫助技術人員更好的了解凍結壁的解凍情況，總結凍結壁融化規律，分析井筒受力狀況、判斷可能出現突水點的危險區域，指導提前注漿作業，排除安全隱患，有效地提高了凍結壁融化過程中溫度場信息化監測的水平。
本發明是通過以下技術方案實現的:
光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，其特征在于:依次按以下步驟進行:
(1)監測解凍過程是在凍結鑿井工程井筒堆砌完成，停止凍結以后；
(2)利用廢棄的凍結孔作為測溫孔使用，根據不同工程地質條件，選取部分凍結孔布置測溫光纜；
(3)布置的所有測溫光纜的另一端都接入分布式光纖測溫系統，定期檢測這些凍結孔的縱向溫度；
(4)每次將所有監測凍結孔的縱向溫度檢測完畢后，繪制各凍結孔縱向溫度曲線，結合凍結地層鉆孔柱狀圖，繪制凍結壁等溫線圖，得到凍結壁的融化情況，協助技術人員分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現突水的危險區域，指導注漿作業；
(5)通過長期監測，直到凍結壁完全融化，積累數據幫助技術人員總結凍結壁解凍的規律。所述凍結孔為凍結法鑿井工程施工中制冷鹽水循環的通道，完成制冷鹽水與地層之間的熱量交換，一般深度在10(T800m。本發明的優點是:
本發明對凍結壁解凍過程全程進行監測，數據采集密度高、采集速度快、檢測光纜故障率低，可幫助技術人員掌握凍結壁解凍的規律，有效判斷凍結壁解凍過程中井筒的受力情況、可能出現突水的危險區域，為凍結壁融化期間的井筒安全提供技術保障；具有廣泛的實用性，可應用于采用凍結法施工的煤礦立井和地鐵隧道工程的凍結壁解凍監測。
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圖1為本發明實施例中某一井筒凍結孔和測溫孔的布置平面圖。圖2為本發明實施例中某一井筒布設測溫光纜的凍結孔選擇示意圖。圖3為本發明中凍結孔測溫光纜布設示意圖。圖中標號:1為兩圈孔布置方式為的凍結孔、2為正常布置的測溫孔、3為布置測溫光纜的凍結孔、4為測溫光纜、5為分布式光纖測溫系統。
具體實施方式
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實施例如圖1為某一井筒的凍結孔和測溫孔的布置平面圖，圖2為某一井筒布設測溫光纜的凍結孔選擇示意圖，其中I為兩圈孔布置方式的凍結孔、2為正常布置的測溫孔、3為布置測溫光纜的凍結孔。光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，其特征在于:依次按以下步驟進行:
(1)監測解凍過程是在凍結鑿井工程井筒`堆砌完成，停止凍結以后；
(2)利用廢棄的凍結孔3作為測溫孔使用，根據不同工程地質條件，選取部分凍結孔3布置測溫光纜4 ；
(3)布置的所有測溫光纜4的另一端都接入分布式光纖測溫系統5，定期檢測這些凍結孔3的縱向溫度；
(4)每次將所有監測凍結孔3的縱向溫度檢測完畢后，繪制各凍結孔3縱向溫度曲線，結合凍結地層鉆孔柱狀圖，繪制凍結壁等溫線圖，得到凍結壁的融化情況，協助技術人員分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現突水的危險區域，指導注漿作業，保障井筒安全；
(5)通過長期監測，直到凍結壁完全融化，積累數據幫助技術人員總結凍結壁解凍的規律。凍結孔為凍結法鑿井工程施工中制冷鹽水循環的通道，完成制冷鹽水與地層之間的熱量交換，一般深度在10(T800m。
權利要求
1.光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，其特征在于:依次按以下步驟進行: (1)監測解凍過程是在凍結鑿井工程井筒堆砌完成，停止凍結以后； (2)利用廢棄的凍結孔作為測溫孔使用，根據不同工程地質條件，選取部分凍結孔布置測溫光纜； (3)布置的所有測溫光纜的另一端都接入分布式光纖測溫系統，定期檢測這些凍結孔的縱向溫度； (4)每次將所有監測凍結孔的縱向溫度檢測完畢后，繪制各凍結孔縱向溫度曲線，結合凍結地層鉆孔柱狀圖，繪制凍結壁等溫線圖，得到凍結壁的融化情況，分析井壁受力狀況； (5)通過長期監測，直到凍結壁完全融化，積累數據總結凍結壁解凍的規律。
2.根據權利要求1所述的光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，其特征在于:所述凍結孔為凍結法鑿井工程施工中制冷鹽水循環的通道，完成制冷鹽水與地層之間的熱量交換，一般深度在10(T800m。
全文摘要
本發明公開了一種光纖溫度傳感監測凍結壁解凍過程的方法，在凍結鑿井工程井壁堆砌完工，停止凍結以后，根據實際工程的地質條件，選取一定數量的廢棄凍結孔作為溫度檢測孔，布設測溫光纜，將這些測溫光纜接入分布式光纖溫度檢測系統，定期檢測這些凍結孔的縱向溫度分布，通過數據分析，可以掌握凍結孔周圍凍結壁融化的過程。本發明提出了監測凍結壁解凍過程的想法，并利用先進的分布式光纖溫度傳感技術進行具體實施，通過長期監測數量縱多的凍結孔縱向溫度數據，能全程反映凍結壁解凍的過程，幫助技術人員總結凍結壁解凍的規律，分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現突水的危險區域，指導注漿作業，保障井筒安全。
文檔編號G01N25/02GK103115935SQ201310029850
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者鄭曉亮, 胡業林, 陳兆權 申請人:安徽理工大學