挖矿时用什么冰冻土层

㈠ 冻土层的介绍

冻土层（Tundra），亦作冻土、冻原或苔原，语出萨米语tūndra(tundar的属格)，意思是“无树的平原”。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出树木的环境；在地质学是指0℃以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时、数日以至半月）、季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年以上）。冻土层处于水的结冰点以下超过千百年甚至数万年的状况，称为永久冻土（Permafrost）。地球上多年冻土、季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。

㈡ 冬天挖冻土有什么好办法

1、使用钢钎破土法进行开挖。

2、铁器劈图法开发适用于70公分厚度以内的动作层，然后顺水平方向横向打碎动土。

3、顶高破土法一般在动土层下面掏出一个槽安置田金顶，然后向上顶，这样就可以把动土开裂。

4、挖掘机破除法，当冻土的厚度在25公分到40公分的时候，可以直接使用挖掘机进行开挖。

5、当动土层厚度非常厚的时候，而且非常坚硬的时候，可以使用爆破法进行开挖，这样可以提高施工的速度。

(2)挖矿时用什么冰冻土层扩展阅读：

冬季施工土方开挖注意下事项：

1、防治土壤冻胀。

在低温时间较长、土粒较细、补给水较充裕地区，其土壤在冻结期间，由于土粒周围薄膜水和毛细水的作用，土中水分不断地向冻结线积聚，形成冰层，体积增大，以致土粒间的空隙无法容纳而向上隆起，造成冻胀，其张力可大至0．5～1．0兆帕。

如不做妥善处理，基础会被抬起，使建筑物开裂、倾斜、抬高乃至倒坍。所以在冻胀土上建造建筑物时，要考虑基础形式，尽量减少底面及侧面面积，合理确定其埋置深度，加强土壤保温，做好地表排水。此外，铺设砂垫层可以切断土壤的毛细水作用，回填多孔材料也可防止冻胀影响

2、土方开挖。

一般宜在入冬前挖好，覆盖保温。必须在冬季开挖的部位，可在土表面覆盖保温材料或在冰冻前翻松表土。翻松厚度须视土质和负温情况而定，一般不得小于0．5米。覆盖材料必须保持干燥，其厚度应按各种材料的保温性能和土壤可能达到的冻结深度计算决定。

开挖冻土通常采用机械和爆破两种方法。机械开挖冻土，可按土壤冻深用铲运机或正铲挖土机挖掘，也可用锤击松土装置砸击冻土外壳，再用机械挖除。

3、土方回填。

冻土块坚硬不易压实，解冻融化后易导致塌陷，故回填尽量采用不冻土，如用冻土应限制其粒径与掺用量。

㈢ 冻土层的类别

冻土类别 形成条件和时间 短时冻土 数小时、数日以至半月 季节冻土 半月至数月 多年冻土 冻土层处于水的冰点以下超过数年 永久冻土 形成冻土层的时间年限超过千百年甚至数万年以上

㈣ 冻土层是什么

冻土层(Tundra)，亦作冻原或苔原，语出萨米语tūndra(tundar的属格)，意思是“无树的平原”。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出树木的环境；在地质学是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时、数日以至半月）、季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。地球上多年冻土、季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。中国的青藏铁路就有一段路段需要通过冻土层。工程师需要透过多种方法去使冻土层的温度稳定，以避免因为冻土层的转变而使铁路的路基不平，防止意外的发生。
北极冻原的分布
北极冻原的分布
冻原依据其地理位置，可分为以下三类：
1.
北极冻原、
2.
南极冻原和
3.
高山冻原。
冻土带边缘的植物
冻土带边缘的植物
无论哪一类冻原，占优势的植物都是草、苔藓和地衣。在森林和冻原之间的过渡地带称为树木线。
在地质学里有一门专科叫作冻土学，专门研究有关冻土层的地质特性。

㈤ 冻土处理技术

冻土是指温度在0℃以下，其中含有冰的各种土。季节性冻土是指该冻土在冬季冻结、夏季融化的土层。多年冻土或永冻土是指冻结状态持续3年以上的土层。在我国，季节冻土遍布全国，而多年冻土主要分布在大、小兴安岭，青藏高原及西部高山等地，约占国土面积的22％。

冻土处理技术是随着冻土地区经济发展的需要而发展起来的，其目的是为了确保冻土地区工程建筑物的安全和正常使用。一般来说，冻土地基问题主要包括以下两方面的内容。

1）冻胀引起的破坏问题：冻胀是指土体冻结过程中，土中水分冻结成冰，并形成冰层、冰透镜体、多晶体冰晶等形式的冰侵入体，引起土颗粒的相对移动，使土体产生不同程度的扩张现象。冻胀的外观表现是土体表面不均匀的升高，冻胀变形常常可以形成冻胀丘及隆起等地形。在季节性冻土区和多年冻土区，由冻胀引起破坏的事例屡见不鲜。

2）融沉引起的地基稳定性问题：融沉又称热融沉陷，是指由于自然或人为因素改变了地面的温度状况，引起季节融化层的深度加大，导致地下冰或多年冻土层发生局部融化，上部土层在自重和外部营力作用下产生沉陷。此外，还可出现热融滑坍、融冻泥流等，造成边坡破坏，这些都是不利于工程建筑物安全和正常运营的条件。

在冻土区修建建筑物，除要满足非冻土区建筑物所要满足的强度与变形条件外，还要考虑以冻土作为建筑物地基时，其强度随温度和时间而变化的情况。所以，采取什么样的防冻胀和融沉措施来保证冻土区建筑物地基的稳定，是关系到冻土区工程建设成败的关键。

1.多年冻土区的地基处理措施

在我国多年冻土地区，多年冻土的分布一般不具连续性，所以建筑物的平面布置具有一定的灵活性。一般来说，在坚硬冻土地区和高震级地区，采用保持冻结状态进行设计是经济合理的。如果地基土融化时，其变形不超过建筑物的容许值，且采用保持冻结状态又不经济时，应采用逐渐融化状态进行设计。但是，当地基土的年平均气温较高（不低于－0.5℃），且处于塑性冻结状态，采用保持冻结和逐渐融化的设计方案都不经济时，宜采用预先融化状态进行设计。对一栋建筑面积很小、基础相连或很近的正常建筑物来说，是没有办法将地基土分成冻结与不冻两个稳定部分，所以此时应采用同一种设计状态。

在下列情况之一时，可采用保持冻结状态原则进行设计：

1）多年冻土的年平均气温低于－1.0℃的场地；

2）持力层范围内的地基土处于坚硬冻结状态；

3）最大融化深度范围内，存在融沉、强融沉、溶陷性土及其夹层的地基；

4）非采暖建筑或采暖温度偏低、占地面积不大的建筑物地基。

在下列情况下应采用逐渐融化状态进行设计：

1）多年冻土的年平均地温为－0.5～1.0℃的场地；

2）持力层范围内的地基土处于塑性冻结状态；

3）在最大融化深度范围内，地基为不融沉或弱融沉性土；

4）室温较高、占地面积较大的建筑或热载体管道及给排水系统等对冻层产生热影响的地基。

为控制地基土的变形，可根据需要采用不同的地基处理措施和结构设计方法。多年冻土区常用的地基加固方法见表4－5。在选用地基处理方法时，应力求做到安全实用、确保质量、经济合理、技术先进。同时，由于我国地域辽阔，多年冻土区的水文地质、工程地质条件千差万别，各地的施工机械条件、技术水平、经验积累都不尽相同，所以在选用地基处理方法时还要因地制宜，有效利用当地条件，充分发挥各地的优势。

表4－5 多年冻土区常用的地基加固方法

续表

2.季节性冻土区的地基处理措施

季节性冻土区的铁路、公路、工业与民用建筑等都普遍存在严重的冻害问题。例如，铁路、公路的路基常由于不均匀冻胀及融沉作用而不平坦，路面产生裂缝，冻结层春季融化，产生翻浆、冒泥等现象，有时中断交通。季节性冻土区的地基处理措施可归纳为两类：以清除或削减冻融为目的的地基处理措施和以增强建筑物抵抗和适应冻融变形能力为主的结构措施。

（1）地基处理措施

通过对冻融产生的基本条件及影响因素的分析认为，冻土的土质、水分（包括外界补给水）和土中负温值是产生冻融的基本要素，因此，只要消除其中一个因素，就可清除或削弱土体的冻融，实际工作中常采用换填法、保温法和排水隔水法等措施。

1）换填法：采用粗砂、砾石等非（弱）冻胀性材料置换天然地基的季节性冻土，以削弱或基本消除地基土的冻融，其效果与换填深度、换填料的粉粘粒含量、换填料的排水条件、地基土质、地下水位以及建筑物适应不均匀冻胀变形的能力等因素有关。在采取换填法处理时，应根据建筑物的具体情况、地基土质及地下水位情况，确定合适的换填深度和控制粉粘粒的含量。在有条件的情况下，还应做好换填层的排水。

2）保温法：在建筑物基础底部或四周设置隔热层，增大热阻，以推迟地基土的冻结、提高土中温度、减少冻结深度，进而起到防冻胀的一种方法。可以用来隔热的材料相当多，例如草皮、树皮、炉渣、土块、混凝土、玻璃纤维、聚苯乙烯泡沫等，在某些条件下，土、冰、雪、柴草等也可作为隔热材料。近年来，由于各种人造材料的发明，保温法的应用范围越来越广，涉及道路、工业与民用建筑及水利工程等领域。

3）排水隔水法：通过隔断补给水源和排除地表水等措施，降低地下水位及季节冻层范围内土体的含水量，从而降低土的冻胀。但是，排水和隔水的方法应结合工程运用条件、工程地点的土质及水文地质条件进行选择，否则，不但起不到防冻害的效果，反而会给工程造成危害。

（2）结构措施

除上述地基处理措施外，还可根据建筑物的重要程度、运行年限及结构特点等采用不同的设计原则和防冻害的结构措施。对于以墩、桩为基础的桥梁、渡槽及其他重要建筑物，应保证建筑物在冻胀或融沉作用下不产生变形，所以常采用深基础或各种形式的锚固基础。对于工业与民用建筑中的平房、低层楼房和农田水利工程中的小型涵洞、小型水闸、引水渠道等建筑物来说，为了节省投资，可采用浅埋基础，并采取一定的结构措施，增强其适应不均匀冻胀变形的能力。目前，在寒冷地区，主要采用柔性结构、增加结构的刚度和整体性及合理分割结构、设置变形缝等3种措施增强建筑物适应不均匀变形的能力。此外，还可采用回避性的结构措施，即在建筑物的形式选择、总体布置及结构形式等方面采取措施，避开不利的冻胀条件。回避性的结构措施主要有架空法、埋入法和隔离法3种。

在实际工程中，需要结合建筑物的等级、要求、地基条件及当地材料等具体情况确定宜采取的防冻胀措施。比如，建在弱冻胀或中等冻胀土地基上允许冻胀变形的小型建筑物，可考虑采用单一的消除、削减冻胀的处理措施，将冻胀引起的建筑物变形控制在允许范围之内。但在强冻胀土地基上修建不允许变形或允许冻胀变形很小的建筑物时，只采用单一的消除、削弱冻胀的处理措施，可能难以达到防治冻害的目的，而且在经济上也往往是不合理的，在这种情况下，宜采取综合防治措施，即以一种措施为主，同时配合其他一种或几种措施。

小 结

本章的学习重点是岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、采空塌陷、矿井突水、瓦斯爆炸和岩爆等地质灾害防治工程的设计与施工，以及湿陷性黄土、软土、膨胀土、盐渍土、红粘土、冻土等特殊土的处理技术，难点是岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、采矿塌陷、矿井突水等灾害的防治工程设计。岩溶地区因岩溶发育的不均一性，使得防治岩溶塌陷灾害的难度较大、成本较高，对于一般工程可以考虑采用强夯、跨越等方法处理，但对于重要工程，应采取桩基、灌注填充等方法处理；在地面沉降区，除采取必要的措施控制地面沉降发展外，拟建工程一般应有适度的沉降量预留；地裂缝灾害的防治多以避让为主，或采取一定的结构措施减轻灾害损失；矿山与地下工程地质灾害重在预防，在编制开发利用方案或施工方案时，应针对可能出现的地质灾害，采取合理的开采方式或施工方法，围岩支护、留足保安（或防水）矿柱；在工程实践中，特殊土如湿陷性黄土地区出现的地基沉陷、地面开裂，软土地区的过量沉降、侧向滑移，冻土地区的冻胀、融沉以及边坡滑坍等灾害危及工程建设的案例很多，工程建设时对特殊土地基加固的设计和施工显得尤为重要。

复习思考题

1.岩溶灾害的处理措施有哪些？

2.强夯加固的原理是什么？具体如何实施？

3.灌注填充法如何设计？

4.岩溶地区桩基如何设计？

5.地面沉降有哪些防治措施？

6.什么条件下可以采用人工回灌对地面沉降进行治理？人工回灌治理方法有哪些？

7.人工回灌中应该注意的问题有哪些？如何解决？

8.人工回灌地下水设计及实施步骤有哪些？

9.在地面沉降地区为什么要进行防洪排涝？如何实施？

10.地裂缝的防治措施有哪些？

11.针对地裂缝上已有建筑物，如何布设减灾工程？

12.生命线工程如何避免地裂缝灾害？

13.如何确定塌陷盆地的最大塌陷深度？

14.防治采矿塌陷的井下技术措施有哪些？

15.矿井突水前有哪些“征兆”？如何识别矿井突水水源？

16.矿井突水的防治措施有哪些？

17.如何确定安全防水岩柱厚度？

18.简述矿井注浆堵水的工作程序。

19.防止瓦斯爆炸和岩爆的措施有哪些？

20.湿陷性黄土、软土、冻土地基的处理方法有哪些？

㈥ 冻土层是什么是冻着的土吗

冻土【frozen soil】指的是温度低于0℃且含有冰晶的土。 生活在北方的人有这样的体会，在冬天，当气温降到零度以下，如果你到户外挖土，就会发现原来松软的土地现在变得十分坚硬，一锹下去往往只留下一个白点。细心的人会发现在这些坚硬的土里面含有一些小冰晶，而且如果你不泄气继续挖下去，就会发现这层坚硬的土并不十分厚，在它下面还是比较松软的土。这层含有冰晶的土就是冻土。

㈦ 北方各地区冰冻土层厚度

冰冻土层厚度一般在0.8M左右

㈧ 冻土如何开挖

冻土的关键问题在融沉。那么，如何解决冻土路基的融沉问题？以程国栋院士为首的青藏铁路冻土科研攻关团队一改以往单纯依赖增加热阻这种消极的方法，在国际上首次提出了以“冷却路基”为核心的积极保护冻土的新思路。目前高温高含冰量路段均采用了冷却路基、主动保护多年冻土的工程措施。
中科院知识创新工程重大项目“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目首席科学家马巍研究员介绍说，在这一思路指导下，我们进一步研究了新的地温调控原理和高新技术，通过调控辐射、对流、传导等方法，为多年冻土区提出了相应的筑路技术：块石路基结构、通风管路基、热棒 保温材料结构措施、遮阳板措施等。
在青藏铁路沿线，记者看到了一段段长长的块石路基结构，即在土路堤底部填筑一定厚度块石，上面再铺筑土层的路堤。据介绍，这种多空隙的“块石层路基”能有效地保护冻土，它好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，能降低地基土温度0.5℃以上。
在中科院青藏铁路北麓河试验段示范工程现场，记者还看到一种全新的“热棒 保温材料结构”措施：在冻土路基的两旁插着一排排直径约15厘米、高约2米的铁棒。同是“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目首席科学家的吴青柏研究员介绍，这就是热棒。热棒是一根密封的管，里面充以工质（如氨、氟利昂、丙烷、CO2等），管的上端为冷凝器（由散热片组成），下端为蒸发器。当冷凝器温度低于蒸发器的温度时，蒸发器中的液体工质吸收热量，蒸发成汽体工质，在压差作用下，蒸汽上升至冷凝端，放出汽化潜热，再通过冷凝器散热片散出。同时蒸汽工质遇冷冷凝成液体，在重力作用下，液体沿管壁回流至蒸发段，再蒸发。如此往复循环，将热量传出。

㈨ 什么是冻土层

冻土层(Tundra)，亦作冻原或苔原，语出萨米语tūndra(tundar的属格)，意思是“无树的平原”。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出树木的环境；在地质学是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时、数日以至半月）、季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。地球上多年冻土、季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。

冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。中国的青藏铁路就有一段路段需要通过冻土层。工程师需要透过多种方法去使冻土层的温度稳定，以避免因为冻土层的转变而使铁路的路基不平，防止意外的发生。
北极冻原的分布
北极冻原的分布

冻原依据其地理位置，可分为以下三类：

1. 北极冻原、
2. 南极冻原和
3. 高山冻原。

冻土带边缘的植物
冻土带边缘的植物

无论哪一类冻原，占优势的植物都是草、苔藓和地衣。在森林和冻原之间的过渡地带称为树木线。

在地质学里有一门专科叫作冻土学，专门研究有关冻土层的地质特性。