2026 年国内深地资源开发提速,甘肃、山东、两淮、蒙东等多地千米级超深冻结立井项目密集开工。九龙川煤矿 1070 米进风井刷新区域冻结深度纪录,三山岛 2000 米海底金属矿立井、多个西部厚表土层回风井同步推进,复杂地层、高水压、高地温叠加带来的施工安全管控难题,已成为矿建行业共同关注焦点。

冻结法是穿越富水、流砂、软岩地层建设井筒的核心工艺,依靠人工制冷在地层形成密闭冻结壁,隔绝地下水、抵御地压,一旦监测滞后、数据缺失,极易出现井壁渗水、冻胀开裂、冻结壁不交圈等重大安全隐患。
业内调研显示,现阶段不少中小型矿建项目仍沿用传统人工监测方式,存在多重痛点:
数据采集碎片化:冻结壁测温、制冷机组运行、机房温湿度、盐水压力流量分属多套独立设备,数据互不互通,管理人员无法直观掌握整体冻结状态;
人工值守误差大:依靠巡检人员定时抄录数据,间隔长、滞后性强,温度、漏水、设备故障等突发异常难以及时发现;
监管溯源不达标:新修订矿山安全监管要求施工全流程数据自动存档、可随时调阅,手动台账无法满足安监核查标准;
超深井适配性不足:千米级井筒地层条件复杂,单点测温难以完整反映冻结壁全域温度场,仅凭经验调整制冷参数存在较大盲目性。
多位矿建总工程师表示,随着冻结深度持续突破,依靠人工经验管控的模式已经跟不上工程安全与智能化建设要求,一套一体化、自动化、可视化的全域监测系统,是保障深井冻结施工平稳推进的必备条件。
今年煤炭行业智能化建设文件明确提出,推进深立井施工 “机械化减人、自动化换人”,鼓励集成物联网感知、远程告警、三维可视化的综合监测方案落地,打破各设备系统信息孤岛。
当前行业认可度较高的成熟技术路线,是将冻结壁高精度测温采集与冻结站动力环境监控深度融合,实现两大核心场景统一管理:
1. 井下冻结壁全域感知
沿井筒深度布设多路测温传感终端,24 小时不间断采集不同地层温度数据,自动生成温度场变化曲线,精准判断冻结壁扩展、交圈、稳定状态,提前预判局部薄弱区域,为制冷负荷调整提供量化数据支撑,替代传统人工定点测温模式。
2. 地面冻结站全维度动环监测
覆盖制冷机组、盐水循环管路、配电 UPS、机房环境等关键设施,实时采集温湿度、水浸、电流电压、管路压力、氨气浓度等指标,出现高温漏水、机组过载、蓄电池异常等隐患时,系统自动分级推送告警信息至管理终端。
3. 统一可视化平台与数据闭环
所有井下、地面监测数据汇总至同一管控大屏,支持远程网页、手机 APP 随时随地查看;系统自动留存全周期监测记录,形成标准化电子台账,可直接对接地方矿山安全监管平台,满足政策合规存档要求。
从今年已完工及在建项目落地情况来看,一体化智能监测系统已覆盖煤矿主副风井、金属矿超深立井、西部厚表土层矿井等多类场景。
甘肃九龙川千米冻结井、山东三山岛海底矿建井筒、鲁西多座回风立井均落地成套监测设备,针对井下高湿、粉尘、温差大等极端工况优化硬件防护,解决传统设备井下运行不稳定、信号传输中断等痛点。
其中烟台吉安电子深耕矿建冻结监测赛道多年,整套解决方案具备多项差异化优势:
软硬件自主研发一体化:自研冻结壁测温采集仪、矿山工业级动环主机、可视化管控平台,无需外购拼接设备,系统兼容性强,减少多厂商对接调试周期;
轻量化灵活部署:既有适配千米深井大型项目的数字孪生完整版,也有适合中小型回风井、改造项目的简易监测套餐,按需搭配,控制项目投入成本;
全周期配套服务:从现场勘测、设备安装调试、平台运维到后期系统升级提供一站式技术支持,全国矿区均可上门服务。
依托以上技术优势,吉安电子为上述项目配套交付全套监测软硬件,实现井下测温、冻结站环境监控一体化联动。项目现场反馈,整套系统上线后,现场巡检人力投入显著降低,冻结参数调控精度大幅提升,完整电子数据档案也顺利通过多轮安监专项检查。

行业技术专家补充,未来深地矿建监测将进一步结合数字孪生、AI 数据分析技术,依托海量工程样本实现冻结壁发展趋势智能预判,推动深井施工从 “事后处置” 转向 “事前预警”,持续筑牢深地资源开发安全底线。
文末行业小结
伴随 “十五五” 关键矿产保供、智能矿山建设持续推进,超深冻结立井工程建设规模还将持续扩大。安全监管趋严、施工风险升级双重背景下,融合冻结测温、机房动环、远程可视化的一体化智能监测体系,将逐步成为新建、改扩建冻结井筒的标准化配套配置,助力国内矿建行业向数字化、本质安全化稳步转型。

行业交流
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