内层钢板高强钢筋混凝土复合井壁在冻结井筒应用研究

针对板集主井井壁修复工程,提出采用内套内层钢板高强钢筋混凝土复合井壁。对该种井壁受力机理进行分析,井壁内缘混凝土由于受到钢板筒的约束而处于三向受压应力状态,抗压强度明显增加,而该种井壁的现行设计计算方法并没有考虑到这一点。为此,根据我国现行混凝土结构设计规范中有关内容,给出内层钢板钢筋混凝土复合井壁设计计算完善方法。模型试验证明,采用完善方法设计的内层钢板高强钢筋混凝土复合井壁结构,其混凝土抗压强度提高了1.838~1.859倍。板集主井工程应用现场实测表明,井壁结构中混凝土环向应变值为-392με,说明采用完善方法设计的井壁结构安全可靠。     

巨厚冲积层立井井筒支护设计

为了解决巨厚冲积层条件下井筒支护强度问题,文章分析了厚冲击层井筒受力影响因素,研究了井壁在冲积层内的受力状态,对厚冲积层井筒支护强度进行了计算,结果表明,传统的混凝土及加筋混凝土材料已不能满足强度需求,应采用复合井壁进行井筒支护,复合井壁的计算可以采用材料弹性模量等效的方法计算。     

我国煤矿深井钻井井壁设计与施工现状

本文以实践为基础,介绍了我国煤矿钻井法凿井的发展和深井设计与施工的现状。特别就深井钢板与混凝土复合井壁的形式、受力计算及工艺措施等方面作了详细的介绍,并对近年来研究成果的应用作了引荐和评述,旨在为今后深井钻井井壁的设计作为参考。文中还就设计和施工方面现存的有关问题。提出了一些建设性的意见。     

复合井壁与钢筋混凝土井壁结构性能比较

全面深入了解钻井复俣井壁和普通钢筋混凝土井壁结构性能及其区别,对于合理选用钻井井筒支护结构形式,防止井壁出现局部破坏事故,有着积极而重要的作用,通过计算分析得出,在几何尺寸、配钢量及受力相同的情况下,复合井壁较普通井壁径向变形小;在几何尺寸、配钢量及径向变形相同的情况下,复合井壁较普通井壁受力大;在几何尺寸、结构承载能力相同的情况下,复合井壁较普通井壁配钢量小;在几何尺寸、配钢量相同的情况下,复合井壁较普通井壁结构承载能力大。     

介绍几种冻结井筒复合井壁

井筒是矿井的咽喉,其质量对矿井生产,影响较大。冻结井筒,井壁受力情况复杂,施工过程要承受冻结壁塑性变形和土壤冻结压力,解冻后井壁要承受永久土压和水压。一旦井壁破坏,修复相当困难。为确保井筒安全,很久以来,国外就全面研究冻结井壁结构、材料及施工工艺,而最成功的是复合井壁。西德的预制砌块、钢板和混凝土井壁奥·维克托利亚8号井,冻结深度227米,井径6.75米。冻结段采用砌块、砂浆充填层、沥青、钢板和钢筋混凝土结构复合井壁(图1)。混凝土砌块预制成楔锥形,内小外     

滑动井壁的应力和稳定计算

文中介绍了钢板沥青滑动井壁的特点和现状,并结合哈·林克《在不稳定岩层的井壁计算原则》,对滑动井壁的计算方法及结果进行了深入浅出的分析.同时,还就这种井壁的设计、发展提出了新的见解.     

钻井复合井壁内层钢板稳定性及锚卡作用的探讨

本文从理论上对钻井复合井壁内层钢板稳定性及锚卡的作用进行分析、探讨指出,钢板凝凝七复合井壁在受均 匀地压,并在内层钢板设置泄水孔的条件下可不加铺卡,也不会降低井壁强度。     

内钢板复合井壁水平承载力分析

利用相似理论对内钢板复合井壁水平承载力的影响因素进行了分析,通过对典型参数的模拟分析得到了水平承载力的主要影响因素。根据回归分析大量的模拟结果,得到了内钢板高强混凝土(C60~C100)复合井壁水平承载力的计算公式,该公式既考虑了内钢板和混凝土的厚度几何因素,同时也考虑了混凝土强度的力学因素。经理论计算对比分析和模型试验检验,所得计算公式具有一定的适用性和可靠性。     

立井深厚表土层施工方法与井壁结构设计研究

针对板集矿井深厚表土层的凿井技术难题,通过研究分析提出了三个井筒表土段均采用钻井法施工,并根据现行钢筋混凝土设计规范,提出了钻井井筒高强钢筋混凝土井壁和双层钢板混凝土复合井壁的设计计算新方法。     

深厚冲积层井筒修复内层钢板高强钢纤维混凝土复合井壁研究及应用

针对板集煤矿副井井筒修复的复杂工程条件,提出采用内套内层钢板高强钢纤维混凝土复合井壁结构。首先,对该种新型井壁结构力学特性进行了模型试验研究,结果表明:在井壁结构中高强钢纤维混凝土的极限压应变可达(-3 710~-3 750)με,显著提高了井壁结构的延性特征;由于内层钢板的约束作用,井壁内缘钢纤维混凝土也处于三向受压状态,钢纤维混凝土抗压强度提高了1.822~1.974倍,从而显著提高了该种复合井壁的承载能力;在板集煤矿副井井筒修复工程中首次应用了内层钢板高强钢纤维混凝土复合井壁,并通过现场实测结果表明,2个监测水平钢纤维混凝土应变分别为-290με和-359με,远小于试验实测的极限压应变值,说明目前该种新型井壁结构混凝土变形小,井壁结构安全可靠。     

深井冻结复合井壁结构计算

本文概述了冻结法施工的井壁结构双层井壁的受力特点,目前设计和施工中存在的问题。文章详细讨论了一种复合井壁的特点,它的防水性能好,受力状态优越,可充分发挥井壁材料抗压强度高的作用。     

内钢板高强钢纤维混凝土井壁力学特性研究

针对特厚(600~800m)冲击层中煤矿立井井筒支护问题,提出了使用内钢板-高强钢纤维混凝土复合井壁结构,为研究该井壁结构的水平承载特性,利用相似理论推导,采用物理模拟试验的方法,进行了4个模型井壁的破坏性试验,研究了该类井壁结构的水平承载特性和变形特征。研究表明,内钢板-高强钢纤维混凝土复合井壁属约束混凝土结构,是特厚冲积层中井筒支护理想的井壁结构形式之一。     

厚表土井筒修复内套钢板混凝土井壁技术研究

为解决由突水溃砂引起的厚表土地层井筒破损问题,针对其竖向压裂、法兰盘拉开及井筒偏斜等破坏特征,提出钢筋混凝土井壁与内套钢板(钢纤维)混凝土井壁结构相结合的全深套壁修复加固方案。以淮南矿区某在建煤矿副井为工程背景,结合现场井壁破坏形式及突水溃砂机理,提出井筒套壁设计原则和结构形式;根据现场井筒变形情况和相关规范计算得出套壁厚度以及钢板、混凝土应力;通过分析计算结果并结合现场实际,制定套壁施工方案;采用振弦传感器法对修复后内套井壁壁间压力、环向钢筋应力和变形进行监测,并长期观测检查孔水位。研究结果表明:①按组合筒公式计算得出,内套钢板(钢纤维)混凝土复合井壁结构钢板应力范围为187.6～292.0 MPa,混凝土应力范围为32.8～51.0 MPa,均满足设计要求;②施工完成后,壁间压力和环向钢筋应力监测最大值分别为3.2MPa和113.4 MPa,均处于安全范围内;③修复后井筒涌水量约为4 m~3/d,内套钢板混凝土复合井壁结构防水效果突出,井筒结构安全稳定;④在累深315.0～567.7 m段,井筒多处破损,以偏斜破坏为主,最大偏斜值达1 154 mm,在严重偏斜段,沿竖向采用分模、随偏、微调方式施工内套井壁,解决各模钢板接茬过渡施工难点。该方案利用单层内钢板(钢纤维)混凝土复合井壁结构其自身强度高、防水性能好等优点,不仅大幅减少内套井壁厚度,且保证修复后井筒的安全稳定运行。     

高强混凝土在钻井法凿井中的应用

介绍了钻井法施工的井筒井壁采用高强混凝土井壁代替钢板复合井壁的可行性,并从技术和经济角度阐述了高强度混凝土的应用和推广价值。     

谢桥煤矿西风井双层钢板混凝土井壁受力分布规律

对谢桥矿西风井双层钢板混凝土井壁受力分布进行了观测，实测的各应力值与理论值和模型试验结果相吻合，从而验证了该井壁结构合理，安全可靠，这对我国深大钻井井壁设计和施工具有重要意义。     

双层钢板约束混凝土钻井井壁力学性能数值模拟研究

运用ADINA有限元程序,对双层钢板约束混凝土钻井井壁在围压作用下的力学性能进行了数值模拟研究。结果表明,在含钢量接近的情况下,随着内、外钢板厚度之比的增大,钢板对混凝土的约束效应更加明显,复合井壁的极限承载力随之提高。这说明仅考虑环向荷载时,将更多的钢板置于井壁内侧更为经济合理。     

塌陷活动区立井井壁应力的理论分析

针对塌陷活动区岩层地压特点，本文提出了一种复合井壁结构形式，阐明了其支护特点，分析了外壁及内壁的受力情况，给出了其内应力计算表达式。     

塌陷活动区立井井壁应力的理论分析

针对塌陷活动区岩层地压特点，本文提出了一种复合井壁结构形式，阐明了其支护特点，分析了外壁及内壁的受力情况，给出了其内应力计算表达式。     

加快井壁安装的新措施

西德在冻结井筒施工中,为保证安全通常用复合井壁支护。井壁分内外两部分,外井壁为混凝土预制块,内井壁为双层钢板夹混凝土层,内外层之间为沥青层。内层井壁支护时,通常是将钢板逐块吊入井内并在井下焊接。由于钢板很厚(达71毫米),焊接工作量甚大,这在经济上,时间上和劳动组织上都是不利的,因此近年来西德在这方面做了一些改进。     

特厚表土层削球式井壁底的受力机理及影响因素分析

以拟建中的山东某矿风井(钻深760 m左右)为原型, 采用数值计算方法对削球式井壁底的受力机理及影响因素进行了系统研究, 得出了影响削球式井壁底受力的主要因素, 提出了改善井壁底受力状态的最佳圆心角概念, 推导出最佳圆心角与厚径比的关系式, 为今后特厚表土层钻井井壁底设计计算提供了参考依据。