斜井通过富水厚砂层综合施工技术

为了解决薛庙滩煤矿2#副斜井穿越富水厚砂层的难题,以"降水+加强支护+台阶法施工"为总原则,提出采用井筒内、外均匀降水普通法施工为核心技术,采用围岩多种支护方式,确保斜井通过富水厚砂层。实践表明:井筒内、外水位降低至底板0.5 m以下,可满足斜井通过富水厚砂层段的要求;围岩多种支护方式及台阶法施工,可以保证围岩的稳定。该项综合施工技术对陕北榆林乃至整个榆神矿区井筒穿越富水厚砂层施工具有借鉴意义。     

皮里青煤矿斜井穿厚松散层围岩分段支护技术研究

针对皮里青矿厚回填土下斜井穿厚松散层部分围岩出现的围岩移近量明显、支护体破坏和喷射混凝土层不同程度开裂的问题,利用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,研究了厚回填土下斜井穿厚松散层围岩变形破坏规律及支护技术,结果显示:厚回填土下斜井穿厚松散层围岩的变形破坏规律可归结为拱顶围岩承载能力弱、帮部围岩破坏严重及拱顶变形严重三方面。据此提出了厚回填土下斜井穿厚松散层围岩分段支护技术:表土层和风化基岩段采用承载力高的16#普通热轧型钢U型棚支护;稳定基岩段采用锚杆索协调支护,提高顶部围岩自稳能力。主斜井现场工业性试验结果表明:井筒围岩变形均在工程允许范围内,符合井筒使用要求。     

煤矿斜井风化破碎带堵水、围岩加固技术研究

通过丰乐佰金源煤矿主斜井井筒涌水调查研究,确定了涌水原因为表土层下流砂层与地表水沟通,并根据井筒围岩条件特征,进行了注浆堵水施工方案设计,井筒涌水量明显降低,破碎围岩重新胶结成整体,保证了井筒的正常使用。     

富水砂层冻结斜井冻结壁厚度设计

根据富水砂层松散地层的特殊性质将冻结井筒分为浅埋和深埋2种情况,分别采用岩柱法和普氏理论对井筒围岩压力进行分析,给出了井筒浅埋和深埋2种情况下富水砂层斜井冻结壁厚度计算方法,现场实践表明富水砂层冻结斜井冻结壁厚度设计方法是合理可行的。     

斜井穿越含水流砂层管井降水技术研究

为使斜井顺利穿越含水流砂层,根据管井降水机理,通过理论计算分析,合理确定管井流量、深度及布置方式。采用管井降水技术,通过局部降低含水流砂层水位标高,并加强掘进工作面临时支护,提高了工作面围岩稳定性,使土体产生固结,防止了工作面溃砂、冒顶事故,为斜井井筒快速、安全通过含水流砂层奠定了基础,也为类似条件下井筒施工提供了参考。     

思山岭铁矿1 500 m副井基岩段井筒围岩稳定性分析与控制研究

针对传统浅埋竖井井筒围岩稳定性控制理论、方法应用于深竖井建设存在的局限性,以思山岭铁矿1 500 m副井工程为依托,进行了深竖井井筒围岩稳定性分析与控制方法研究。通过无支护自稳跨度、自稳时间等指标对该矿副井基岩段的井筒围岩稳定性进行了分析,其最小无支护自稳跨度为22 m,对应的自稳时间为125 d,可保证副井基岩段掘进进尺4 m、掘进循环周期为1～2 d的井筒围岩稳定性,然而考虑副井基岩段井筒围岩掘进至役期的长期稳定,副井开挖后仍需对井筒围岩进行支护。同时,基于新奥法(NATM)与挪威隧道施工方法(NTM),提出了强调充分发挥井筒围岩自稳能力的深竖井井筒围岩稳定性控制理论,建立了锚网喷初次支护与混凝土衬砌永久支护相结合的深竖井井筒围岩稳定性控制方法,并据此结合该矿副井基岩段井筒围岩支护设计,分析了深竖井井筒围岩支护设计的基本流程,提出了副井基岩段井筒围岩支护设计方案。通过Phase 2数值模拟评估了该矿副井基岩段井筒围岩支护设计的安全性,验证了所提出的深竖井井筒围岩稳定性控制理论、方法以及支护设计方法应用于深竖井建设的可行性。     

煤矿风积砂层长斜井服役状态安全评价研究

井筒作为特殊地下构筑物,其安全状态不仅与自身结构性能有关,也与围岩环境、使用条件相关;提出以系统的观点,开展既有井筒安全状态研究评价。结合袁大滩煤矿副斜井风积砂层冻结段井筒案例,沿井筒建设、运营时间轴,从围岩环境、结构性能、运行状况3个维度,对斜井井筒安全状态进行研究分析;对地质与水文地质条件、建设运营状况、现有井壁结构承载能力、混凝土质量检查、位移变形监测数据分析、防水性能、工程类比等多个因素,逐一进行评价和综合论证,得出科学结论,对既有斜井井筒安全状态评价问题做了深入探讨。     

深井井筒加固有限元分析技术的研究应用

针对滕东煤矿深井井筒加固施工的问题,通过有限元计算分析,找到井筒受力的变化规律,为井筒加固施工提供理论支持。采用高强高预应力岩体锚固技术,在不同的岩性段内采取适应岩性的锚索加固工艺参数,对井筒围岩进行加固,以提高井筒围岩的承载能力,并降低和部分抵消井壁围岩承受的附加应力,确保了井筒加固施工成功。     

深部高应力大断面煤巷围岩控制技术研究

某矿1305工作面埋深超过850 m,工作面上、下平巷支护困难,在综合分析深部高应力、大断面、软弱厚顶煤复杂巷道围岩条件下地应力场分布规律基础上,通过FLAC3D数值模拟研究了高应力大断面厚顶煤巷道围岩变形破坏机理,提出了高预紧力支护、斜拉锚索顶板控制、两帮加强控制等围岩稳定性原理,为该条件下煤巷支护提供了理论依据。     

渗水厚砾石层斜井围岩破坏机理模型试验

以新疆伊犁一矿为工程背景,设计了物理模型试验,建立了渗水条件下厚砾石层斜井围岩破坏机理模型试验方法.实现了渐进加载作用下渗流状态时井筒围岩塌方破坏过程的试验模拟,并结合模型试验结果对渗流状态下井筒围岩破坏过程及破坏过程中围岩应力和围岩位移变化规律进行了分析.研究结果表明,渗流条件下,非耦合支护厚砾石层巷道顶板离层现象明显,围岩顶板下沉量大于两帮围岩位移量,支架上承受的荷载明显增加;同时由于围岩的自承力明显减少,强度明显较低,支架受力就会变得很大,支架容易失稳;不同级渗流条件下,渐进加载时顶板土压力变化最为明显也最大,两帮的土压力次之.