简讯

冻结井复合井壁通过技术鉴定 为解决深冻结井筒井壁漏水的重大课题,由安徽省煤炭公司组织淮南指挥部,淮北指挥部、建井研究所、安徽煤矿设计院进行技术攻关,研究应用新型复合井壁结构获得成功。这种复合井壁是由混凝土块砌筑外壁、现浇钢筋混凝土内壁、内外井壁之间加设塑料(或其他材料)防水层组成。在两淮煤田新建的冻结井筒中,先后多次试验采用了这种复合井壁结构。至今,除潘三东风井尚未完全解冻,其余各个井筒都已解冻,解冻后的井壁基本无裂缝、不漏     

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。     

钢板—钢筋混凝土复合井壁结构在不均匀侧压力作用下的应力

本文根据钢板——钢筋混凝士复合井壁在不均匀侧压力作用下受力情况,提出这种井壁的应力计算方法,编制了计算程序;对内、外层这种复合井壁的受力进行了比较,并用谢桥西风井的实侧加以比较,说明内层钢板一钢筋混凝士复合井壁结构的优越性。     

南寨煤矿冻结井筒井壁结构设计

本文通过对与南寨煤矿地层条件相近的有关冻结井井壁破坏原因分析。在南寨煤矿冻结井筒井壁结构设计中，运用了“抗”与“让”相结合的支护技术，采用了泡沫板，ＢＲ型增强防水剂等新的井壁支护材料，提出了可压缩围板双层钢筋混凝土井壁结构。它不仅具有复合井壁在防水、减少竖向约束力等方面的优点，而且弥补了复合井壁费用高，井壁可缩性差及施工工艺复杂的问题。实践证明了设计的合理性和先进性，并取得了预期的技术经济效果。     

采空塌陷区风井井壁结构设计

简述了在采空塌陷区开凿立井井筒须采用复合井壁结构的必要性，并介绍了复合井壁结构的设计过程。这可以视为一项建井新技术，尤其对老矿区有较好的经济和社会效益。     

冻结滑动井壁壁间乳化沥青注浆技术

介绍张双楼西风井冻结施工复合滑动井壁壁间乳化沥青注浆方法及工艺，并对乳化沥青注浆工艺与效果进行分析。     

复合井壁壁内注浆经验

淮南潘集矿区表土流砂层较厚,井型大,多采用冻结法施工,冻结深度一般在300米以上。冻结段采用夹有聚乙烯塑料板的双层现浇钢筋混凝土复合井壁(个别井段外壁尚砌有料石层),图1是这一地区井壁结构的示例。潘二副井及西风井井壁结构特征见表1。     

龙深1井破碎带地层防漏堵漏技术及井壁稳定性

龙深一井所在构造位置为龙门山前缘逆推覆构造带大园包构造高点东南面,受上部地层的牵引作用下地层比较破碎,全井共计穿过了5条大的断裂带,裂缝空隙发育,井漏十分频繁,共进行了28次堵漏作业,7次承压堵漏作业,介绍了用桥浆堵漏与DTR 复合堵漏剂防漏堵漏、承压堵漏应用;分析了破碎带地层井壁失稳机理,具体分析井漏及掉块卡钻原因,提出本地区解决井壁失稳对策和开展井壁稳定性钻前预测与随钻检测.     

深井马头门处沥青块钢骨混凝土井壁结构的研究与应用

针对淮南新集一矿西区副井马头门及下段井筒处于强膨胀性泥岩地层中,对该马头门处立井井壁进行设计优化,选用了一种沥青块钢骨混凝土新型井壁结构。该井壁为沥青块缓冲层、密集槽钢井圈和钢筋混凝土的复合结构。采用有限元数值模拟方法,对钢骨混凝土井壁和原设计钢筋混凝土井壁的力学特性进行了对比分析。结果表明,相对于钢筋混凝土井壁,钢骨混凝土井壁的极限承载力可提高22%。沥青块钢骨混凝土井壁内力的现场监测结果表明,沥青块层具有较好的缓冲作用和调压效果,井壁结构受力状况良好且安全储备较高,进而验证了井壁结构优化方案的合理性和可靠性。     

复合井壁的优化结构

本文对复合井壁进行了力学分析，在分析中考虑了井壁间泡沫塑料板的良好可缩性；讨论了泡沫塑料板能够改善井壁中应力状态的作用；根据最充分利用井壁材料的原则，提出了获得复合井壁最合理结构的方法。     

特厚表土层钻井井壁底结构分析与设计优化

针对目前特厚表土层深钻井工程井壁底常用设计计算方法不能反映结构的细部应力特征、且支承环应力与实际状态不符的难题,采用有限元法对淮南张集煤矿西区进风井井壁底结构进行了数值分析,计算结果表明,原设计井壁底结构中壳体与支承环相交处内缘径向应力最大,为-34.54 MPa.在井壁底结构设计时,可取支承环高度2.0 m进行计算.通过设计优化,井壁底结构中最大应力得到大大降低,只有-12.68 MPa,满足了设计强度要求.工程实测结果表明,优化后井壁底结构中实际钢筋的最大应力为-67.20 MPa,混凝土最大应变为-351 με,且都远小于他们的设计值.优化后的井壁底不但节约了混凝土浇灌量,更为重要的是中间部位没有浇灌实,为后面破锅底爆破工作创造了自由面,加快了施工进度.     

冻结法凿井井壁应用C80～C100混凝土强度设计值等参数取值研究

深井冻结需要设计应用高承载能力的井壁结构，井下现浇高强度混凝土是提高井壁承载能力较为可行的方法。设计应用大于C80混凝土井壁缺少相应规程和规范，缺少对混凝土轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、弹性模量等物理力学参数的取值规定。通过国内外混凝土结构设计规范、国内有关学者研究成果和为该研究开展的验证试验等综合研究，提出C80～C100轴心抗压强度、轴心抗拉强度设计值和标准值、弹性模量与泊松比等取值建议，为制定冻结法凿井井壁设计应用C80～C100混凝土技术规程和形成技术体系提供依据。     

深厚表土层冻结井筒高强钢筋混凝土内壁设计优化与实测分析

针对深厚表土层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,对高强钢筋混凝土内壁的受力机理、设计优化方法、现场实测结果进行了分析研究。首先,采用相似理论设计出模型井壁并进行加载试验,实测得到高强钢筋混凝土内壁的应力、变形和承载力,研究了该种井壁结构的受力机理,结果表明深厚表土层冻结井筒内壁属于深埋于地下的厚壁圆筒结构物,由于内表面的圆形结构特征,在侧向压力作用下,井壁结构中混凝土由外缘的三向受压过渡到内缘的二向受压应力状态,其混凝土抗压强度提高了1.592～1.765倍,井壁承载能力得到显著提高。建立了混凝土抗压强度提高系数试验值的计算公式,获得了高强钢筋混凝土内壁的应力特性和强度特征。然后,基于我国现行混凝土结构设计规范关于混凝土多轴强度验算要求,根据模型试验结果和内壁受力机理,提出了深厚表土层高强钢筋混凝土内壁设计优化方法,给出了混凝土抗压强度提高系数设计取值。并将设计优化方法应用于潘三煤矿新西风井冻结段内壁控制层位,井壁厚度由原设计的1 150 mm优化为900 mm,厚度减薄达21.74%。最后,通过潘三煤矿新西风井工程现场实测表明,优化设计后的井壁结构中环向钢筋应力值为-125.8～-136.9 MPa、竖向钢筋应力值为-39.5～-53.2 MPa,远小于钢筋强度设计值300 MPa,井壁中混凝土环向应变为-730×10~(-6)～-790×10~(-6)、竖向应变为-380×10~(-6)～-390×10~(-6),远小于C70混凝土的极限压应变值,说明设计优化后的井壁结构不但经济合理,而且安全可靠。     

含水不稳定基岩段新型单层冻结井壁结构及抗渗研究

单层井壁较我国普遍采用的双层井壁结构形式有施工工期短,成本低等优点。提出了在煤矿立井穿过含水不稳定基岩段时,可采用单层井壁结构。针对单层井壁存在施工冷缝且受到地下水压力和多向应力的作用出现渗(漏)水的问题,研制出了一种用膨胀混凝土和类S形接茬方式浇筑的新型单层井壁结构形式。根据相似理论进行了井壁结构模型设计和模型试件的加工制作,并做了相关的模型试验。研究结果表明,此种新型单层冻结井壁在环向压力和竖向压力共同作用下的抗渗性能良好,所以单层冻结井壁在井壁结构施工中具有一定的可行性。     

MECHANICAL ANALYSIS OF SHAFT LINING WHEN THE STRATUM SETTLEMENT RESULTING FROM WATER DRAINAGE

Based on the stratum settlement resulting from water drainage, this paper establishes the calculating method of stresses and displacements of shaft lining and stratum by using Fourier integration, obtains the calculating formulas of tangiential load which shaft lining is subjected to, and provides theoretical basis for design of shaft lining.     

井筒采动损坏评价方法

目前国内外对井筒的采动损坏缺乏定量的评价方法,井筒的采动设计与保护容易产生安全隐患。为此,通过总结井筒采动变形、破坏的形式和特点,并根据井壁破坏与围岩变形的关系,主要针对混凝土、钢筋混凝土井壁,建立了科学可行的井筒采动损坏评价方法和指标：以井壁与围岩的竖向变形关系为主要评价指标,分别建立了表土、基岩段井壁竖向压缩（拉伸）变形破坏的计算公式。通过井筒采动损坏实例分析,印证了该评价方法和指标的可靠性。研究成果解决了井筒采动损坏的安全性评价问题,为井筒煤柱开采的安全设计提供了可靠的技术保障。     

冻结法成井井壁在深厚表土段附加应力研究

为研究深厚表土段井壁的破坏机理,提高井筒的使用寿命,指导已破坏井筒维修和为新设计井筒提供依据,采用数值模拟和理论计算相结合的方法,对淮北煤田深厚表土段井壁附加应力的产生原因及大小进行了探讨。结果表明：附加应力由井壁和裹携土体重量产生,与地下水埋藏深度、土的容重、地下水层数有关,地下水埋藏越深,产生的附加应力越大,在基岩表面处的附加应力为89.91 MPa,远远超过了混凝土井壁的抗压强度。为避免井筒破坏,应采用方法是：增加井壁强度、保持原有水压、设法减少锥体的重量、井壁在应力集中处采用伸缩装置。     

混凝土井壁竖向极限承载能力计算的研究

应用不同的约束混凝土强度理论，对混凝土井壁的竖向极限承载能力进行了计算分析，通过与试验结果的比较，认为进行混凝土井壁的竖向极限承载能力计算采用Ｏｔｔｏｓｅｎ准则和Ｐｏｄｇｏｒｓｋｉ准则较合适。为计算方便和精确，又对各种在等值测压条件下混凝土破坏准则进行了分析，最后利用试验结果，建立了一个形式简单、物理概念明确的混凝土井壁破坏准则，从而得到了该种井壁的竖向极限承载能力计算公式，可供设计时采用。     

Experimental study on sliding shaft lining mechanical mechanisms under ground subsidence conditions

Aimed at more than 60 shaft linings damaged in Huaibei, Datun, Xuzhou and Yanzhou mine areas, this paper presents a new type of sliding shaft lining with asphalt blocks sliding layer. By model test, it is obtained that the deformation characteristics and the me-chanical mechanisms of the sliding shaft lining under the condition of ground subsidence. The research results provide a testing basis for the sliding shaft lining design. By now, this kind of sliding shaft lining had been applied in 9 shafts in China and Ban.clladesh.     

利用钢井壁及千斤顶强制下沉通过竖井流沙层

介绍了利用钢井壁及千斤顶强制下通过坚井流沙层的施工过程,论述了从钢井壁的设计、组装到钢井壁下沉通过流沙层的施工方法,并分析了钢井壁下沉过程中几种容易出现的故障处理。实践表明,采用该方法通过竖井流沙层施工成功率在95％以上。