混凝土水化热对白垩系地层井壁与冻结壁温度影响的实测研究

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明:外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大可达68.4℃,且粗粒砂岩受水化热影响的温度上升速率大于细粒砂岩;大量水化热使两监测水平保持了较长的正温养护时间,对外壁混凝土早期强度增长有利;同时,释放的水化热使冻结壁出现大范围升温以至局部融化(融化深度达305 mm),对冻结壁的强度造成不利影响。通过分析和探讨水化热对井壁及冻结壁的影响规律,对西部白垩系地层井筒冻结工法设计与施工具有重要意义。     

宁正煤田白垩系岩层冻结温度场实测与数值分析

宁正煤田煤层上覆巨厚白垩系富水岩层,井筒多采用冻结法施工。由于对该岩层冻结温度场扩展特性以及冻结壁受水化热影响范围等缺乏研究,导致冻结设计不合理、冻结壁交圈时间预判不准确等问题。针对上述问题,以宁正煤田新庄煤矿风井为背景,通过现场实测和数值模拟,对该矿井白垩系砂岩地层冻结温度场扩展特性、外井壁混凝土水化热对冻结壁的影响开展了研究。实测结果表明:砂岩地层冻结初期温度快速下降,平均降温速率达0.23℃/d,冻结锋面的发展速率达21.08 mm/d;混凝土水化热对冻结壁温度场的影响大,冻结壁的融化深度范围为440~480mm,距离外井壁50 mm的3#测点温度升高了33.6℃,平均升温速率达到了2.6℃/d。通过对数值模拟与实测结果比较发现:砂岩地层冻结壁扩展速度、井帮温度等参数值基本一致,能很好地预测冻结壁温度场变化规律。     

新庄煤矿白垩系富水基岩立井冻结温度场监测分析

为了准确掌握白垩系地层富水基岩立井冻结温度场的发展规律,通过对新庄煤矿风立井的冻结监测,得到了该地区白垩系地层在特定条件下降温分析数据,进而研究了该地区初始地层温度场的分布规律,以及冻结管内盐水去、回路温度变化规律;对比分析不同岩性随时间变化冻结温度场发展特征,得到白垩系地层降温速率依次为:粗砾岩粗粒砂岩中粒砂岩泥质粉砂岩砂质泥岩;实测数据推算得到白垩系洛河组地层冻结壁扩展速度最快达0.082 m/d,埋深最大泥岩层冻结壁扩展速度最小为0.033 m/d,冻结时间在60~150 d冻结壁扩展速度较大,为估算积极冻结时间提供参考依据。     

秦巴山区堆积层滑坡易损性评价方法研究

易损性反映了特定社会的人们及其所拥有的财产对自然灾害的承受能力,不同地区的不同承灾体在不同时间里对不同的灾害有不同的易损性特征。通过选取定性评价因子,对易损性进行等级划分,从而做到定性分析;通过对承灾体、时空概率和易损性调查,由引入的易损性指数可以对易损性做到定量分析。最后还提出了易损性的等级划分标准。结论表明:易损性指数是表示各因子在易损性判别中作用大小或强弱的物理量,是一个相对比较的数值,是定性分析的定量表示。     

白垩系地层煤矿立井冻结压力实测研究

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析两个代表性水平层位冻结压力的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁受冻结压力变化的基本规律。研究表明:白垩系软岩层冻结压力9d内急剧增长,达1.108~1.714MPa,最大值达1.126~1.867MPa,就作用在井壁上的冻结压力发展趋势而言,表现出明显的阶段性特征,即快速增长、均匀增长和稳定阶段。此外,通过对两个水平同一深度处冻结压力平均值随深度变化曲线进行拟合,得到风井平均冻结压力随深度的变化规律,进而确定了冻结压力上限值,为保证冻结凿井施工的安全进行提供了理论依据。     

混凝土水化热对白垩系地层冻结壁温度场影响的实测分析

为了了解外井壁混凝土水化热对白垩系地层冻结壁温度场的影响规律,通过对新庄煤矿回风立井冻结壁的两个地层进行温度的现场监测,分析监测数据得到:外井壁混凝土浇筑后,两个地层的冻结壁内侧温度迅速升高,监测点处的温度最高点达到15.8℃;随着深度的增加,混凝土水化热对冻结壁的影响范围增大,但冻结壁维持正温的时间减少;在混凝土水化热的作用下,冻结壁的融化深度介于250~600mm之间;水化热的减少及融化区的水热在温度梯度的作用下大量向冻结区迁移,致使冻结壁内侧高温部分的温度迅速下降。     

西部白垩系冻结立井外壁受力与温度实测研究

为解决西部白垩系富水地层冻结法凿井的技术难题,采用振弦传感器和热电偶对甘肃某矿风立井外壁竖筋、环筋受力与冻结压力的变化规律和成因以及外壁温度场的变化等进行实测。结果表明,外壁竖筋先受压后受拉,最大拉应力达81.711 MPa,环筋均受压,最高为-42.113MPa;冻结压力达1.098~1.724 MPa,但远小于东部冲积层限值;外壁浇筑后急剧升温,最高为62.3℃,随后迅速降低并低于-10℃,同一点前后温差在70℃以上;井壁设计过于保守,施工进度慢、成本高,对西部立井井壁设计施工需进一步优化。     

双层注浆小导管在隧道洞口工程中应用探讨

双层注浆小导管超前支护作为一种围岩加固措施,其在实际工程应用中有着很好的支护效果,因而在隧道开挖施工中逐渐被大量选用,尤其在山岭隧道超前支护中应用更为广泛。以实际工程为研究背景,针对双层注浆小导管超前支护加固的施工工艺及设计参数展开研究总结,并根据具体工程应用情况,与其他超前支护工法进行了对比分析。研究表明:双层注浆小导管超前支护施工机械简易,工艺简单,工法灵活,可根据开挖暴露的围岩随时调整支护参数,支护效果好,且经济性和实用性突出。本文的研究对双层注浆小导管超前支护在隧道洞口施工中的工程实践具有一定的指导意义。     

富水软岩冻结凿井井壁压力场与温度场监测

为研究水化热及冻结规律对井壁及冻结壁的影响,在白垩系地层立井冻结施工中,通过分析2个代表性层位的现场监测数据,得到两壁间温度、径向荷载的基本变化规律:外壁浇筑后,两水平出现温度迅增,冻结压力发展趋势明显;水化热使两水平保持了较长的正温养护时间,也使冻结壁出现大范围升温以至局部融化。并对两水平同一深度处冻结压力平均值随深度变化曲线进行拟合,得到回风立井平均冻结压力随深度的变化规律,确定了冻结压力上限值。     

煤矿立井冻结壁温度场演化规律数值模拟分析

为了研究煤矿立井冻结壁温度场发展规律,采用COMSOL Multiphysics 多物理场耦合程序,建立了立井冻结壁有限元分析模型,该模型考虑了冻结过程中相变潜热因素影响,模型与工程实际更为吻合。为验证模型的准确性,以某矿风井为研究对象,进行了170 d的冻结过程模拟,并与实测数据进行了对比分析,模拟结果与实测吻合度较好。依据模拟结果,可得出:①冻结过程中,测温孔温度呈负指数型下降,最终趋于恒定值;②冻结壁厚度初期增长幅度较大,而进入156 d增长趋势趋缓,最终趋于稳定,厚度达到8.2 m;③主面温度曲线以冻结管位置为中心呈V型发展,界面温度曲线则近似呈弧形发展。本模拟方法为冻结壁温度场研究提供了一种新的分析手段,相应研究成果对冻结法凿井准确把握井壁温度场演化具有较好参考价值。