冻结井筒竖向可缩性井壁接头的设计研究

深厚表土层冻结法施工的立井井筒可能因竖向附加力作用而发生破裂,安设在立井井筒中的竖向可缩性井壁接头可有效衰减竖向附加力,从而预防井筒破坏。根据竖向可缩性井壁的设计原则,研究了竖向可缩性井壁接头的结构形式及其简化设计方法。采用数值计算方法对竖向可缩性井壁接头的安设位置及个数进行了优化设计,结果表明,设置双可缩性接头极大地改善了内层井壁的受力状况。现场测试表明,竖向可缩性井壁接头可有效衰减竖向附加力,使立井井筒运营情况良好。     

不均匀侧压力下冻结井筒混凝土井壁结构试验研究

通过不均匀侧压力下冻结井筒混凝土井壁结构模型的试验研究，得到了混凝土井壁具有很高的承载能力和现行设计的冻结井壁中不会出现拉应力，从而为我国冻结井筒采用混凝土井壁代替钢筋混凝土井壁的探讨提供了试验依据。     

冻结井壁高性能混凝土性能试验

结合冻结井壁高性能混凝土的特性,测试了14组不同配比混凝土的1,3,7,28 d抗压强度、劈裂抗拉强度及抗渗性能,研究了冻结井壁高性能混凝土外加剂的类型及其掺量、细骨料含泥量、粉煤灰掺量等对矿井建设高性能混凝土的影响.研究表明,3种类型的外加剂均能改善混凝土的早期和后期强度,其中早期强度提高显著,掺加HNT-1型外加剂混凝土的1 d抗压强度提高145%;细骨料含泥量从0%增加到5%,混凝土抗渗性能降低60%,混凝土3 d抗压强度降低30%;粉煤灰的掺入可明显降低混凝土的早期抗压强度,1,3,7 d抗压强度最大降低幅度可达普通混凝土的40%,14%和7.8%.     

从井壁受力规律谈深井冻结井壁的结构和设计

冻结法凿井,作为通过不稳定含水地层的主要特殊凿井法,在我国矿井建设中占有重要地位。它是制冷技术在煤炭工业中应用的显著成就。自1955年在开滦林西矿风井首次采用冻结法凿井以来,至今已施工了170多个井筒,平均每年有七个井筒用此法建成。成井最大直径8米,最大冻结深度330米,最高月成井183.34米。今后,随着两淮、开滦、兖州等重要煤炭基地的加速开发,井筒必须穿过越来越深厚的表土层,无疑将使冻结法继续发挥重要作用。     

冻结法施工井壁破坏原因的分析

本文对冻结法施工的井筒在表土段与基岩的界面附近出现的破坏现象进行了简要分析，提出了可能导致井壁破坏的几种因素，并就预防措施提出了几点建议。     

祁南矿井冻结井新型井壁结构破坏分析

祁南矿井冻结段井筒采用了我国自行研制的滑动、可缩性新型井壁结构。通过对核矿三个井筒外层井壁施工过程中出现破坏原因的分析,指出了在设计和施工中存在的不足,提出了需进一步研究的问题。     

新型单层冻结井壁温度场相似模拟研究

基于中国矿业大学的新型单层井壁结构,采用物理模拟方法研究了不同厚度、不同井帮温度条件下井壁内温度场发展规律,结果表明,新型单层井壁浇注后,温度迅速上升,井壁越厚,达到的最高温度就越高;专利井壁采用补偿收缩混凝土补偿了部分温差,井壁内外温差虽略微超过规范规定的最大控制温差(25℃),但井壁不会开裂;井壁内部高水化热使得井壁获得至少8d的全断面正温养护时间,井壁无冻害危险;井帮温度不同,相同厚度的井壁达到的最高温度不同;井壁越厚,井帮温度对井壁能达到的最高温度影响越小.利用龙固煤矿实测岩土参数进行的新型单层井壁物理模拟试验结果较好地验证了基于龙固外壁现场实测数据反演得到的水泥水化参数进行数值模拟的结果.     

用硅粉作冻结井壁混凝土掺合料的研究

本文通过一系列试验提出:在混凝土中掺加适量硅粉和高效减水剂,可以采用普通混凝土的原料和生产工艺,配制出早强、高强和耐久性好的硅粉混凝土。这些试验为制备高质量、低消耗的冻结井壁混凝土,又提供了一条可行的技术途径。     

立井冻结黏土爆破对井壁的振动影响研究

立井采用冻结法施工时,冻结黏土爆破产生的振动易引起井壁破裂,从而造成安全事故。以赵固二矿立井冻结黏土爆破掘进工程为背景,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立模型,研究不同掏槽药量、地应力条件、中空孔数量工况下爆破振动对井壁产生的影响。结果表明：井壁测点振速与掏槽药量成正比,掏槽药量从16 kg增加至64k g,振速从9.53 cm/s增加至35 cm/s,增大了3.67倍;中空孔可减弱爆破冲击荷载对井壁的振动影响,且井壁振动速度与中空孔半径成反比;地应力在1～3 MPa变化时,井壁振动速度与地应力成正比。现场爆破方案数值模拟得出：采用1,3,4,5段电雷管毫秒延时爆破时,冻结黏土爆破产生的应力波主要沿井壁竖向传递;4段辅助孔爆破对井壁的振动影响最大,约为5段周边孔爆破的3.5倍,在距离掘进面13.3 m处,4段辅助孔产生的拉应力最大为0.425 MPa,不会对井壁混凝土结构产生破坏。分析方法和研究结果可为同类型条件深大立井冻结黏土爆破施工提供参考。     

宣东二矿主井井筒冻结段快速施工

介绍了宣东二矿主井井筒冻结段快速施工方面的经验．基岩冻结段采用中深孔钻爆法施工,加快掘进速度,且未引起冻结管弯曲或断裂．因此,抓好综合机械化配套设施的使用和管理可为快速施工创造条件．     

考虑井壁径向流入的大位移井井筒压降计算

根据大位移进井筒流动特征，应用质量守衡，动量守衡原理建立了考虑井壁流体径向流入的任意倾角的大位移井筒压降计算模型。普通水平管内单相液流压降模型和Dikken的压降模型是所建模型的特例，在井筒为单相层流、紊流的情况下，对考虑了井壁流体流入的摩擦系数进行了分析讨论，对不同井长和井产量用实例分别计算了单相流情况下井筒的压力分布和压降，计算结果表明，在井筒较长，井产量较高时，不能忽略井筒压力降。     

冻结井筒超前位移与底臌的理论分析

冻土有明显的流变特性。在地压作用下，冻结壁产生超前位移，进而引进工作面的底臌。本文对超前位移及底臌进行了理论分析，并阐述了防止工作面底臌的措施。     

冷泉副井冻结段内层井壁压杆式滑模施工

介绍了冷泉副井表土冻结段内层井壁采用防裂密实混凝土新工艺,运用液压滑模施工的工艺过程,并总结了有益的施工经验．     

深井井壁砌筑前后冻结壁应力场和位移场

在卸载情况下考虑周围土体、冻结壁和井壁共同作用的同时考虑了冻结壁中冻土冻胀特性和流变特性建立井壁砌筑前后冻结壁的粘弹性稳定性分析模型,求得井壁砌筑前井帮的变形规律和井壁砌筑后作用于井筒外壁的冻结压力的增长规律。结果表明考虑了冻结壁冻胀特性的冻结壁的变形值及冻结压力值更接近实测值。     

新型单层冻结井壁膨胀及温度应力场数值计算研究

基于一种新型单层井壁结构,利用数值计算方法,对变温度、变弹性模量、变约束条件的井壁温度和膨胀应力场进行了深入研究,结果表明,加入膨胀剂的新型井壁径向在浇筑全程中均处于受压状态,井壁径向不会开裂;采用微膨胀混凝土能在井壁竖向产生最大约1．59MPa的压应力,有效防止了井壁温度裂缝的形成;温度拉应力仅出现在距井壁表面100mm左右,拉伸裂缝属于浅表裂缝,且井壁内缘的竖向配筋将有助于抑制水平裂缝的出现;微膨胀混凝土可以在井壁环向最大提供2．8MPa的环向压应力,使井壁在环向始终受压．研究结果对于单层井壁的设计与施工具有重要的指导意义．     

液氮低温快速冻结——关于冻结时间的探讨

近年来,国外主要工业国家在地下建筑工程中使用了液氮冻结,显示了这种新冻结方法的工艺设备简单和低温快速的特点。我国于79年4月进行了首次试验,基本达到预期效果。 液氮冻结在工艺设备,冻土温度,扩展速度等方面都与一般盐水冻结不同。本文除扼要分析上述问题外,着重探讨液氮冻结的冻结时间。     

葫芦素煤矿主立井冻结单层井壁壁后注浆施工技术应用

葫芦素煤矿主立井冻结段单层井壁结构为新型井壁结构,设计目的是为了推进立井井筒的安全快速化施工,降低投资,提高经济效益;该井壁结构突破了传统工艺,井筒漏水治理成为了突出问题。经过多方案技术经济比选后,最终选择了壁后注浆的治水方案;采用了先上行注浆,再下行复注的注浆工艺,注浆材料主要使用水泥、超细水泥以及新型化学材料速立得...     

特殊地层条件下冻结井壁竖向可缩性接头试验研究

针对丁集矿井的特殊水文地质条件,为防止井壁在冻结壁融沉和地层疏水沉降时发生破裂,在井壁设计时采用竖向可缩性结构,并提出了一种新型可缩性冻结井壁接头形式。模型试验表明：在竖向附加力作用下,研制的可缩性接头具有良好的压缩变形特性,抗侧压能力大,防水性能好,并应用于工程实际。     

疏水围土中立井井壁破坏机理研究动态与井筒结构力学构想

综述了疏水围土中立井井壁破坏机理的研究成果．在此基础上,对建立疏水围土中立井井筒结构力学体系提出了构想：一是载荷的分类与计算,包括初始载荷、井壁负摩擦力以及变温荷载等;二是井壁的应力分析,探讨了各类载荷下井壁工作应力计算的合理模型．