龙固副井冻结凿井期外壁混凝土应变的实测研究

通过龙固副井冻结凿井期现场实测,获得了龙固副井外层井壁混凝土应变的变化规律.结合高强混凝土的极限压应变,分析了井壁结构的安全性.研究表明：外层井壁浇筑后,混凝土首先产生拉应变,而后随井壁温度下降而逐渐减小并转变为压应变.环向最大压应变一般为同一监测层位竖向、径向最大压应变的2~4倍.在龙固副井施工中,井壁环向最大压应变达2 221 με,约为极限压应变的76.6%,处于安全状态.     

特厚冲积层冻结法凿井井壁位移实测研究

冻结壁径向位移实测是掘砌过程检验冻结壁稳定性的重要依据,而检测控制冻结壁径向位移是防止冻结管断裂和外层井壁压坏的重要措施.为了保证特厚冲积层冻结法能顺利施工,赵固二矿进行了冻结壁径向位移实测.对赵固二矿冻结壁径向位移的实测研究,为防止特厚冲积层冻结法凿井冻结管断裂和外层井壁压坏提供了重要的依据.     

深厚表土冻结法凿井井壁安全监测技术

重点介绍了深厚表土中冻结法凿井的井壁安全监测技术,利用现代计算机控制和远程通信技术,通过电话网和调制解调器,借助预埋的传感器,经过信息的分析和反演,实现了冻结法凿井中对井壁的远程全自动安全监测。     

郓城煤矿主井外壁混凝土应变的实测及分析

为了深入研究井壁的受力与变形规律,在郓城矿冻结法凿井过程中,开展了井壁应力、应变的现场实测研究。通过郓城主井冻结凿井现场实测,获得了郓城主井外层井壁混凝土应变的变化规律,并与混凝土允许应变值或极限应变值进行对比分析,预测了外壁的安全性。分析得出：郓城主井外壁混凝土环向受压很大但远小于高强混凝土的极限压应变,最大竖向拉应变较大但主要出现在混凝土强度已充分增长后,因此井壁是安全的。     

深井特厚冲积层冻结法凿井井壁结构设计

赵固二矿西回风立井穿过以黏土层为主的冲积层厚度704.60 m,采用冻结法施工,冻结深度783 m,穿过的冲积层厚度和冻结深度均位居国内前列;如何科学地进行井壁结构设计,成为能否保证井筒工程质量的关键。结合工程实际,阐述了深井特厚冲积层冻结井筒井壁设计过程及井壁结构设计关键技术。     

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁关键技术分析

针对特厚冲积层中冻结法凿井外层井壁设计和施工中面临的关键技术难题,论文从冻结压力取值、提高井壁强度、外壁养护条件、高强混凝土应用几个方面进行了分析研究,提出了特厚冲积层中冻结法凿井在外壁设计和施工中应注意的一些关键技术问题。     

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁受力实测研究

为解决济西生建煤矿主、副井筒特厚冲积层中冻结法凿井的技术难题，在施工过程中对外层井壁的内、外力进行了实时监测，获得了400m以下深厚黏土层冻结压力的实测数据。通过实测信息反馈，两井筒实现了动态设计和信息化施工。     

太湖地域百米厚层表土冻结法凿井实践

风井选择位置地点第四系垂深95．93m，总涌水量10．92m^3/h。原设计选用填砂袋打止浆垫方法凿井，实际施工失败。后改为冻结法凿井取得成功，阐述了冻结孔布置、冻结时间及冻壁强度及井壁质量影响因素4个方面的问题。总结了冻结法施工的一些成功因素。     

斜井井筒冻结法凿井的施工实践

介绍了马泰壕矿井斜井井筒采用冻结法凿井施工,并按照5个冻结段高分段掘进、支护的实践经验。     

施工期钻井井壁混凝土应变实测分析

介绍了温家庄铁矿副井钻井井壁施工期间井壁混凝土应变光纤光栅实测方案,分析了混凝土应变变化规律,结果表明：施工期井壁混凝土以受压为主,环向应变大于竖向应变,应变变化阶段与施工工序相对应。漂浮下沉阶段混凝土应变呈现“双线性”特点,实测应变与导出公式计算值相吻合;增加配重水阶段环向压应变减小而竖向压应变略有增加;首次注浆阶段压应变显著减小,个别出现拉应变;后3次注浆阶段压应变先增加后减小,环向应变变化大于竖向应变;抽排配重水阶段环向压应变显著增加,竖向应变变化不大;二次补注浆阶段压应变先增加后减小,但幅度较前述注浆时有所减小。     

深厚冻结基岩中新型单层井壁的施工技术与混凝土应变实测

以呼吉尔特矿区葫芦素副立井为工程实例,详细阐述了国内首个基岩冻结新型单层井壁的施工工艺和混凝土应变实测方法,对施工过程中的技术难点进行了分析,给出了井壁混凝土的质量控制指标。现场实测表明：新型单层井壁混凝土应变是冻结压力、井壁温度共同作用的结果,其变化规律可分为OA , AB, BC, CD 等4个阶段;混凝土浇筑完毕后的99.6~149.5 d,混凝土竖向、环向压微应变极值分别达到－190.5～－458.0和－590.4～－799.1;混凝土环向压微应变极值为竖向的1.3~4.2倍,且最大不超过混凝土极限压微应变估算值 ε max 的25.7%;凿井期葫芦素副立井单层井壁处于安全状态     

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。     

深厚含水基岩区立井外壁冻结压力的实测与分析

为明确我国西部深厚含水基岩区立井外壁的载荷,在鄂尔多斯市呼吉尔特矿区开展了基岩冻结压力的现场实测研究。结果表明：凿井期基岩冻结压力的变化规律可分为急剧增长、缓慢增长、快速增长、逐步减小4个阶段;基岩冻结压力主要受原岩富水条件、强度等因素的影响,与岩层埋深H关系不大;基岩冻结压力在混凝土浇注后的10~15 d即达到冻结压力最大值P max的76.4%~89.8%,建议采用7 d混凝土强度指标来保证外壁早期质量;基岩冻结压力在混凝土浇注后的80~100 d增长至最大值P max,P max实测值仅为1.08~1.74 MPa,远小于按岩层埋深H换算的静水压力值P 0,更远小于特厚冲积表土中的冻结压力上限值P ω。     

深厚土层冻结法凿井过程中外层井壁模糊随机可靠性分析

针对常规可靠性表征结构稳定性时的不足,分析更加符合深井工况的模糊随机可靠性,给出相应的模糊随机功能函数和模糊随机极限状态方程,并针对可靠性中心点算法进行模糊随机改进。结合深厚冲积层井壁冻结压力和钢筋混凝土井壁极限承载力模糊随机分析,得到深厚冲积层高强钢筋混凝土外层井壁的模糊随机极限状态方程,应用改进后的中心点法推导出外层井壁结构模糊随机可靠性的解析区间,并提出各主要变量对模糊随机可靠性的灵敏度区间模型。工程算例表明:由于综合考虑到各参数的不确定性,获得的模糊随机可靠性相比常规的可靠性总体偏低,其结果更能反映实际工况。此外,模糊随机可靠性首次以区间值表征井筒的可靠程度,较常规可靠性的定值表现方法更具合理性。     

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。     

赵楼矿深厚表土层冻结法凿井工程监测技术

结合赵楼矿深厚表土冻结法凿井工程,介绍了冻结法凿井中的地层冻结工程相关参数监测、井帮温度与变形监测和井壁收敛监测、上部已成型井壁段的温度和受力与变形监测,依据监测结果及其规律分析,主井及时中途套壁,副井在出现井壁裂隙的情况下坚持大段高掘砌.赵楼矿主副井外壁掘砌平均速度分别为88.33m/月和93.21 m/月,内壁套砌速度均超过280 m/月.两井筒施工与施工组织设计相比分别提前28 d和26 d通过冻结段,节约直接冻结运行费约396万元,实现了深厚表土冻结法凿井的安全、快速施工.