深厚钙质粘土地层冻结压力的实测研究

对顾北煤矿副井深厚钙质粘土层段的冻结压力进行了动态监测,测试结果表明,深厚钙质粘土的冻结压力最大值近似为永久地层压力值与由室内封闭系统下冻胀实验确定的最大冻胀力之和,平均冻结压力随深度的变化规律可以用指数函数来很好地描述。     

深厚冻结井壁壁间前注浆机理与应用

实测了焦作煤业(集团)有限责任公司赵固一矿526 m深厚冲积层冻结井内、外层井壁温度.研究得出,在套内壁结束至冻结壁解冻透水前,有2个时间段壁间处于正温度状态,能实施透水前壁间注浆.前注浆的井壁密实度高,井壁结构整体性强,能有效防止解冻后壁间充水,改变后注浆的由内层井壁单独承载水压为井壁全厚承载水压的作用.基于前注浆井壁作用机理提出并采用“按前注浆压力计算内层井壁厚度”的新方法,优化了副、风井井壁厚度设计,比初设按常规的静水压力计算选取内层井壁厚度减薄150和100 mm.研究和工程应用表明,前注浆能充分发挥井壁的整体作用能力和强度.     

深厚冲积层冻结新型井壁结构

介绍了冻结井筒采用泡塑板可缩性井壁结构、泡塑板设置位置、内外壁荷载计算和配筋设计的计算方法.     

深厚粘土层冻结凿井技术研究

金桥煤矿主副井是目前山东省通过软弱土层最深的冻结井，在冻结工程中，以安全性，经济性和快速建井为井壁结构方案选择的原则，采用的冻结凿井施工总体方案是分段套管，强化冻结工艺，采用的井壁结构为无塑料夹层双层井壁，并对井壁结构进行了优化设计，通过以上研究，使成井速度快，凿井费用低。     

深厚冲积层冻结法凿井井壁设计中冻结压力取值探讨

我国冻结法凿井井筒先后穿过500m、600m、700m冲积层,现有规范只有小于500m冲积层的冻结压力取值方法。冻结压力是外层井壁强度和厚度设计的主要计算荷载,研究确定大于500m冲积层冻结压力标准值取值,对外层井壁科学合理设计和井壁安全施工具有重要的理论和现实意义。文章基于国内对深厚冲积层冻结井冻结压力实测结果分析研究,提出大于500m深厚冲积层冻结井外层井壁设计中冻结压力标准值取值方法,可供外层井壁结构设计和施工参考。     

竖向附加力作用下深厚表土层冻结井壁设计及应用

通过对淮北地区信湖矿副井的深厚表土工程水文地质情况分析,研究了竖向附加力作用下设置基于信息化施工的井壁破坏监测及可压缩井壁接头的可行性和相应设计。给出了该副井冻结压力的设计取值与深度的关系;探讨了外壁在不同强度等级高强钢筋混凝土支护条件下井壁设计的合理性。该井筒现已顺利施工完成,其设计支护效果和经济性显著提高。     

煤矿立井冻结井壁结构设计

冻结法凿井是目前国内外穿过厚含水松散层建井所采用的主要特殊施工方法之一。河南天中煤业有限公司安里煤矿从设计的角度探讨了主井(立井)冻结井壁结构的设计及计算方法,根据地质资料及井检孔资料确定井筒的冻结深度,计算出了内外层井壁厚度、混凝土强度及配筋情况,可为同类煤矿施工提供相关的设计数据和技术参考。     

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。     

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     

深厚表土层冻结外层井壁受力状况的监测及分析

针对许疃煤矿中央风井深厚表土冻结凿井的技术难题,通过对冻结井壁受力状况的实时监测,获取了冻结压力、外层井壁钢筋应力和混凝土应变等数据.监测结果表明,冻结压力与深度并不一定成正比,其大小受土层层厚影响较大,且呈现出不均匀性;竖向钢筋主要承受温度拉应力,环向钢筋主要承受冻结压力引起的压应力;混凝土应变和钢筋应力的变化趋势基本保持一致.     

冻结技术在立井过巨厚钙质黏土层的实践

在丁集主、副井冻结段巨厚钙质黏土层的施工实践表明，较低的冻结壁平均温度能够保证冻结壁的有效强度，满足井筒掘砌安全；冻结壁的变形量控制应综合考虑井帮温度、钻孔偏斜、土性特点及冻结壁的暴露时间。丁集矿井的黏性土层含水率很大，冻土扩展速度很快，冻结壁的井帮温度表现出不均匀性，这与冻结造孔的偏斜情况有关。冻结管个别孔内偏值过大造成冻结壁后冻结压力增大。     

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。     

深厚冲积层冻结井筒冻结壁径向位移量分析

通过对赵固一矿西风井-200～-500 m冲积层冻结壁多个层位的收敛检测,黏性土层中大部分层位位移量为20～50 mm,数值与土层埋深没有明确联系。当单个掘砌段高循环时间内单侧收敛量≤50 mm时,冻结壁能够提供有效的支护措施,收敛值>50 mm时需复核掘进段高,减小掘进段高能有效减小收敛值,减小掘砌循环时间也可减小收敛值。     

孟村煤矿主井冻结壁设计

深厚基岩全深冻结法井筒施工在我国使用较少,供参考的文献和工程实例不多.对目前冻结壁计算公式进行了分析,并根据孟村煤矿围岩性质和水文地质条件对相关参数进行了分析论证,选用合适的冻结壁计算公式,对孟村煤矿主井深厚基岩冻结中冻结壁进行了设计计算.     

白垩系地层深立井冻结壁形成规律数值模拟

为对比白垩系地层冻结孔有无偏斜情况下深立井冻结壁温度场的差异,以内蒙古泊江海子矿副井为工程背景,采用数值模拟方法,建立了冻结孔有无偏斜情况下的数值计算模型,同时结合实际测温孔量测数据,重点分析了冻结造孔偏斜对白垩系地层冻结壁形成规律的影响。     

深井井壁砌筑前后冻结壁稳定性力学分析模型探讨

针对在竖井冻结法施工中对冻结壁中粘塑性变形和冻胀力的忽视引起的冻结管断裂和井壁破裂等工程事故,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以及塑性区的存在,建立井壁砌筑前后冻结壁的粘弹塑性稳定性分析模型,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以及两种情况下冻结壁进入塑性的时间。     

深厚冲积层冻结壁井帮位移发展研究

冻结壁井帮位移是井筒冻结法施工过程中的重要问题,井帮位移的大小直接影响冻结壁的稳定性,过大的井帮位移甚至会引起冻结管的断裂,从而影响整体施工安全。为了进一步研究井帮位移,借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件,考虑地层压力、冻结壁温度、冻土物理参数、力学参数等因素,模拟井筒开挖过程中井帮位移,并结合现场实测数据进行对比。结果显示:在1个开挖的段高中,井帮位移发展前期较大,中期平稳,后期基本无变化;最佳开挖段高为4m,6 h模拟位移值的井帮位移为32.94 mm,略大于实测的27 mm;模拟结果与实际情况符合程度良好。     

顾桥矿东回风井冻结段过厚膨胀黏土层关键技术

针对顾桥煤矿新建回风井冻结法过厚膨胀黏土层工程问题,分析了其外壁受力特征,提出了优化冻结减小不均匀压力。采用高强高性能混凝土,提高砼早期强度和抗冻性能。配合短段掘砌、强化井帮防水和隔热等综合措施,安全通过了累深-351 m处厚40 m的膨胀性黏土层,可为同类条件建井工程提供参考。     

冻结壁解冻过程中斜井受力模型试验设计

以陕北地区某矿主井冻结工程为参照原型,将相似理论和模型试验的研究方法应用于饱和砂层冻结壁解冻过程,进而探求解冻过程中的井筒致灾因素,为饱和砂层冻结施工和解冻阶段施工工艺改进提供试验依据。