深表土钻井井筒内套井壁结构试验研究

针对江淮地区某煤矿井筒破裂的修复问题,根据相似理论,采用模型试验方法研究了内套井壁的极限承载力。实验结果表明:内套井壁模型试件的极限承载力最小值达到了25.3 MPa,远高于当地地层的压力值,进而证明了内套井壁修复方法的可行性。     

祁东矿井厚表土井筒施工工艺与井壁结构设计探讨

祁东矿主副井筒施工时新遇到的松散冲击地层厚度目前在国内是最厚的。针对这一技术难题,介绍了祁东矿建井方法的选择、厚表土井筒施工工艺与井壁结构特点。可供相关技术人员参考。     

深厚表土冻结井筒双层混凝土井壁的合理设计

近年,两淮地区有不少井筒建筑在300～400米的厚表土层中.深300米以内的井筒,究竟采用何种支护形式较为合理,这不仅具有现实的经济意义,而且在技术上也是一个值得探讨的课题.前不久,我们曾对一个表土深为300米,井径为8米的井筒支护作了一些方案比较.结果表明:采用双层钢板复合井壁,总投资需1120万元,平均指标为3.1万元/米;采用铸铁丘宾块支护,技术难度很高,总投资需2000万元,平均指标为5.5万元/米;采用双层混凝土井壁进行合理地支护,经济效果明显,需总投资为960万元,平均指标仅2.67万元/米.本文通过某井支护方案设计实例,谈谈对双层混凝土井壁设计的一些认识.     

厚表土斜井冻结凿井期井壁混凝土应变实测研究

为了研究斜井冻结法凿井过程中井壁结构的安全性,对哈密大南湖十号煤矿主斜井进行了现场实测,获得了主斜井冻结段井壁混凝土应变和钢筋应力的变化规律。结合混凝土极限拉压应变,分析了井壁结构的安全性,并对斜井冻结施工提出优化建议。研究表明:井壁浇筑后,混凝土应变变化可分为4个阶段,即紊乱期、应变加速增长期、应变缓慢增长期及应变稳定期,井壁真实应变应从紊乱期后开始计算;斜井井壁设计主要受拉应变控制;在大南湖十号煤矿主斜井施工中,井壁底板环向拉应变最大达1 280με,远大于混凝土设计极限拉应变,井壁圆弧段局部位置环向拉应变超过200με,井壁处于破裂危险状态。     

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。     

深厚表土冻结井筒井壁设计若干问题

我国不少储量丰富的煤田,被水文地质复杂的深、厚表土层所覆盖。要开发这些煤田,建设井型大、井筒深、井径大的竖井,必须进行合理的井筒支护设计。下面就设计中遇到的几个问题,略谈浅见。     

浅淡立井井筒表土段井壁结构设计的技术经济评价工作

浅淡立井井筒表土段井壁结构设计的技术经济评价工作煤炭部武汉设计研究院仵思红井筒是矿井的咽喉，安全可靠的井壁是煤矿安全生产的首要保证。许多地区的煤系地层上覆盖着较为深厚的表土层，多采用立井开拓方式。８０年代，相继有２０多个井筒发生了井壁破坏事故，表土段...     

内钢板高强钢纤维混凝土井壁力学特性研究

针对特厚(600~800m)冲击层中煤矿立井井筒支护问题,提出了使用内钢板-高强钢纤维混凝土复合井壁结构,为研究该井壁结构的水平承载特性,利用相似理论推导,采用物理模拟试验的方法,进行了4个模型井壁的破坏性试验,研究了该类井壁结构的水平承载特性和变形特征。研究表明,内钢板-高强钢纤维混凝土复合井壁属约束混凝土结构,是特厚冲积层中井筒支护理想的井壁结构形式之一。     

深厚表土冻结井壁结构破裂机理及修复技术研究

结合深厚表土层立井冻结井壁融化阶段井壁破裂的具体位置,重点分析了温度差对井壁强度的影响,并建立了井壁结构破裂的力学机理和判断井壁破裂的经验公式,依据该经验公式提出了井壁破裂修复及预防措施。最后通过结合现场井壁修复实例,验证了该公式在类似矿井井壁结构破裂应用中的适用性。     

双层钢板混凝土钻井井壁研究

由中国统配煤矿总公司技术发展局组织,通过了国家“七五”攻关项目钻井法凿井的子项双层钢板混凝土钻井井壁课题。本课题是淮南矿业学院、合肥煤矿设计研究院、两淮特殊凿井公司和淮南矿     

深厚表土地层冻结井筒外层井壁结构选型分析

针对山东巨野矿区深厚表土地层特点，分析了我国已采用过的冻结井筒外壁结构形式和国外常用的外壁结构形式的受力、变形特征和经济性、可靠性，提出了采用弧形大砌块结构作为巨野矿区冻结井筒外壁结构形式的建议。这种结构的外井壁具有承载能力大，施工速度快，造价低等优点。     

冻结井筒混凝土井壁防水机理的研究

在调查冻结井筒井壁结构及防治水效果的基础上,研究冻结井筒混凝土井壁防水机理,提出了采用防裂密实混凝土等综合防水措施,为冻结井筒混凝土井壁防治水技术开辟了一条新路。     

钢板混凝土沥青柔性井壁

一、工程概貌为了解决孔集煤矿西翼通风,增加安全出口而建造的孔集西风井,该风井穿过松散地层和破碎地带,为减少风井压煤,试验钢板混凝土沥青柔性井壁。柔性井壁的特点有:在受采动和不均匀下沉的影响时,可产生曲率半径3～5km的弯曲而保持井壁完好,内、外层井壁间,有沥青和钢板隔开,密封性能好,不漏水;允许井     

内钢板高强混凝土井壁锚卡的力学特性研究

通过模型试验对内钢板-高强混凝土井壁锚卡的力学性能进行了研究,结果表明随着井壁作用力的增加锚卡受到的拉应变逐渐增大,并且当内钢板进入塑性变形后应变增长加快,明确了井壁在荷载作用下锚卡的应力-应变特性,以及破坏特征。通过数值模拟进一步明确了锚卡的最大拉应力位置并不在锚卡与内钢板的焊接位置,而是在离开焊接位置约1/3倍的锚卡长度处。     

厚表土薄基岩凿井突水溃砂井筒破坏治理技术研究

针对厚表土薄基岩地层凿井井筒溃砂涌水综合治理修复技术难题,以两淮矿区某在建煤矿副井为工程背景,分析认为马头门上覆岩层受反复扰动发生弯曲下沉变形是该矿副井井筒破坏的主要原因,主、风井井筒破坏为副井引发的次生破坏。本着修复、预防并重的原则,制定"注、冻、修、防"井筒综合治理方案,即通过地面注浆改善地层性能,防止下部基岩再次发生弯曲变形;通过套壁与原井壁形成复合井壁,提高井筒在该复杂地层条件下的结构安全度;既有井筒围岩冻结作为套壁措施工程,为其施工提供安全保障。研发了系列井筒及马头门修复施工技术:(1)下行式钻注结合,见漏就注,多级套管的挠动地层注浆孔施工与注浆技术;(2)副井内、外排孔分别采用局部、全深冻结,主、风井全深冻结,冻结壁内均设置水文卸压孔,测温数据与数值模拟结合预测冻结壁发展的控制冻结技术;(3)依据井壁破坏程度采取不同修补方式的井壁修复技术;(4)组合钢板拼装和焊接、高性能混凝土(钢纤维混凝土)配制等内套钢板井壁施工技术;(5)壁后注浆加固马头门围岩,破损马头门破除,超强复合永久支护控制围岩,两侧同时分层修复架设施工技术等。综合监测结果表明:工业广场内地表沉降稳定;修复后的3个井筒内套井壁内力和副井壁间压力均小于设计值;主、风井井筒涌水量各为1m~3/d左右,副井井筒涌水量为4 m~3/d左右。采用该方案修复后的主、副、风3个井筒,符合相关规范(程)要求,井筒均处于安全运行状态。     

冻结井筒大体积混凝土井壁温度场实测研究

营盘壕煤矿副井井筒采用全深冻结法施工。井筒内壁浇筑施工中,通过对3个水平温度的现场实测,分析了井壁温度场变化规律。结果表明:大体积混凝土浇筑后,产生大量水化热,导致内壁温度上升,1.25~1.5d左右,温度达到峰值,最高达到86℃。水化热传递到冻结壁,导致冻结壁温度上升,最高达到21.9℃,升温幅度23.4℃,壁后冻土局部开始融化,最大融化距离达1 920mm,对井壁稳定性造成不利影响。之后,在冻结管盐水循环产生的冷量与水化热共同作用下,内壁及冻结壁温度开始下降。至浇筑后35d左右,内壁稳定在正温状态,对内壁混凝土早期强度发展有利。     

立井钻井段钢板混凝土井壁破坏原因与修复方法

板集煤矿副立井钻井段钢板混凝土井壁由于井筒突水,遭受破坏。为满足矿井安全生产要求,根据破坏段井壁取心试验结果,决定只对褶皱带上下300~500mm范围内的受损井壁进行破除,其余部分维持原状,大幅减少了破除修复工程量。现场修复施工中,利用碳弧气刨,分片刨削分离井壁锚卡与内层钢板,并割除内层钢板;使用液压分裂机,分块解体井壁混凝土,简化了施工工序,加快了施工进度。由于修复方案科学合理,井壁修复施工取得了圆满成功。     

表土段井壁破坏治理技术初探

刘东煤矿为治理风井表土段破坏的井壁，一改传统的壁后注浆方法，采用地面注浆辅以井圈加固，并结合壁后注浆堵漏的综合施工技术，注浆材料也将一般水泥浆改为C-S材料，取得了较好的治理效果，既治理了破坏的井壁，又彻底堵住了井壁漏水、漏沙。达到了根治井筒变形破坏的目的。