井筒装备中钢结构牛腿的设计方法

近年来,我院在两淮矿区一些矿井的表土段井筒装备设计中,针对表土深、流砂厚、水量大等特点,在改进井壁结构设计的同时,采用了钢结构牛腿固定井筒装备、获得初步成效.牛腿与梁窝或树脂锚杆固定方式相比,优点是能保持井壁完整,有利于提高井壁的强度和封水性能;安装托架时调整位置较方便;费用较低.缺点是安装时焊接工作量大.一、钢结构牛腿的基本型式1.罐道梁牛腿:有平行式(图1)和斜交式(图2)两种.     

厚表土井筒修复内套钢板混凝土井壁技术研究

为解决由突水溃砂引起的厚表土地层井筒破损问题,针对其竖向压裂、法兰盘拉开及井筒偏斜等破坏特征,提出钢筋混凝土井壁与内套钢板(钢纤维)混凝土井壁结构相结合的全深套壁修复加固方案。以淮南矿区某在建煤矿副井为工程背景,结合现场井壁破坏形式及突水溃砂机理,提出井筒套壁设计原则和结构形式;根据现场井筒变形情况和相关规范计算得出套壁厚度以及钢板、混凝土应力;通过分析计算结果并结合现场实际,制定套壁施工方案;采用振弦传感器法对修复后内套井壁壁间压力、环向钢筋应力和变形进行监测,并长期观测检查孔水位。研究结果表明:①按组合筒公式计算得出,内套钢板(钢纤维)混凝土复合井壁结构钢板应力范围为187.6～292.0 MPa,混凝土应力范围为32.8～51.0 MPa,均满足设计要求;②施工完成后,壁间压力和环向钢筋应力监测最大值分别为3.2MPa和113.4 MPa,均处于安全范围内;③修复后井筒涌水量约为4 m~3/d,内套钢板混凝土复合井壁结构防水效果突出,井筒结构安全稳定;④在累深315.0～567.7 m段,井筒多处破损,以偏斜破坏为主,最大偏斜值达1 154 mm,在严重偏斜段,沿竖向采用分模、随偏、微调方式施工内套井壁,解决各模钢板接茬过渡施工难点。该方案利用单层内钢板(钢纤维)混凝土复合井壁结构其自身强度高、防水性能好等优点,不仅大幅减少内套井壁厚度,且保证修复后井筒的安全稳定运行。     

井筒支护——钻井法凿井的试验研究(四)

井筒钻进到设计直径和设计深度,经过测量,认为井筒符合下沉井壁的要求,可把在地面预制好的钢筋混凝土井壁(图1),逐节在井口连接好,使其在充满泥浆的井筒中漂浮下沉。下沉到底,进行壁后充填,把井壁固定起来。一、井壁设计1.井壁结构将整个井筒井壁,按钻进(支护)深度不     

加快井壁安装的新措施

西德在冻结井筒施工中,为保证安全通常用复合井壁支护。井壁分内外两部分,外井壁为混凝土预制块,内井壁为双层钢板夹混凝土层,内外层之间为沥青层。内层井壁支护时,通常是将钢板逐块吊入井内并在井下焊接。由于钢板很厚(达71毫米),焊接工作量甚大,这在经济上,时间上和劳动组织上都是不利的,因此近年来西德在这方面做了一些改进。     

利用五层吊盘安装井筒装备

兖州矿区北宿煤矿改扩建时新建的副井净直径6m、井筒总深281.7m。井筒装设两套1t单层二车普通罐笼;四组球扁钢组合罐道,罐道托架间距6m,单根罐道长12m;两路动力电缆,还有信号电缆、扩音电话电缆和通讯电话电缆各一路(图1)。设计要求井筒永久装备及电缆均用树脂锚杆通过钢托架和钢支架固定于井壁上。     

科技信息

我国第一个沥青钢板混凝土柔性冻结井壁由煤炭科学研究院北京建井所和淮南矿务局建井工程处共同研究的孔集西风井钢板沥青混凝土柔性井壁结构在我国是第一次采用。这种井壁结构可以使井筒承受采动影响,回采井筒保安煤柱,同时由于良好的防水性能可减少生产期间的排水费用,减少提升设备、罐道梁锈蚀的维修费用。根据设计,仅孔集西风井一个井筒即可多开采煤炭660～890万吨。该井筒净直径4.5m,冻结深度112m。该柔性井壁与过去冻结井筒中采用的各种井壁结构原理有所     

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。     

介绍几种冻结井筒复合井壁

井筒是矿井的咽喉,其质量对矿井生产,影响较大。冻结井筒,井壁受力情况复杂,施工过程要承受冻结壁塑性变形和土壤冻结压力,解冻后井壁要承受永久土压和水压。一旦井壁破坏,修复相当困难。为确保井筒安全,很久以来,国外就全面研究冻结井壁结构、材料及施工工艺,而最成功的是复合井壁。西德的预制砌块、钢板和混凝土井壁奥·维克托利亚8号井,冻结深度227米,井径6.75米。冻结段采用砌块、砂浆充填层、沥青、钢板和钢筋混凝土结构复合井壁(图1)。混凝土砌块预制成楔锥形,内小外     

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。     

麦垛山矿井副立井上段井壁冻胀压力监测方案研究

为了保证麦垛山矿井副立井井筒上段井壁不受下段井壁冻结期影响,对上段井壁冻胀压力进行监测。该方案利用专用冻胀压力测量管实现,在井壁外侧卸压孔内布置冻胀压力传感器,并在井壁表面预先埋设应变计,根据应力解除前后的应力变化和井壁混凝土的弹性模量计算井壁的表面应力。通过及时掌握冻胀作用在井壁上的压力变化,为麦垛山矿井副立井井筒的安全、顺利施工提供保障。     

对井筒梁窝预埋件不同看法

《煤矿设计》1979年第6期刊登了“井筒梁窝预埋件”一文.我们认为,预埋钢板法只能用于一定条件,不能不分情况乱用.在砌壁过程中,预埋钢板和预留梁窝实质是一样的.并筒中每层的预埋件数量,一般副井约为10块,主并约为4块,风并约为5块(均不包括电缆架、梯子梁等预埋件).砌壁时要把这么多的预埋钢板找正找平、固定牢靠,是很麻烦的.特别是在用金属模板时更加困难,也影响建井速度.此外,考虑到埋设误差,预埋钢板的实际尺寸要比设计尺寸周边加大约100毫米,这就增加了钢材消耗量.如果采用树脂锚杆固定罐道梁等,就不存在上述问题.     

用最小二乘拟合方法确定井筒中心坐标

在无罐梁、无罐道的井筒中，确定井筒中心的方法是先测量井壁声、，然后将井壁卢、展绘在坐标方格纸上图解求得。本文提出用最小二乘拟合替代、图解方法，使确定的井筒中心更精确。     

高强混凝土在钻井法凿井中的应用

介绍了钻井法施工的井筒井壁采用高强混凝土井壁代替钢板复合井壁的可行性,并从技术和经济角度阐述了高强度混凝土的应用和推广价值。     

树脂锚杆固定井筒装备

焦作九里山矿是设计能力90万吨矿井.设有主井、副井及东西风井.副井井径6米.井壁设计厚度除锁口部分外均为0.5米.采用一吨单层双车罐笼和球扁钢组合罐道.在副井井筒全深340.3米的井筒安装中,除排水管道的主承重梁是采用打梁窝固定外,其余装备均采用树脂锚杆固定托架的     

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。     

喷网混凝土临时支护在孔集西风井冻结段的应用

一、概述 孔集西风井,净径4.5米,全深270米,表土厚65.5米,含有流砂层,冻结深度112米。冻结段采用沥青钢板混凝土复合井壁,以解决回采井筒煤柱的问题。 在冻结井筒外层井壁施工中,采用喷网混凝土临时支护。这项技术成果在七十年代曾在淮南潘集冻结试验井等井筒进行过试验,并取得了一些经验和数据。1984年,在     

用直角弦法进行井筒的断面测量

用沉井法进行竖井施工时,井壁下沉主要是靠井壁的自重,因受地质构造变化的影响,使井壁往往不依人们所要求的导向下沉。测量人员在井壁下沉过程中随时用水准仪进行观测,如发现下沉偏差时,立即通知施工人员采取措施进行纠偏。此外,在沉井完成后还需进行井筒断面的测量工作,以求出井筒的实际中心和有效断面等资料,为下一步施工提供可靠的依据。井筒断面测量用“直角弦法”进行井筒断面的测量,不但可根据实测资料直接算出各个圆心的假定座标及半径,并且由于采用大的比例尺(如1∶1或1∶2)作图,求出的实     

沉井法予制井壁安装“导正器”应用简介

沉井法是在不稳定含水地层中开凿井筒的一种特殊方法。在建井位置上,将予先制好的刃脚壁或井壁,并在其掩护下,边挖掘边下沉,井壁随井筒下沉而相应接高的一种凿井法。     

立井深厚表土层施工方法与井壁结构设计研究

针对板集矿井深厚表土层的凿井技术难题,通过研究分析提出了三个井筒表土段均采用钻井法施工,并根据现行钢筋混凝土设计规范,提出了钻井井筒高强钢筋混凝土井壁和双层钢板混凝土复合井壁的设计计算新方法。     

沉井法施工井筒竖直的标定

沉井法是在不稳定含水地层中开凿井筒的一种特殊方法。其实质是在设计的井筒位置上,预先制作好沉井刃脚和一段井筒,并在其掩护下边挖掘边下沉,井壁随井筒下沉而相应接长,形成连续开凿井筒。