一个立井基岩垮塌事故剖析

立井基岩垮塌是不易见到的，而恩口煤矿立井基岩垮场事故却很典型。本文应用工程地质力学及岩体力学有关理论进行分析，指出在井筒施工中忽视了工程地质条件的变化，对井筒地压和支护设计也未作重新计算，是造成该井筒基岩严重破坏的主要原因。值得引进同行们的注意并从中吸取教训。     

基于工程参照法的立井井筒装备设计探讨

针对当前立井井筒装备中大罐道受力实测数据少,计算方法不尽相同,计算结果相差较大,设计随意性较大的问题,结合红庆梁副立井井筒装备设计情况,通过介绍几例已运行的立井井筒大罐道工程实例,提出了运用工程参照法设计立井大罐道的思路,为立井井筒装备,尤其是大罐道设计提供了一些有益的参考。     

千米立井地压测试与研究

叙述了某千米立井全深度多断面的地压遥测系统、测点布置方案和实施方法，分析了测试结果，总结了该立井的地压分布规律，确定了危险截面，并计算了危险截面井壁内的最大应力，进而讨论了井壁厚度及其与混凝土强度等级的关系。     

千米立井井壁应力分析及设计问题探讨

从新汶矿务局孙村煤矿千米立井的地压监测结果中，选择地压最大的井筒危险截面，将所测到的地压最终值拟合成切向坐标的函数，并按富氏级数展开，作为该截面井壁外边界上的径向正应力，外边界上的剪应力的由静力平衡条件求出。然后，通过井壁应力分析求出危险点的应力，将此应力代入安全条件，求得不同混凝土强度等级下的井壁安全厚度。为了便于应用又提出了直接由实测地压值计算井壁厚度的简便公式，并讨论和修正了由于简化引起的误     

水平不均匀地压作用下立井井筒内力计算

对于立井井筒,其受到的水平不均匀压力,按公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)拟合效果比p(θ)=p1·(1+β1sinθ)更好。为比较二者对井筒内力计算结果的影响,为井筒截面设计提供依据,将立井井筒简化成环形线弹性杆件,应用卡氏第二定理,并结合平衡方程分别解出了2种表达式作用下井筒圆环的弯矩、轴力和剪力的表达式。结合工程实例,采用有限元数值分析的方法,比较了2种表达式形式对弯矩、轴力和剪力计算结果的影响。结果表明:根据2种表达式计算出的内力,其结果有一定的差别。在相同地压作用下,弯矩最大相对差值约为9.57%,轴力最大相对差值较为接近,不大于2.23%,剪力最大相对差值约为14.36%。由于按照公式p(θ)=p2(1-β2cos 2θ)的压力拟合效果更好,因此推荐采用基于该式推导的轴力和弯矩表达式作为井筒截面设计的计算公式。     

立井井壁破裂的调研

为摸索立井地压规律,提供井壁结构设计的理论依据,结合孙村矿1200m立井建设要求,我院和新汶矿务局组织国内立井基岩段井壁变形、破坏调查。调查情况如下: 一、立井基岩段井壁变形破坏状况 1.辽源西安矿立井主井净径6m,箕斗井,副井净径8m,罐笼井。井筒总深586m。两井均为缸砖井壁,壁厚500mm,设有壁座。井筒自上而下穿过表土(黄土5.8m),砂     

山阳煤矿副立井刚性井筒装备设计及分析

为保证井筒装备设计工作的准确性和可靠性,介绍了立井井筒装备设计的发展历史及研究状况,并以山阳煤矿副立井井筒装备的设计为例,进行了具体分析和探讨。在明确矿井及井筒概况后,针对设计要求,回顾了井筒装备的选型计算及防腐设计。经过实践证明,该立井井筒装备已经运行了8年,运行情况良好,说明该受力计算满足现场的使用条件;通过对山阳煤矿副立井井筒装备的设计过程进行梳理,编制了不同层间距和不同材质的罐道选型表,为其他井筒装备罐道的设计提供了借鉴与参考,并建议开展超大终端荷载(提升终端荷载800～1 500 k N)提升条件下井筒装备结构设计的研究。     

西部矿区立井基岩冻结井壁的设计研究

立井基岩冻结井壁的计算理论至今尚处于探索阶段,本文综合已设计建成西部矿区的几个基岩冻结立井的实例,同时结合在内蒙古上海庙一号矿井对回风立井冻结压力和水压力的监测结果,归纳出立井基岩冻结井筒外壁冻结压力和内壁水压力的理论计算公式,为我国西部矿区立井基岩冻结井筒的设计和施工提供了借鉴。     

立井井筒装备一次成型安装工艺研究与应用

在总结分析立井井筒装备安装传统工艺的基础上,对矿井立井井筒装备安装工艺进行了深入研究,提出了中空井筒条件下井筒装备安装工程一次成型施工工艺.该工艺已在山西安泽安鑫煤矿立井井筒装备施工中成功应用.     

电缆隧道施工地压问题

在某电缆隧道施工过程中，当竖井通过软弱夹层时，竖井井筒受到地压作用而发生破坏，影响施工进度。为解决这一问题，对此竖井地压问题进行力学分析，通过隧道地压与竖井地压的力学分析计算，得出了软弱夹层的极限埋藏条件与井筒的侧向压力。     

深厚黄土普通法凿井自稳高度及合理掘砌段高的研究

介绍了深厚黄土普通法凿井自稳高度计算方法。该计算方法充分考虑了立井井筒开挖时,井筒周边土体在其径向内移变形过程中的相互挤紧作用,能够真实体现普通法开挖土体自稳高度与应力状态、土体强度条件及变形性、天然结构状态等因素的较密切的关联性。最后根据文家坡矿回风立井井筒条件,经计算,获得了不同深度土层的自稳高度;并在此基础上,提出了立井井筒合理掘砌段高建议值:全新统新黄土掘砌段高宜为2.5~3.0m,更新统黄土宜控制在2.0m左右,新近系粘土宜控制在2.5m左右。     

立井井筒装备三维协同设计系统研究

国内部分煤矿设计院设计理念、设计工具比较落后,大都是用AutoCAD之类的二维绘图软件进行绘图,而后通过手工计算,再通过Office软件编辑设计计算文档,设计工作无法协同,设计结果也不能自动可视化,更不能进行分析模拟和仿真,设计效率低,不能满足未来智慧矿山建设的需要。因此急需立井井筒装备三维协同设计软件的开发。通过对传统立井井筒装备设计内容及流程的总结,提出立井井筒三维协同设计的理念及设计思路。系统的开发可以提升立井井筒装备的设计效率、投资决策速度,缩短项目设计周期,彻底改变传统的立井井筒设计。     

立井基岩坍塌事故处理一例

恩口煤矿一号井主立井井筒基岩严重垮落坍塌,在煤炭系统是少见的,处理方法采用分段放矸、分段支护与壁后灌浆充填。按照有关地压理论分析了基岩及喷射混凝土井壁的破坏原因,并对修理方法进行总结和初步研讨,以期从中找出有益的经验和教训。     

三维无界元和有限元耦合法在立井井筒移动和变形分析中的应用

本文应用三维无界元和有限元耦合的方法，对立井受有动引起的井筒移动和变形进行了数值分析，得出了井筒移动和竖向变形曲线。通过对比可知，计算结果与实测结构基础上吻合。     

测力锚杆对金属矿深立井地压的监测与结果分析

为研究金属矿深立井地压的分布规律,在新城金矿新主井凿井过程中,采用改进的新型地压监测装置——测力锚杆,更为精准地开展了立井地压的现场实测。监测数据表明:测力锚杆能够适应立井地压周期长、腐蚀强、淋水严重的复杂监测环境,工程应用性较强;金属矿立井地压以压力为主同时局部出现拉力,地压分布表现出不均匀性;井壁受拉部位,井壁所受围岩拉力约0.2 MPa,岩层稳定,裂隙不发育部位,井壁水平压力约为0.06MPa,同一水平,裂隙发育部位,井壁水平压力约为3.6 MPa,裂隙发育部位围岩对井壁的水平压力是稳定岩层中围岩对井壁水平压力的60倍左右;与埋深浅的矿井相比,深部金属矿井筒埋深大,在裂隙发育部位,水压值更大,井壁受到围岩较大的水平压力,且水平压力不稳定。     

超大荷载立井装备水平力计算方法研究与应用

现阶段,提升终端荷载不断增大,对井筒装备的设计提出了挑战。为了解决该问题,现场对胡家河煤矿主、副井进行了水平力测试,分析了井筒装备荷载的特性。并引入动静比的概念,提出了水平力荷载的理论公式。通过分析水平力实测值与计算值,确定了该公式下相关参数的取值,最终得出水平力峰值、平均值和等效静力值的计算公式。门克庆煤矿的副立井井筒装备利用该公式进行了校核,目前装备运行良好。可为其他矿立井井筒装备的设计提供一种参考。     

竖向可缩接头在两淮矿区立井井壁中的应用

针对疏水沉降地层立井井筒可能因竖向附加力作用而发生破裂这一技术难题,研制了一种安设在井壁中的竖向可缩接头,可预防井壁发生破裂。根据在冻结井筒和钻井井筒中的应用不同,系统叙述了该接头两种不同结构的设计和施工技术,并采用模型试验和数值模拟方法对其进行了力学性能分析,该接头在两淮矿区20多个井筒中得到了成功应用。     

立井井筒非采动破裂的遗传-支持向量机预测模型

选取表土层厚度、底板含水层厚度、底板含水层水位速降、井筒外径、井壁厚度、井筒投入使用时间6个立井井筒非采动破裂的特征属性作为判别因子,以工程实测数据作为学习样本,利用遗传算法优化支持向量机参数,建立了煤矿立井井筒非采动破裂的遗传-支持向量机预测模型,并对工程实例进行测试。研究结果表明,该模型预测精度高,回判估计的错误率低,为快速准确地预测立井井筒非采动破裂提供了一种新的方法和途径。     

立井井筒排水管道壁厚计算

分析了立井井筒排水管道管壁上任一点的应力状态,提出了计算管子壁厚的新公式,与目前所使用的公式和计算结果进行了对比,推荐了管道应力验算的方法。     

立井井筒内壁加固的机理分析

立井井筒的破裂严重威胁矿井的安全生产。从井筒内壁加固立井是治理和预防井壁破裂的措施之一。基于弹性理论,推导得到了立井内壁处各应力分量的表达式,分析了内壁加固对各应力分量的影响,探讨立井井筒内壁加固的作用机理,并结合工程实例对内壁加固效果进行了定量分析。计算表明内壁加固使立井体内竖向应力减小,从而提高了立井的安全储备。内壁加固可通过组装压力钢板得以实现,其施工简单、占用井筒时间短、费用低廉,但需确保压力钢板对立井内壁的压力作用须达到指定设计值。研究结论为立井井壁的内壁加固提供理论依据。