深厚冲积层冻结压力研究进展及展望

随冻结法凿井深度的增加,我国对深厚冲积层冻结井冻结压力分布的研究需求已经十分迫切.在对国内外冻结压力研究的发展进行了回顾的基础上,分析了目前深厚冲积层冻结压力研究面临的任务和要解决的问题,对进一步提高国内冻结压力研究水平阐述了看法.     

冻结管断管原因及冻结温度场数值计算分析

杨村煤矿副井安全顺利通过井筒掘砌的薄弱环节深厚粘土层位,但出现了多根冻结管断裂现象。该粘土层导热性能差,冻土发展速度慢,冻土强度低,同时,施工过程中掘砌段高大,井帮暴露时间长,从而引起较大的井帮位移和底鼓量,是造成冻结管断裂的主要原因。根据冻结管的实际偏斜位置,同时考虑冻结管断管影响,建立有限元计算模型,计算分析了该层位的冻结温度场分布情况,井帮温度为-10～-13℃之间,井帮温度数值计算结果与实测结果相差一O．7～0．4℃,表明数值计算结果是可靠的,可为淮南矿区深厚粘土层冻结设计和施工提供参考。     

基于ANSYS的特厚冲积层冻结壁位移场数值分析

随着能源需求的剧增,矿井建设逐渐向深处发展,随之而来的冻结管断裂等问题浮出水面,特深厚冲积层矿井建设问题成为一个急需解决的难题。本文采用ANSYS数值模拟方法对冻结法凿井所涉及到的冻结壁的厚度、平均温度、开挖段高、开挖段暴露时间等影响冻结壁稳定性的因素进行了仿真分析,得出了有价值的结果,对工程设计起到了一定参考作用。     

深厚冲积层中冻结井外壁钢筋应力的实测研究

介绍龙固副井冻结井外壁钢筋应力的测试方案，分析温度及约束作用对钢筋计测值的影响和不同方向配筋的应力测值变化规律．结果表明：受水化热高温的影响，外壁钢筋首先经历压应力急剧增长阶段，而后竖向及径向钢筋压应力随着井壁降温而逐渐减小，最终处于拉应力或低水平的压应力状态，而环向钢筋则始终处于压应力状态；环向钢筋的应力主要受冻结压力控制，而竖向及径向钢筋的应力主要受温度影响；鉴于深厚冲积层冻结压力增长迅速，外壁竖向钢筋可按承担3d内施工的井壁段自重，取15m高度的井壁段进行设计，从而有效地减少竖向钢筋的配筋率；而环向钢筋应尽号靠近鼻壁内侧配置，以提高井壁的水平承载力。     

冻结管柔性接头的研究

防止冻结管断裂在国内深井冻结中已成为关键技术。本文在柔性接头研究的基楚上阐述了冻结管上的各种应力与刚度之间的数学关系,并提出一种防止断管的原理。文中介绍了据此理论设计的柔性接头及其刚度曲线和应力释放效果等问题。也指出了影响刚度的诸因素。     

深厚粘土层冻结管受力机理模拟分析

针对杨村煤矿副井407．3m～445．35m段特厚砂质粘土层冻结管断裂情况,本文利用有限元软件ABAQUS进行受力机理模拟分析,得到冻结管应力、位移分布规律,从而判断出冻结管断裂位置在砂质粘土与砂土交界处,通过与现场监测情况进行对比,分析出冻结管受力断裂主要原因在于两种土层冻胀不同造成的,并提出相关施工建议为后期矿井建设提供参考。     

液氮冻结管壁温度的分布规律

分析了冻结管的材质、结构、布置方式、串联方式等不同条件下液氮冻结试验中的管壁温度数据.结果表明:采用传统冻结管结构的液氮冻结中,冻结管口与管底的管壁温度差别较大,在冻结管长度方向上管壁温度成近线性分布;采用在供液管上开孔的冻结管结构,可以有效减少冻结管壁的温差,特别是在供液管底部封堵后,采用较小的开孔间距时,冻结管壁温度分布基本是均匀的;在冻结管串联时,相同深度位置进液管壁温度都低于出气管壁温度,且两者的温差基本一致.液氮灌入量、冻结管材料、结构和连接方式是影响冻结管壁温度分布的主要因素.     

冻结法凿井中的冻结管断裂及其防治

文章介绍了冻结法凿井中冻结管断裂的基本特点及影响因素,提出了防止冻结管断裂的措施.     

顾桥煤矿东风井冻结粘土本构关系实验研究

我国两淮矿区分布深厚粘土层,矿井建设一般采用冻结法施工,冻结粘土的物理力学性能是决定冻结法参数选择的主要因素,因此以顾桥煤矿东风井深厚粘土层为研究对象,找到冻土在单轴应力条件下的应力、应变、温度和时间相互作用的关系,并照C．C．维亚洛夫推荐公式,运用统计的方法,推导出冻结粘土的本构方程。该方程在两淮矿区冻结井壁的强度和变形进行理论计算和冻结参数选取方面具有重要的参考价值和推广意义。     

冻结壁位移对冻结管断裂的影响

采用现场实测与数值模拟相结合的综合研究方法，对深部厚粘土层冻结凿井时冻结壁的位移和底鼓时间上和空间上进行了全域性的研究，从而找出了冻结管断裂的主要原因。