对混凝土井壁防腐问题的几点认识

本文结合工程实例探讨了抗硫酸盐法井壁防腐存在的问题，并对此不足之处进行分析论证，介绍了井壁的防腐外控办法和改变施工工艺，提高砼质量的方法，提出了今后井壁防腐的研究方向。     

对井壁防腐问题的认识

甘肃窑街矿区的几个竖井用抗硫酸盐法进行井壁防腐，对这一方法存在的缺点及不足之处进行了分析，并提出对井壁防腐的外控方法。     

立井混凝土井壁的防腐问题

描述窑街矿区几个立井混凝土井壁腐蚀状况，分析腐蚀原因，介绍了采取的防腐措施     

新建井筒井壁可缩层材料的研究

 受新建井筒运行环境、服务年限的要求，新建井筒井壁可缩层材料要求有较好的可缩性和防腐耐用性。本文通过实验测试和研究证明，橡胶材料是新建井筒井壁可缩层的理想材料，比松木木砖具有更大的优点。该新型材料在平煤四矿新建抗变形井筒中得到了实际应用，取得了良好的技术效果。     

质量缺陷及粉化破裂立井井壁治理措施

济宁二号煤矿副立井存在井壁质量缺陷、粉化、渗漏等问题,严重威胁井筒作业人员及装备的安全。采用调查、现场检测、水质等分析发现,井壁混凝土浇筑质量控制不佳、井壁出水是井壁缺陷、粉化的主要原因,针对井壁的现状制定了"渗漏水点化学注浆封堵+缺陷及粉化区域锚网喷修复+井壁壁面硅烷浸渍防腐"的总体治理方案,目前井壁已完成修复近1年时间,没有发生新生粉化、渗漏现象。     

双龙煤矿副斜井井壁粉化破裂机理及治理措施

双龙煤矿缓坡副斜井存严重渗漏及井壁混凝土粉化破裂问题,且粉化破裂呈现加速、加剧趋势。主要介绍了副斜井井壁的现状,分析了井壁粉化破裂的原因,制定了合理的治理方案。分析发现,井壁渗漏水中高浓度硫酸根离子的腐蚀作用是导致井壁粉化破裂的主要原因。井壁治理采用了"堵、抗、防"的总体治理思路,具体应用了"渗漏水点化学注浆封堵+粉化破裂区块锚网喷修复+壁面硅烷浸渍防腐"的方案。目前井壁已修复完成近1 a,没有发生新生粉化、渗漏现象。双龙煤矿副立井井壁治理经验可为类似工程问题防治提供参考。     

含高矿化度水地层深立井井壁高强混凝土耐久性研究

为防止穿越高矿化度水地层深立井井壁遭受腐蚀而影响安全运营,开展了硫酸盐全浸泡下井壁高强混凝土耐久性研究。通过3种不同水胶比混凝土和2种经防腐处理的混凝土在硫酸盐环境中侵蚀180 d的抗压强度、质量损失、相对动弹性模量等性能对比试验,来研究高强混凝土的性能。试验结果表明:在各侵蚀浓度下混凝土试件的抗压强度、质量与相对动弹性模量随龄期都呈现出先缓慢增长后加速减小的趋势,相对动弹性模量与抗压强度的变化趋势有着高度的相似性;水胶比越小混凝土密实性越好,硫酸根离子在混凝土内部的传输受到抑制,对混凝土的侵蚀性越小,井壁耐久性越好,水胶比为0.26的混凝土在整个侵蚀周期内抗硫酸盐侵蚀性能表现最佳;在水胶比不变的前提下,内掺防腐剂对提升混凝土抗硫酸盐侵蚀性能具有一定效果,而采用抗硫酸盐水泥的防腐措施在较高浓度硫酸盐侵蚀条件下适用性较差。本研究结果可为西北地区穿越高矿化度水地层深立井井壁混凝土配制提供参考。     

立井井壁变形光纤光栅远程实时监测预警系统

针对高寒矿区表土层冻融作用和含水层水压力引起的井壁变形问题，基于光纤光栅传感原理，沿井壁环向和竖向安装了10层光纤光栅应变和温度传感器，提出了井壁结构损伤识别方法，确定了混凝土结构变形破坏阈值，建立了立井井壁变形远程实时监测系统。经1年的高寒矿区灵东煤矿副井井壁监测结果表明：井壁变形光纤光栅监测系统能够实时监测预警、高寒地区长期稳定性好，井壁最大环向应变和轴向应变均低于混凝土屈服强度阈值，说明井壁目前处于稳定阶段。     

三河尖煤矿主井井壁破裂成因及治理

主要介绍了徐州矿务集团有限公司三河尖煤矿主井井壁破裂的概况，阐明了“井壁竖向附加力”是造成三河尖煤矿主井井壁破裂的主要原因，分析了加套井壁法、开卸压槽法、注浆加固地层法等可供选择的井壁破裂治理方案，并根据三河尖煤矿井壁实际情况提出了具体有针对性的井壁破裂治理方案及后续监测措施。     

复合井壁的优化结构

本文对复合井壁进行了力学分析，在分析中考虑了井壁间泡沫塑料板的良好可缩性；讨论了泡沫塑料板能够改善井壁中应力状态的作用；根据最充分利用井壁材料的原则，提出了获得复合井壁最合理结构的方法。     

南寨煤矿冻结井筒井壁结构设计

本文通过对与南寨煤矿地层条件相近的有关冻结井井壁破坏原因分析。在南寨煤矿冻结井筒井壁结构设计中，运用了“抗”与“让”相结合的支护技术，采用了泡沫板，ＢＲ型增强防水剂等新的井壁支护材料，提出了可压缩围板双层钢筋混凝土井壁结构。它不仅具有复合井壁在防水、减少竖向约束力等方面的优点，而且弥补了复合井壁费用高，井壁可缩性差及施工工艺复杂的问题。实践证明了设计的合理性和先进性，并取得了预期的技术经济效果。     

凿井设施井壁吊挂新工艺

淮北桃园煤矿中风井是我国钻井法施工38个井筒之一,净直径5.1m,全深335m。井壁采用地面预制,每节长6m,法兰连接。法兰盘内圈用螺柱连接,外圈用电焊连接。漂浮下沉时,外用沥青、树脂防水防腐,壁后用水泥浆和石子分段充填。在-310m水平破壁开凿南、北马头门,进行放大线测斜工作和改绞安装工程。改装工程有一吨双层单车罐笼,风、水、电等管线各两路(图1),利用预制井壁的法兰盘,设计了井壁吊挂新工艺。     

双层钢筋混凝土井壁应力的理论分析

本文阐明了冻结施工立井井壁的特点，分析了双层钢筋混凝土井壁在各个阶段的受力状况，提出了以往设计中予以忽略的纵向应力计算方法和内层井壁尺寸计算的普遍表达式，讨论了立井井壁破坏机理以及改进现有井壁结构的途径。     

华东地区立井井壁破坏原因浅析华东地区立井井壁破坏原因浅析

根据华东地区立井井壁破坏位置、地层条件及破坏时间，对立井井壁破坏特征进行分析。初步分析表明立井井壁破坏的主要原因，是立井井壁和周围地层间垂直方向上相对运动产生井壁外侧面向下的“井壁负摩擦力”，造成井壁内应力超过原来设计中取无负摩擦力时的允许值，导致井壁破坏。根据华东地区立井井壁破坏位置、地层条件及破坏时间，对立井井壁破坏特征进行分析。初步分析表明立井井壁破坏的主要原因，是立井井壁和周围地层间垂直方向上相对运动产生井壁外侧面向下的“井壁负摩擦力”，造成井壁内应力超过原来设计中取无负摩擦力时的允许值，导致井壁破坏。     

关于疏水沉降地层中井壁破坏问题的认识与建议

总结并分析了近１０ａ来对生产矿井井壁竖向压缩破坏问题的研究成果。认为引起井壁破坏的根本原因是冲积层疏水沉降引起的井壁竖向附加力，而与地质构造运动和地下水流动等关系不大，地压、井壁自重、温度应力等井筒所共有的外力应作为初始力来考虑。分析并指出了目前按模型试验和井壁混凝土强度反算的井壁竖向附加力可能偏小的原因。综合评述了疏水沉降地层中井壁破坏的治理途径和存在问题，并提出了在施工钻井井壁时，采用局部固井方法以减小井壁负摩擦力等建议。     

双层钢筋混凝土井壁应力的理论分析

本文阐明了冻结施工立井井壁的特点，分析了双层钢筋混凝土井壁在各个阶段的受力状况，提出了以往设计中予以忽略的纵向应力计算方法和内层井壁尺寸计算的普遍表达式，讨论了立井井壁破坏机理以及改进现有井壁结构的途径。     

滑动可缩型钢筋混凝土复合井壁结构设计与计算

祁南矿井冻结井井室结构，是淮北广区十几对矿井的冻结井壁破损后设计的第一对井壁。设计中考虑了地表沉降对井壁的作用，提出并采用了“滑动可缩型钢筋混凝土复合井壁结构”方案。本文介绍了兖州煤矿设计院运用模拟试验成果修正了原井壁结构方案后，进行了井壁结构设计与计算。     

深表土中高强钢筋混凝土井壁力学性能的试验研究

针对500～700m深表土中冻结井筒的支护难题，提出合理的技术途径，即采用现浇高强钢筋混凝土井壁结构。通过模型试验，对这种井壁结构的应力特性和强度特征进行了深入研究，结果表明：高强钢筋混凝土井壁具有很高的承载力，且增大钢筋含量对井壁承载力影响很小，但提高混凝土的强度等级可显著地提高井壁的承载力，并根据理论分析和试验结果推导出了这种井壁承载力的计算公式，从而为该种高强井壁结构的工程应用提供了设计依据。     

井壁高性能混凝土防腐蚀机理与性能试验

混凝土腐蚀是其力学性能衰减的重要因素,西北地区地下工程混凝土常受硫酸盐腐蚀的影响,造成结构失稳或达不到设计使用年限。以赵石畔井筒含水层为工程背景,分析井壁混凝土防腐措施,探究掺防腐剂混凝土的微观形态差异和仿钢纤维提高混凝土的力学性能。发现掺加复合防腐剂的混凝土试件的微观结构相对密实,能够降低可侵入混凝土中硫酸根离子浓度并细化毛细孔的孔径;仿钢纤维对井壁混凝土强度具有明显的增强作用,能够显著改善C50、C60、C70井壁混凝土的力学性能。根据井筒含水层水质特点,给出了井筒各段混凝土的复合防腐剂和仿钢纤维的建议掺量。     

立井井壁的破裂因素位置时间的定性研究

文章通过对立井井壁破裂现象及破裂原因的深入分析，找出了与破裂现象相吻合的井壁破裂因素（温度），对长期以来理论界认为的“表土沉降是井壁破裂的决定因素”的观点进行了较有说服力的反驳，这是更好的寻求防止井壁破裂的及预测井壁破裂的时间提供了理论基础，也为井壁设计提供了理论上的依据。