斜井冻结和解冻全过程温度场演化规律研究

针对斜井冻结中存在的井壁浇筑水化热释放、局部冻结方式等问题,采用数值模拟和现场实测方法对袁大滩煤矿副斜井冻结和解冻全过程温度场的发展演化规律进行了研究,对斜井支护方式、停止冻结时间和局部冻结结构形式进行了探讨。结果表明,局部冻结时在非冻结段采用小尺寸冻结管或聚氨酯发泡方式的局部冻结效果并不理想,建议将局部冻结管做成双层套管,两层冻结管之间设置保温层,以维持聚氨酯材料的保温性能、减少冻土体积、减少制冷量的额外消耗|井壁水泥水化热的释放会造成井壁内部温度较高和周围的冻土融化,建议在外层井壁和冻土之间设置木背板或泡沫板等隔热材料,防止井壁内外温差过大而产生温度裂缝|根据井壁强度增长情况,确定合理的停止冻结时机。     

斜井冻结和解冻全过程温度场演化规律研究

针对斜井冻结中存在的井壁浇筑水化热释放、局部冻结方式等问题,采用数值模拟和现场实测方法对袁大滩煤矿副斜井冻结和解冻全过程温度场的发展演化规律进行了研究,对斜井支护方式、停止冻结时间和局部冻结结构形式进行了探讨。结果表明,局部冻结时在非冻结段采用小尺寸冻结管或聚氨酯发泡方式的局部冻结效果并不理想,建议将局部冻结管做成双层套管,两层冻结管之间设置保温层,以维持聚氨酯材料的保温性能、减少冻土体积、减少制冷量的额外消耗|井壁水泥水化热的释放会造成井壁内部温度较高和周围的冻土融化,建议在外层井壁和冻土之间设置木背板或泡沫板等隔热材料,防止井壁内外温差过大而产生温度裂缝|根据井壁强度增长情况,确定合理的停止冻结时机。     

榆阳煤矿充填制浆自动化系统研究及应用

高水充填开采是一种新的煤矿开采技术,而利用PLC对制浆及充填过程进行控制和监测,不但可以提高充填浆液的配比质量,还可以对充填管路进行实时监控,从而保证管路安全。鉴于此,研发了充填制浆自动化系统,并介绍其在榆阳煤矿的应用情况。     

超声波检测在副斜井井壁质量探查中的应用

斜井冻结技术在国内尚无成熟的理论和技术规范,因此对于服役斜井的冻结段井筒质量加以深入研究探查,意义重大。通过采用现阶段广泛应用的超声回弹综合井壁抗压强度进行复核检测,检测值更接近实际。结果表明,井壁及底板混凝土的现时强度较设计值(或初期值)有所下降,井壁裂缝结果检测显示尚未形成贯穿裂缝。检测结果为保证斜井井筒长期安全运行状态评估,提供了可靠依据。     

煤矿斜井冻结段受力特征及井壁开裂原因分析

袁大滩煤矿副斜井由明槽段、冻结段和基岩段3部分组成,总长度3 555 m。其中冻结段(681 m)采用双层钢筋混凝土井壁,其断面为直墙拱顶、平直底板结构形式。副斜井冻结段施工完毕,底板即出现纵向裂缝,伴随多个出水点;通车后,底板裂缝进一步发展,并出现横向裂缝。为确保斜井井筒的长期安全稳定,对斜井井筒受力特征进行分析,找出该结构形式下的潜在危险点,并分析裂缝产生和发展的原因,评价井筒结构的安全性,为矿井运营和后期维护提供参考。数值模拟结果表明:(1)现有的井筒断面结构存在6处危险点,且各危险点处主应力值均呈现随埋深的增加而增大的趋势;(2)井筒断面的最大主应力云图基本稳定,但是最小主应力云图随着埋深的增加而逐渐变化,最大主应力表现为压应力,最小主应力表现为拉应力;(3)在不考虑车辆荷载往复作用对井筒应力的影响情况下,应力变化幅度随着埋深的增加而减小,不同危险点的变化幅度有所不同:拱顶变化幅度最大,而拱腰则没有应力改善;(4)直墙拱顶的结构是合理的,但平直底板的设置带来了结构的安全性问题,在围岩应力和往复车辆荷载的共同作用下,造成了裂缝的产生和贯通。     

煤矿风积砂层长斜井服役状态安全评价研究

井筒作为特殊地下构筑物,其安全状态不仅与自身结构性能有关,也与围岩环境、使用条件相关;提出以系统的观点,开展既有井筒安全状态研究评价。结合袁大滩煤矿副斜井风积砂层冻结段井筒案例,沿井筒建设、运营时间轴,从围岩环境、结构性能、运行状况3个维度,对斜井井筒安全状态进行研究分析;对地质与水文地质条件、建设运营状况、现有井壁结构承载能力、混凝土质量检查、位移变形监测数据分析、防水性能、工程类比等多个因素,逐一进行评价和综合论证,得出科学结论,对既有斜井井筒安全状态评价问题做了深入探讨。