基于与围岩相互作用的冻结壁弹性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,考虑了开挖卸载作用以及冻结壁与围岩的相互作用,建立了一个更符合实际的力学模型;推导出了其弹性解析解;分析了冻结壁与围岩的应力和位移变化规律;讨论了冻结壁厚度的设计方法;基于Tresca强度条件和Mises强度条件,分别建立了新的冻结壁厚度弹性设计公式。分析比较表明,新公式较传统的冻结壁厚度弹性设计公式更合理,更节省。

基于与围岩相互作用的冻结壁塑性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度塑性设计公式是在加载条件下导出的,未考虑冻结壁与围岩的相互作用和内摩擦角的影响,与实际相差较大。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与井壁相互作用塑性力学模型,推导了应力与位移解析解,分析了各因素对冻结壁厚度的影响规律,建立了新的塑性冻结壁厚度计算公式。分析表明,新公式较传统的公式更合理,并建议选用Coulomb-Mohr屈服准则进行冻结壁厚度计算。

地下洞室动态开挖的三维数值分析及优化研究

针对云南锡业集团公司个旧锡矿地下采场洞室的开挖技术条件,采用非线性三维有限元法,对其动态开挖过程进行了数值模拟分析,并优化选择了地下采场洞室的开挖顺序和开挖跨距,从而得到一些有益的结论。

立井井筒掘进地质条件综合探查与分析

为了探明淮南潘一煤矿主井井筒掘进前方F32断层准确位置及富水情况,针对单一地球物理方法存在认识多样性与结果多解性的问题,提出采用反射地震法和瞬变电磁法相综合的多参数综合物探方法对F32断层进行超前探测;并辅以数值模拟与物理模型试验对井筒掘进前方地质条件超前探查进行了系统研究。研究结果表明:多种物探方法进行综合超前探测可以提升对掘进前方地质条件解释的准确率,其中反射地震波法可以定位地质界面位置,瞬变电磁法基于电性特征分析可以判断构造的富水特征,并可以辅助判定地质界面位置。现场应用得出F32断层的位置在-786.8~-792.8m段,岩层整体含水性不强;探测结果为井筒设计及安全施工提供参考。

深冻结壁时空设计理论

关系到冻结法成败的冻结壁设计理论和公式，经历了由弹性、弹塑性到流变体假设过程，相对应，经历了无限长厚壁圆筒静态理论、动态理论和有限长厚壁圆筒准动态理论。事实证明无限长厚壁圆筒静、动态理论（包括弹性体、弹塑体和流变体）不符实际情况，是深冻结井中事故发生的主要原因之一。而有限长厚壁圆筒准动态理论虽比较符合实际情况，但其中温度和时间因素没有分离而作为一个变量在公式中，也没考虑冻结管变形因素。本文以我国近２０年冻结施工及冻土力学研究成果为基础，提出了以冻结壁（冻结管）变形极限为准则的各变量分离的深冻结壁时空设计理论及公式，它有别于传统的设计理论及观念，其合理性在实践中被证实。

特厚表土层立井冻结方案多目标灰色局势决策

针对特厚表土层立井冻结方案的选择尚无理论依据的现状,提出了一种将多目标灰色局势决策理论与有限元数值模拟相结合选优深冻结井冻结方案的方法。工程实例表明,该种方法具有应用简便,决策效果好等优点,为今后科学、合理地选定特厚表土层冻结方案设计提供了一种理论方法。

岩土体变形破坏机制及井筒破裂模式

以淮北临涣矿区为例，在详细调查分析了破裂井筒的矿井水文地质与工程地质条件及其它背景资料的基础上，根据矿区底含土体及煤系基岩风化带变形破坏的影响因素及形成过程，本文首次论证了岩土体变形破坏的四个发展阶段和井筒破裂的四种模式及其间的关系，并揭示了井筒破裂的机理。

煤矿斜井盾构螺旋输送机原位拆卸施工技术

煤矿斜井建设引入盾构工法我国无成功先例,反坡倾斜状态下盾构无扩大硐室原位拆解尚属首次。以某煤矿斜井双模式盾构施工为背景,对盾构无扩大硐室原位拆解关键部件——螺旋输送机拆卸面临的主要问题进行分析,提出螺旋输送机拆解的完整拆卸和分体拆卸两种施工方案,并对两种施工方案拆卸技术进行详细阐述,最后根据本工程特点,采用螺旋输送机分体拆卸施工技术进行施工,确保螺旋输送机快速、安全拆解。

厚冲积层疏水引起地面沉降时井筒受力分析

首先分析临涣矿区井筒破裂的原因，进一步分析厚冲积层疏降水引起地面沉降情况下井筒附加纵向载荷的产生及其计算方法．在上述分析基础上，根据矿区现有井筒技术参数和实际状态，按照摩擦阻力为直线分布与三角形分布两种形式，应用第四强度理论推算摩擦阻力极限值大小，此值可作为本矿区以及地质条件类似矿区的现有井筒井壁强度验算与新井井壁设计的重要参考．

反井钻井偏斜控制技术

分析反井钻井偏斜的原因,提出防偏、减偏的措施;控制钻孔偏斜方法和纠偏办法。

煤炭矿产资源开发利用方案编制要点探讨

根据煤炭矿产资源开发利用方案的编制实践和体会,分析了其编制、审批工作对煤炭矿产资源有序开发、合理利用的重要作用。并结合煤炭资源的固有特点,重点讨论了编制目的、井田境界、资源储量计算、开发利用方案比选以及资源综合利用、安全生产建议等编制要点问题;同时提出了控制和提高编制质量的建议,为煤炭矿产资源开发利用方案编制工作提供了一定的参考借鉴。

矿井井筒围岩流变对井筒稳定性的影响

根据流变力学的基本理论，分析了矿井井筒围岩的流变引起支护衬砌中应力和位移随时间的变化规律，建立了与时间有关的支护衬砌破坏准则，对矿井井筒的支护设计和预计衬砌不同时期的受力和稳定性有一定的参考意义。

530m特厚冲积层冻结法凿井关键技术分析

围绕着表土段冻结法方案和冻结壁优化设计,新型高强冻结法井壁,法向材料及施工工艺,超深冻结孔钻进,测斜及纠偏技术,信息化施工技术的应用等几大关键技术问题做了大量卓有成效的工作,满足了工程安全施工的需要,为我国在超深厚表土层中的冻结法施工积累了成功的经验。

斜井井筒明槽开挖转暗硐交接处掘进及支护技术

为了保障斜井明槽段开挖转暗硐掘进施工的安全,解决斜井施工过程中明槽开挖转暗硐掘进和支护难题,结合天河煤矿表土层和风化基岩段的地质条件以及以往在斜井施工的成熟经验,混合斜井明槽转暗硐交接处井筒掘进采用管棚法超前支护、"U29型钢棚+钢筋混凝土砌碹"永久支护,短掘短支同时配合超前小井降水。研究了明槽转暗硐施工过程中的明槽开挖、门脸处加固、巷道掘进及架棚支护、混凝土砌碹等技术。结果表明,混合斜井明槽转暗硐交接处井筒的支护参数、支护效果、稳定性和可靠性都达到了设计要求,满足了矿井的安全生产要求。

帐幕注浆在竖井掘进中的应用

竖井掘进过程中,通过对突水区实施注浆工程,从而阻断水的涌入,既解放了受水威胁的井筒又保证了矿井的掘砌,同时矿井周围水资源得以保护,并取得良好的社会和经济效益。

刘桥二矿井筒注浆技术参数的探讨

在分析刘桥二矿水文地质条件的基础上，指出在滑动构造地区小断层和裂隙发育的条件下，实际井筒涌水量大于计算涌水量的主要原因是放炮震动、水流冲刷、岩体移动等造成的岩体裂隙开度加大所致；针对滑动构造地区的构造地质特点，确定了注浆段高、注浆压力、浆液浓度、注浆孔最佳数量、孔内处理、结束标准及复注等参数，并在刘桥二矿取得了良好的应用效果。

斜井在表土段时底板承载力的初探

针对斜井在表土段出现的井壁断裂、开缝、顶底板及两帮强烈相对移近的情况,用太沙基公式建立了斜井底板承载力计算模型,并针对斜井底板倾斜的情况对计算模型作了一些修正。根据计算模型定性分析了影响底板承载力的参数,为提高底板承载力提供了理论依据。

疏水沉降地层冻结井筒综合负摩擦力的反演研究

讨论了综合负摩擦力反演计算模型，分析了５种常用双向受压混凝土强度准则的适用条件，并进行了反演对比，研究了影响综合负摩擦力反演值的诸多因素，为今后合理选择综合负摩擦力反演值、进行疏水沉降地层冻结井筒设计提供了可靠的依据。

冷泉副井井筒施工井壁质量控制

冷泉副井井筒掘砌工程是按照矿山井巷施工及验收规范，严格遵循工序自检达到优良后，再请甲方、监理和质检站人员验收签证的程序进行合理组织、精心施工的。经最后验收和核查，全井筒井壁质量被评为优良。

深孔钻爆法快速施工通风立眼工艺研究

在掘进工作面通风系统的形成过程中,需要设计施工不同功能的通风立眼,以达到有效通风目的,解决赵庄二号井1308泄水巷正掘、反掘施工期间通风的问题。研究通风立眼快速施工工艺,对日后通风立眼、溜煤眼的施工均有积极参考价值。