西部地区钻井井壁预制施工早期温度-应力场演化特征分析

为防止西部地区预制钻井井壁冬季施工出现裂缝现象,开展了钻井井壁预制施工的早期温度-应力场演化特征研究。首先,以西部地区可可盖煤矿中央回风立井钻井法凿井工程为背景,基于FLAC^(3D)软件,建立了内层钢板混凝土复合钻井井壁结构早期温度-应力场数值分析模型。通过模拟现场施工工况,获得了井壁早期温度应力的分布规律,确定了易出现早期温度裂缝的高风险区;然后,根据模拟计算结果,采用极差分析方法,获得预制钻井井壁早期温度应力影响因素从大到小依次为:对流散热系数、环境温度、混凝土强度等级。现场实测结果表明:模拟计算得到的温度分布规律与工程实测较为一致。

煤矿立井井筒非采动破裂治理新方法设计

在与现有立井井筒非采动破裂治理方法对比的基础上,分析了混凝土灌注摩擦桩加固地层的井壁破裂治理新方法的可行性及优缺点,并采用数值模拟方法对于治理前后底含处井壁附加剪力进行模拟计算,结果表明,在相同水头降的情况下,治理后的井壁附加剪力较治理前明显减小,因此认为混凝土灌注摩擦桩治理方法对于井壁非采动破裂治理具有很好的效果.

施工期钻井井壁混凝土应变实测分析

介绍了温家庄铁矿副井钻井井壁施工期间井壁混凝土应变光纤光栅实测方案,分析了混凝土应变变化规律,结果表明:施工期井壁混凝土以受压为主,环向应变大于竖向应变,应变变化阶段与施工工序相对应。漂浮下沉阶段混凝土应变呈现"双线性"特点,实测应变与导出公式计算值相吻合;增加配重水阶段环向压应变减小而竖向压应变略有增加;首次注浆阶段压应变显著减小,个别出现拉应变;后3次注浆阶段压应变先增加后减小,环向应变变化大于竖向应变;抽排配重水阶段环向压应变显著增加,竖向应变变化不大;二次补注浆阶段压应变先增加后减小,但幅度较前述注浆时有所减小。

喷射补偿收缩混凝土中胶凝材料微观结构分析

为了研究喷射补偿收缩混凝土中胶凝材料的相容性,采用X射线、电镜扫描等测试手段,对HCSA、UEA、HEA和CSA四种膨胀剂与D型速凝剂和硅酸盐水泥配制的水泥浆进行微观结构试验,对其水化产物微观晶体的形貌、矿物成分及显微结构进行分析。试验结果表明:硅酸盐水泥、膨胀剂和速凝剂三者之间有较好的适应性。水中养护3 d时水化产物中产生大量的钙矾石,28d时基本形成密实的水泥石结构。通过试验对比分析,得出掺CSA膨胀剂配制的水泥浆水化3 d时生成多而大的柱状钙矾石(AFt),水化28 d的钙矾石相比其他膨胀剂明显增多和长大,XRD图谱中钙矾石衍射峰明显增强,从表观特性上分析得出CSA膨胀剂与水泥和速凝剂相容性最好,适宜配制喷射补偿收缩混凝土。

深埋冻结壁变形特性的理论分析及数值模拟

考虑冻土流变、冻结壁卸载状态、冻结壁与周围土层共同作用等因素,建立了冻结壁变形的解析解。针对同一工程实例,分别采用理论分析与数值模拟两种方法,深入分析了深埋冻结壁的变形特性,计算结果与现场实测结果基本一致,较好地反映了实际情况。

罗平煤矿勘探复杂地层组构分析与防塌技术研究

罗平煤矿勘探地层复杂,泥页岩和煤层的稳定是最主要的问题。利用XRD(X-ray diffraction)和SEM(scanning electron microscope)技术对该区地层岩心进行微观组构分析表明,该地层伊蒙混层含量高,易引起孔壁不均质膨胀而坍塌;颗粒间接触呈泥质重胶结,岩层微孔隙发育,且易溶残余物多,极易受孔内流体介质侵蚀造成孔壁坍塌。根据以上特点并结合钻井液与孔隙流体之间的驱动原理,研究提出了相应的防塌钻井液体系,通过室内性能测试与防塌试验,以及现场应用的实际效果证明,上述防塌钻井液体系能适用罗平煤矿地质勘探,具有较好的防塌护壁效果。

粗糠田煤矿井筒表土段可伸缩刚性支架支护实践

粗糠田煤矿井筒表土段位于第四系地层,施工进度慢、施工工艺复杂,采用U29型可伸缩支架替代原砌碹支护设计中的配筋,喷射厚300mm混凝土层与之黏结形成巷道永久支护,缩短了矿井工期。

玲珑金矿巷道塌陷机理及拱桥法加固数值模拟

玲珑金矿255m主运巷道塌陷面临着停产和严重的安全隐患,由于其自身的特殊性,使其加固处理十分困难。众所周知,在不同的地质情况下,治理矿山巷道塌陷破坏的方法也各不相同。分析了玲珑金矿255 m水平主运巷道塌陷破坏的成因、加固治理的难点和拱桥法锚注加固技术的要点,应用有限差分软件FLAC3D分析了该技术的加固力学机制和加固效果,直观地得出拱桥法加固对于巷道围岩应力、位移和状态的影响效果,证明了拱桥法加固技术的有效性。该技术可在类似的岩土工程中推广应用。

井壁混凝土强度准则的试验研究及其应用

根据井壁结构模型试验结果 ,得到了井壁砼强度准则的回归公式 ,从而为井壁结构承载能力的合理计算提供了理论基础。

非均匀水平应力场中井壁结构的优化设计研究

为了寻求非均匀水平应力场中井壁的合理结构,克服传统等厚井壁在非均匀水平应力场中因应力分布不均而造成井筒结构局部挤压过度而发生破坏,本文用内壁为圆、外壁为椭圆的井壁结构代替原来的等厚井壁,利用有限元数值计算软件,对井壁结构的受力和变形进行数值模拟分析,运用有限元软件的优化设计模块,对特定条件下非均匀水平应力场中井壁的断面形状进行了优化设计研究.研究结果表明:非均匀水平应力场中,等厚度的圆形井筒内壁应力分布并非均匀,不利于井筒稳定性的保持;采用外壁为椭圆形,内壁为圆形的井壁结构,可实现井壁中应力分布状态基本均匀的效果;在外壁从圆形向椭圆形过渡中存在一个最优点,偏离最优点两端越远应力分布越不均匀,这个最优点就是井壁应力分布状态最均匀的状态点,此时井壁的变形、应力分布比较合理,对井筒的稳定性非常有利.

混杂纤维高强混凝土井壁极限强度及破坏特征试验研究

为验证混杂纤维高强混凝土应用于深厚表土井壁结构的可行性,通过室内模型试验研究了普通高强混凝土和混杂纤维高强混凝土井壁模型的抗压强度及破坏特征。研究结果表明:混杂纤维高强混凝土井壁模型(模型A)的抗压强度略高于普通高强混凝土井壁模型(模型B);2种模型的环向位移和轴向位移都随荷载的增大而增大,达到极限荷载时模型A的环向位移和径向位移均小于模型B,说明模型A具有更好的塑性和抗变形能力;加载过程中2种模型都经历了裂缝出现、发展、贯通等阶段,但具体表现不同,模型B破坏时保护层大面积剥落,剪切破坏特征明显,而模型A表面保护层没有大面积剥落,具有良好的整体性。

混凝土的环境腐蚀机理浅析

根据混凝土的腐蚀类型,对混凝土的环境腐蚀机理进行了分析,揭示了混凝土腐蚀的多样性以及腐蚀机理的复杂性。

立井井筒预防性治理过程井壁应变规律分析及经验

井壁破裂问题一直比较棘手,深厚表土层中预防性治理井壁破裂的工程经验并不多见,本文以某煤矿主井为例分析了深厚表土层立井井壁地面注浆加固过程中井壁的受力特点,得出了表土段地面注浆加固治理过程中井壁的应变观测结论即加固治理抑制了井壁竖向附加力的增长,总结了深厚表土层井壁地面注浆加固治理工程的经验,为以后类似工程提供借鉴。

大断面斜井穿越采空区支护技术

为解决斜井穿越采空区支护及施工技术难题,结合平煤六矿新明斜井穿越采空区工程实践,通过地质调研、实验室实验、理论分析及现场观测等方法,分析了巷道围岩变形力学机制,提出了支护对策及支护参数.实践证明:金属网、全断面U型钢、底拱连锁梁、浇筑混凝土、壁后注浆联合支护是针对该类巷道的有效支护形式,并取得了良好的支护效果.对井筒穿越采空区支护具有参考价值和借鉴意义.

基岩破碎带段立井井壁受力状况的长期监测

孙疃煤矿副井井筒基岩破碎带段埋深为292．61～317．28m。在井筒通过该段施工中，通过埋设压力传感器、钢筋计及电阻温度计，对该段井壁进行了长期监测，获得了井壁压力、钢筋应力及井壁温度变化规律，对确保井筒安全具有重要意义，同时可为类似地层中的井壁结构选型提供参考。

济宁三号煤矿的监测与预测预报系统

介绍了混凝土井壁结构受力远程自动监测与预测报系统在济宁三号煤矿副井的应用,监测系统采用信息网络技术实现远程自动监测,通过电话拨号的手段,利用计算机进行有关数据的自动采集、数据传输、自动报警等功能。预测预报系统基于Windows操作平台,选取Delphi7.0和Matlab6.1作为预测预报软件开发工具,采用灰色预测模型(等距灰色模型、非等距灰色模型、优化灰色模型)及改进的BP神经网络预测模型(有动量的梯度下降法、Levenberg-Marquardt算法)对混凝土井壁结构的受力状态进行预测。本系统在济宁三号煤矿副井中成功监控了注浆的整个过程,起到了指导合理施工、检验治理效果的作用。

含水粉煤灰泡沫混凝土力学性能退化试验研究

采用普通硅酸盐水泥、发泡剂、粉煤灰及外加剂制备采空区充填材料,通过室内试验研究不同含水率影响下充填体强度特性、蠕变特性、应力应变特性和变形特性退化规律。结果表明:自由水对充填体性能退化影响明显。具体表现为:随着含水率的增加,充填体抗压强度和抗剪强度递减,初期递减幅度较大,后期较小;充填体强度峰值、峰后残余强度及延性随着含水率增加而递减;随着含水率的增加,充填体弹性模量降低幅度较大,泊松比变化幅度较小,其他变形参数如剪切模量,体弹性模量均减小,充填体在水弱化情况下会进一步产生压缩,抗变形能力退化显著。

模拟喷射混凝土或衬砌支护的大变形衬砌单元模型

本文利用大变形有限元的基本理论，提出了有限元大变形衬砌单元模型，并推导了其相关的大变形有限元计算公式，成功地解决了岩土工程喷射混凝土或衬砌支护的大变形有限元模拟计算问题。

粉质砂土填土路堤压实标准的研究

以华北平原分布广泛的粉质砂土路基难于压实的关键技术问题为研究对象,选取河南省两种代表性土样对其进行一系列的物理、力学特性的试验研究和理论分析,提出了适合于粉质砂土地区路基的压实标准。并在河南省高速公路施工中得到验证。

中小型水利工程混凝土施工通病与预防

中小型水利工程混凝土施工中会不可避免的出现一些质量通病,对此必须要分析形成的原因,找出解决问题的办法,实施对工程的有效预控。