特厚冲积层中冻结井外壁温度实测研究

通过对龙固副井冻结凿井期间外壁与冻结壁温度的现场实测,研究了冻结壁温度场对外壁水化热温度场的影响,获得了特厚冲积层冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律.研究表明:内部高水化热的释放,使外壁混凝土获得了至少17 d的正温养护时间,其早期强度增长不受低温影响;同时,高水化热的释放导致井壁内外出现较大温差(甚至超过25℃),增大了温度裂缝控制的难度;水化热的向外传导还导致壁后冻土的显著升温及局部融化,对外壁受力造成了不利影响.

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3 d内施工的井壁段自重,取15 m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;而环向钢筋应尽量靠近井壁内侧配置,以提高井壁的水平承载力.

龙固副井冻结凿井期外壁混凝土应变的实测研究

通过龙固副井冻结凿井期现场实测，获得了龙固副井外层井壁混凝土应变的变化规律．结合高强混凝土的极限压应变，分析了井壁结构的安全性．研究表明：外层井壁浇筑后，混凝土首先产生拉应变，而后随井壁温度下降而逐渐减小并转变为压应变．环向最大压应变一般为同一监测层位竖向、径向最大压应变的2～4倍．在龙固副井施工中，井壁环向最大压应变达2221με，约为极限压应变的76．6％，处于安全状态．

冻结井外壁高强混凝土的早期强度增长规律研究

针对冻结井外壁特殊的早期养护环境,开展了外壁混凝土早期强度增长规律的实验室及现场试验研究.结果表明:受大体积混凝土水化热的影响,外壁混凝土的早期强度增长迅速,1,3,7 d强度分别超过了配制强度的40%,70%,90%.外壁混凝土的早期强度增长速度明显超过标准养护试块,且越接近井壁厚度中央,混凝土的强度越高;龄期越短,上述差异越显著(尤其是3 d内).外壁采用现浇高强混凝土结构,其安全能够得到保障.

深基岩冻结井筒外层井壁力学特性试验研究

针对西部地区深基岩冻结井筒外层井壁结构优化设计方案,本次模型试验基于相似理论对我国西部地区某矿井冻结井筒外层井壁的力学特性进行研究,得到外层井壁的应变、应力、径向位移与水平荷载之间的关系曲线,并对其受力机理进行探讨。

白垩系地层煤矿立井冻结压力实测研究

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析两个代表性水平层位冻结压力的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁受冻结压力变化的基本规律。研究表明：白垩系软岩层冻结压力9d内急剧增长,达1.108-1.714MPa,最大值达1.126-1.867MPa,就作用在井壁上的冻结压力发展趋势而言,表现出明显的阶段性特征,即快速增长、均匀增长和稳定阶段。此外,通过对两个水平同一深度处冻结压力平均值随深度变化曲线进行拟合,得到风井平均冻结压力随深度的变化规律,进而确定了冻结压力上限值,为保证冻结凿井施工的安全进行提供了理论依据。

东荣三矿冻结段井壁破坏原因简析

介绍了东荣三矿主井、副井、东风井三个井筒冻结段井壁的施工及破坏情况,并针对破坏的原因进行了分析,同时对冻结段的井壁结构型式提出了建议。

冻结立井外壁掘砌全流程控制方法研究

冻结立井外壁施工往往因为冻结壁强度不够、施工质量不高、设计缺陷等原因造成混凝土外壁破坏、断管、透水淹井等事故,目前除了对冻结壁加强冻结、提高外壁混凝土标号、缩短段高等有限手段来防止事故发生外,没有更为有效的方法处理上述问题。淮南某矿副井表土段厚340 m,其中,粘土层总厚度占表土段的66%,其中2层厚度超过10 m的膨胀粘土,具有很大的膨胀性,施工难度很大。为了保证安全快速通过表土段外壁掘砌,研究了如何加强冻结壁温度场的预测预报、井帮温度准确控制等技术,同时,设置壁爪和卸压槽、敷设泡沫板、控制混凝土原材料质量、研究特殊快速混凝土、控制循环时间等多种措施,实现了冻结段安全快速施工,未发生断管、透水等事故,安全高效通过表土段施工。

特厚表土层冻结井筒外壁受力监测与分析

对穿过特厚表土层的关键层冻结井筒外壁所受的冻结压力、井壁钢筋应力和混凝土应变进行了实测。获取的数据表明,井筒外壁环向主要受冻结压力,竖向主要受温度拉应力。环向混凝土最大应变-1 517με,环向钢筋最大应力-240 MPa,均小于设计值,外壁一直处于安全状态。

基于广义开尔文模型的冻结壁和井壁共同作用下冻结压力解析解

冻结压力大小是深厚冲积层冻结法凿井外层井壁结构设计计算的重要依据。在冻土单轴蠕变试验基础上,采用广义开尔文流变模型,以及弹性-黏弹性对应原理,建立冻结壁位移场黏弹性方程;然后考虑冻结壁与外层井壁及外围未冻土体的相互作用,推导出了作用于外层井壁上的冻结压力的数学表达式。计算结果表明:在外层井壁砌筑后的前10 d,冻结压力的理论公式计算值与实测结果平均值相差较大,约0.5 MPa;在20 d后,冻结压力趋于稳定,两者差值的绝对值在0.2 MPa以内。总之,冻结压力的理论计算值与实测结果的偏差绝对值在10%以内。因此冻结压力的理论计算公式是比较符合实际的,此公式可为冻结井的外层井壁结构设计提供依据。

郓城煤矿主井外壁混凝土应变的实测及分析

为了深入研究井壁的受力与变形规律,在郓城矿冻结法凿井过程中,开展了井壁应力、应变的现场实测研究。通过郓城主井冻结凿井现场实测,获得了郓城主井外层井壁混凝土应变的变化规律,并与混凝土允许应变值或极限应变值进行对比分析,预测了外壁的安全性。分析得出:郓城主井外壁混凝土环向受压很大但远小于高强混凝土的极限压应变,最大竖向拉应变较大但主要出现在混凝土强度已充分增长后,因此井壁是安全的。

深厚冲积层冻结法凿井井壁设计中冻结压力取值探讨

我国冻结法凿井井筒先后穿过500m、600m、700m冲积层,现有规范只有小于500m冲积层的冻结压力取值方法。冻结压力是外层井壁强度和厚度设计的主要计算荷载,研究确定大于500m冲积层冻结压力标准值取值,对外层井壁科学合理设计和井壁安全施工具有重要的理论和现实意义。文章基于国内对深厚冲积层冻结井冻结压力实测结果分析研究,提出大于500m深厚冲积层冻结井外层井壁设计中冻结压力标准值取值方法,可供外层井壁结构设计和施工参考。

混凝土水化热对井筒外壁受力变形影响分析

为了解决深厚冲积层冻结井筒外壁易产生环向裂缝难题,以杨村煤矿主井冻结段外壁为研究对象,采用现场实测、理论分析和实验室试验相结合的方法,进行了混凝土水化热对外壁受力变形影响分析。研究结果表明,在外壁混凝土入模后,受水泥水化放热反应的影响,混凝土温度快速上升,外壁峰值温度高达55.5℃。随后又开始降温,混凝土产生收缩,由于受到井帮冻土的约束,外壁产生竖向约束拉应力。如村煤矿主井326.7m测试水平竖向温度应力达到了3.63MPa,这是引起冻结井筒外壁产生环向裂缝的主要原因,从而揭示了深厚冲积层冻结井筒外壁易产生环向裂缝机理,并提出了防止混凝土出现环向裂缝的技术措施。

外层井壁、冻结壁、泡沫板共同作用机理研究

基于粘弹性理论,建立一个适用于深厚冲积层的考虑冻结壁、外层井壁、泡沫板共同作用的粘弹性计算模型,模型中同时考虑了冻结壁的蠕变变形。导出了冻结壁黏弹性流变方程;并基于冻结壁、泡沫板和外层井壁之间的作用机理以及泡沫板压缩特性,推导出考虑泡沫板影响的辅助方程并应用于冻结壁黏弹性流变方程,从而得到冻结压力与井帮位移的关系式。

西部软岩外层井壁径向荷载变化规律研究

冻结井壁作为井筒的支护结构,受力与变形一直是建井研究中的重点。由于目前研究成果大多集中在冲积层条件下分析井壁的受力情况,软岩条件下的研究成果很少。基于此,通过现场实测外壁环向应力,总结出其承受径向荷载值,从而得到径向荷载变化可以分为3个阶段。同时,利用回归分析得出径向荷载值与时间的关系可以用一元二次方程来描述。

高精度薄壁台阶轴套外圆加工方法的探索

薄壁轴套热处理及机加工过程容易发生变形,特别是高精度薄壁轴套加工难度大,通过探索高精度薄壁台阶轴套外圆加工的方法,采取改进措施后提升该类产品质量、提高效率,达到量产的目的。