非均匀荷载下斜井井壁应力和位移场弹性分析

为了获得非均匀荷载作用下非圆形斜井井壁的弹性解析解,获悉非圆形井壁的应力应变分布规律,建立了受围岩土骨架压力与孔隙水压共同作用的直墙半圆拱斜井井壁模型,首先利用混合罚函数方法计算出不规则井壁的映射函数方程;其次利用复变函数理论,推导出井壁全应力和位移场弹性近似解析解,并通过数值模拟对解析解进行了验证,最后考虑了接触面孔隙率np、卸载率η、侧压力系数λ和井壁厚径比ξ等因素的影响。结果表明,映射函数可高度映射非圆形井壁断面,保证井壁形状对理论解的影响;针对直墙半圆拱型井壁,底板和侧墙与底板连接处应力梯度最大,井壁底板和拱顶内缘中心为防裂控制点,接触面孔隙率变大会缓解顶底板的拉应力,但同时会增加侧墙处拉应力,接触面孔隙率可改变拱顶和侧墙的受力状态,np≥0.8后,侧墙上端为防裂控制点,拱顶内缘转为受压状态;井壁厚径比ξ的变化可显著减小井壁的受力和变形值,但不改变井壁的受力和变形状态;因此在井壁设计时需综合考虑井径与侧墙高度比,合理优化井壁断面,围岩卸载率直接反映了井筒开挖后围岩作用在井壁上的荷载,在设计和施工时应充分利用围岩自承载能力,减小井壁所受荷载。

斜井井筒穿越高原冻土层支护设计与施工

文章以娘姆特煤矿斜井井筒穿越高原冻土层为例,在斜井井筒穿越高原冻土层时,结合高原冻土的这一特性进行设计与施工,把井筒设计为马蹄形断面、钢筋混凝土复合井壁,增大了斜井井筒抗压能力;在施工中,采用二次支护与联合支护、光面爆破等技术,缩小了冻土融化范围,减少斜井井筒对冻土的影响。结果表明,通过这些措施,使斜井井筒在施工中安全、快速地穿越了高原冻土层。

巨厚冲积层立井井筒支护设计

为了解决巨厚冲积层条件下井筒支护强度问题,文章分析了厚冲击层井筒受力影响因素,研究了井壁在冲积层内的受力状态,对厚冲积层井筒支护强度进行了计算,结果表明,传统的混凝土及加筋混凝土材料已不能满足强度需求,应采用复合井壁进行井筒支护,复合井壁的计算可以采用材料弹性模量等效的方法计算。

煤矿暗立井反井钻机一次成井和钢板-混凝土支护技术

反井钻机钻井法已成为我国立井施工中的主要工法之一,广泛应用于地下工程建设领域,具有机械化破岩、效率高、质量好的特点。内钢板-素混凝土井壁,可充分发挥2种材料的强度,达到提高结构整体支护能力的目的。内钢板-素混凝土井壁支护方法结合反井钻机施工,可实现井下无人作业,施工安全;且具有装配式施工、机械化施工等优点,使机械化施工程度更高,进一步丰富了反井钻井施工工艺。该项技术已在安徽淮南张集煤矿得到成功应用,取得了良好的效果。