冲积层疏排水与注浆过程中井壁应变变化规律实测研究

为掌握冲积层疏排水及注浆加固地层过程中井壁的变形规律,开展井壁变形实测研究,获得如下规律:在冲积层疏排水过程中,井壁竖向受压,竖向压应变随疏水层水压下降而增大,与此同时井壁环向因泊松效应产生相对拉应变;相对于每次注浆前的初始状态,在注浆过程中井壁内缘有两个水平切向受拉区和两个水平切向受压区,受拉区或受压区的圆心角为90°左右,距注浆点最近和最远的两个区域受拉;注浆使井筒周围土层抬升,使井壁在竖向相对受拉,缓释了井壁内的压应力。该研究成果对指导注浆施工、保证井筒安全起到重要作用。

控制注浆治理井筒破裂过程中井壁应变响应实测研究

以张双楼煤矿主井控制注浆治理井壁破裂工程为例,阐述了井壁破坏以及采用地面控制注浆方法治理井壁破裂的机理。利用差动电阻式井壁应变监测系统(FWC2011),对注浆前期以及在注浆过程中井壁的应变进行实时监测,获得了井壁附加应变在注浆作用下的非线性响应规律。研究结果对于研究特厚表土层井壁破裂后治理以及防止再破裂的力学行为与机理奠定了基础。

地面注浆控制井壁破裂变形的理论与实践

阐述地面注浆控制井壁破裂变形的机理，并就具体工程进行分析。根据对井壁混凝土应变、地表变形、注浆帷幕测试结果，注浆前、第一阶段注浆、第二阶段注浆、注浆后的4个阶段内，井壁竖向附加应变分别经历了增加100με、缓释200με、再缓释200με、最终缓释200με的变化过程。与此同时，工业广场地表经历了抬升（对应与第一阶段注浆）、稳定（对应于间歇期）、再抬升（对应于第二阶段注浆）和稍降（对应于注浆后）的过程，地面最终抬升约稳定在70～80mm之间。利用高频应力波检测注浆体，笔者认为注浆帷幕交圈闭合较好，平均厚度近7．6m。研究表明，地面注浆加固能有效地改善井壁的受力状态，对井壁既有应变有显著缓释作用，对矿井疏排水造成的井壁附加应变的增长有明显抑制作用，从而起到维护井筒安全的作用。

灰色预测模型在井壁安全监测中的运用

基于灰色系统预测理论,分别对井壁应变释放和应变积累段建立GM(1,1)模型,预测井壁应变及变化趋势。结果表明,GM(1,1)井壁应变预测模型精度高,预测井壁安全度可靠性强,可以辅助现场监测系统预测井壁安全度。

深厚表土层两次注浆加固井壁效果分析

华东某矿井经历了两次井壁破裂灾害,均采用地面注浆的方法延长矿井使用年限。通过对两次地面注浆的注浆压力、井壁应变响应及井塔周围地表标高变化规律的比较分析,得出首次注浆较2次注浆地层响应较快、浆液在地层中流动性较弱、井壁应变缓释量及井塔周围地表抬升较大。

赵楼煤矿副井井筒变形实测研究

赵楼煤矿副井冲积层厚度475 m,是巨野矿区代表性的深厚表土井筒。通过现场实测,获得赵楼煤矿副井井壁表土基岩交界面3个层位近4 a的应变数据,通过每个层位4个方位最大值与此层位的历史最值作比较,对矿井安全作出初步判断。成果对于研究巨野矿区深厚表土层井壁变形规律具有重要的参考价值。

赵楼煤矿副井变形监测研究

众所周知,井壁变形监测对井筒安全有重要意义。赵楼煤矿副井表土段厚度475m,是华北地区深表土地层井筒的代表。设计了光纤光栅副井变形监测系统,通过监测副井基岩交界面三个层位的竖向应变和环向应变,分析历年井筒各层应变值的变化情况,得出了井筒处于安全工作的状态。监测系统的设立对煤矿的安全生产有着重要意义。