注浆-钢衬联合堵水立井围岩非达西渗流场与有效应力场分析

高水压条件下采矿深立井围岩的饱和渗流一般处于非达西渗流状态,以此状态下深立井注浆防水与钢衬联合支护方案为研究对象,基于Izbash非达西渗流模型、厚壁圆筒理论以及连续介质弹性力学理论,借助计算机符号运算软件,对注浆-钢衬支护作用下的井周位移场和应力场完成解析求解,通过有限元软件ABAQUS将解析解和数值解进行了对比,两者结果基本一致;基于所得解析解进一步研究了非达西渗流系数变化和注浆-钢衬联合支护参数变化对支护效果的影响;提出了以控制涌水量来对注浆-钢衬联合支护优化设计方法并进行了算例计算。研究结果表明:非达西渗流系数越大,钢材井壁处环向应力随着钢衬厚度、注浆半径增大而减小的幅度也越大,增大非达西渗流系数对与提升注浆-钢衬联合支护的支护效果具有积极作用。