可缩井壁接头在青东煤矿立井井筒中的应用

针对具体地质条件,为防止矿井投产后因竖直附加力的作用而导致井壁破坏,青东煤矿主、副、风3个立井井筒冻结段内层井壁均采用竖向可缩井壁结构。简要介绍了井壁可缩接头结构设计方法及现场安装情况。

冻结井可缩性井壁接头力学特性研究及其应用

针对丁集煤矿特殊的地层条件,为防止井壁在冻结壁融沉和地层疏水沉降时发生破裂,在井壁设计时采用竖向可缩性井壁结构,并提出了一种新型冻结井可缩性井壁接头形式。通过试验和数值计算表明:在竖向附加力作用下,该接头具有良好的竖向压缩变形特性、很强的抗侧压能力和可靠的防水、防漏性能,并且实验结果与数值计算结果基本一致。该研究成果已应用于丁集煤矿的三个立井井筒。

冻结井筒竖向可缩性井壁接头的设计研究

深厚表土层冻结法施工的立井井筒可能因竖向附加力作用而发生破裂,安设在立井井筒中的竖向可缩性井壁接头可有效衰减竖向附加力,从而预防井筒破坏。根据竖向可缩性井壁的设计原则,研究了竖向可缩性井壁接头的结构形式及其简化设计方法。采用数值计算方法对竖向可缩性井壁接头的安设位置及个数进行了优化设计,结果表明,设置双可缩性接头极大地改善了内层井壁的受力状况。现场测试表明,竖向可缩性井壁接头可有效衰减竖向附加力,使立井井筒运营情况良好。

信湖煤矿钻井井筒可缩性井壁接头设计及数值模拟研究

随着矿井建设和生产的进行,表土含水层的水位逐渐下降,土体中有效应力增加,引起井筒周围土层固结沉降,使井筒受到的竖向荷载加大,随着地层的沉降,竖向附加力逐渐增大,最终导致井壁因强度不足而破坏。为了增加井壁的安全性,基于矿井钻井井壁破裂防治的重要性,设计采用了可缩性井壁接头,研究了可缩性井壁接头在受力状态下的作用效果,以及对可缩性接头的受力效果进行数值模拟。结果表明:可缩性接头方案具有良好的可缩性能,它可以通过自身压缩变形来释放井壁承受的竖向附加力。

可缩性井壁接头的竖向稳定性研究

当作用在井壁上的竖向附加力达到一定值时,可缩性井壁接头便产生压缩变形,使积聚在井壁内的竖向应力得以释放,从而可防止井壁破坏。采用ANSYS有限元软件对祁南二矿箕斗井的可缩性井壁接头竖向稳定性进行计算分析,即接头的特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。计算结果表明:可缩性井壁接头发生竖向失稳的临界荷载为24.42 MPa,而其竖向极限承载力为20.30MPa,由此可见该可缩性井壁接头不会发生竖向失稳破坏,竖向极限承载力即为设计计算的控制荷载。

深冻结井内层可缩性井壁接头设计研究

以钱营孜煤矿新副井累深229 m处可缩性井壁接头为例,采用理论计算和数值模拟相结合的方法开展设计研究。首先给出可缩性井壁接头设计要求及结构形式,再通过理论计算得到可缩性井壁接头内、外立板厚度均为0.03 m,其次采用ANSYS软件进行有限元分析,结果表明该种可缩性井壁接头竖向承载力26.5 MPa,侧向承载力28.2 MPa,接头最大等效应力——竖向载荷曲线及接头最大等效应力——侧向载荷曲线均分为两个阶段:弹性阶段和屈服阶段,并得到可缩性井壁接头的内、外立板屈曲模态图,最小线性屈曲载荷590.80 MPa。

钻井法施工井壁结构设计研究与应用

分析井检孔揭露的表土及基岩分布情况,确定井壁设计原则,计算井壁厚度及配筋、钢板厚度、混凝土强度等级,进行井壁强度校核计算及稳定性分析,进行井壁连接法兰强度、起吊环强度及井壁漂浮下沉计算;为克服负摩擦力影响,井壁结构中布置可缩井壁接头。