断层地质条件下竖井井壁变形监测技术研究

针对华北地区深层开采中冻结竖井施工过程中的井壁变形监测问题,设计了基于光纤光栅传感器的实时监测系统。以山西潞安集团余欣煤矿风井为研究对象,结合该风井结构,在井壁分层埋入光纤光栅传感器,通过主光纤将反射波长变化数据传送至地面进行数据处理,完成远程实时在线监测。应用结果表明,设计的基于光纤光栅监测技术具有较好的重复性和测量精度,符合地层地质特征,为国内同类型竖井的安全生产提供了理论和实践参考。

竖井井壁竖向附加力的理论计算方法

从弹性力学的空间轴对称问题出发,从理论上推导建立了竖井竖向附加力的应力表达式.分析该应力表达式可知,在竖向附加力作用下,井壁所受的径向、环向压应力值均为零,竖向附加力对井壁的作用主要体现为轴向压应力,且轴向应力在沿井壁厚度方向几乎无变化,因而可以将作用在井壁外侧的竖向附加力等效为作用在井壁横截面上的均布力.利用该应力表达式对某铁矿竖井井壁竖向附加力进行了计算,得到了井壁应力状况.

基于多元统计的竖井井壁安全评价模型研究

竖井井壁在复杂应力条件下的非采动破坏严重威胁着矿井的生产安全,如何准确、快捷评价其安全性一直是相关研究者们的关注重点。通过建立考虑应力-渗流-温度三场耦合的竖井井壁计算模型,结合正交试验设计原理和多元统计法,研究了大直径竖井井壁在非采动情况下的主要破坏形式,找到了主要影响因素。建立了一种安全性评价模型用于快速简捷地对工程对象进行预测和评估,可对井壁监测方案提供参考。最后利用文中方法对温家庄铁矿竖井工程进行了分析,验证了安全评价模型的可行性。

竖井井壁计算方法探讨

通过对地压计算理论及作用在井壁上的其它荷载的分析,提出了井壁计算中存在的问题,对解决办法进行了初步探讨。

基于光纤光栅技术的竖井井壁变形在线监测系统研究与设计

针对深部矿井井筒井壁应力环境复杂的特点,结合光纤光栅传感技术原理及优势,将光纤光栅传感器埋入井筒套壁混凝土内部,根据井筒地质结构及套壁工艺设计了监测方案,构建多点分布式传感系统对井筒井壁大尺度的多点进行长期实时的在线监测。监测数据表明,利用光纤布拉格光栅传感技术监测井筒井壁结构健康具有很好的效果,为及时评价井筒安全状况与运行状态提供依据。

特殊地层条件竖井井壁破裂机理

应用模拟试验与现场工程监测等研究方法获得的井壁破裂机理说明，在深厚表土层中的含水层直接覆盖在煤系地层之上或与煤系地层有较好水力联系，含水层含水丰富，但疏排水时水补给不足的特定条件下（即特殊地层条件），由于采矿活动或人为疏排水使含水层水位下降而固结压缩，造成地层下沉；在下沉过程中，地层对井筒外壁施加一个竖直附加力，该力是导致井壁破裂的主要原因。对其它影响因素也进行了讨论。

化学注浆在处理竖井井壁涌水中的应用

在矿井采矿作业中,由于矿井周围岩体经常遇见透水导水层,地下蕴存的大量裂隙水会随着作业面不断渗出,严重情况下全井筒都有渗漏水,尤其在井筒经过的几个断层处均有集中涌水,并且涌水量大、水压高。若井筒涌水不能得到有效封堵,势必严重恶化主井设备的运行环境,也严重影响生产能力的发挥。

厚表土中竖井井壁破裂影响因素及防治技术

分析了厚表土中竖井井壁破裂机理,探讨了影响其井壁破裂的与井壁、表层疏排水层、井筒周围土层、温度有关的各个因素,提出了防治技术路线,对解决厚表土中竖井井壁破裂具有一定的指导意义。

竖井井壁注浆堵漏技术

竖井井壁注浆堵漏技术肥城矿务局曹庄煤矿张文胜关键词胶皮膨胀圈式封孔器双液浆堵砂砾层水１概况副井筒净径为４．５ｍ，井深２４０．５ｍ，料石砌壁，混凝土壁后其双层井壁厚度为６００ｍｍ，局部壁厚超过６００ｍｍ（因凿井时荒断面大），井筒将穿过五层砂砾层（含水层...

基于Mogi-Coulomb强度准则的竖井井壁压力计算

合理选择岩土强度准则,对竖井井壁的土压力计算和支护设计具有重要意义。基于Mogi-Coulomb强度准则,对竖井围岩主动极限平衡状态开展分析,推导出了竖井井壁结构主动土压力新解,并将所得结果进行比较验证,得到了中间主应力系数对井壁结构主动土压力分布规律的影响情况。分析表明:竖井井壁结构主动土压力随竖井深度的增加,呈幂函数曲线分布。中间主应力系数b对竖井井壁结构主动土压力值有较大的影响:当0≤b<0.5时,井壁结构主动土压力随着b值的增大而减小;当0.5≤b≤1.0时,井壁结构主动土压力随着b值的增大而增大;且当b=0.5时,主动土压力为最小值。井壁土压力分布曲线呈现出以b=0.5处土压力为对称轴,呈左右对称分布的特点,较好地反映了岩土强度的中间主应力效应及其区间性。同时由于竖井井壁结构主动土压力具有环形土拱效应,使得井壁结构主动土压力小于朗肯主动土压力。因此在工程中,采用朗肯主动土压力会偏于保守,从而造成井壁支护材料的浪费。

磁西副立井超千米单层井壁受力变形实测与分析

分析了我国矿山井筒井壁实测的现状和发展。采用振弦式混凝土应变计和钢筋计、有线远程传输、可存储数字采集仪,实施了井壁受力变形传感器埋设和监测,测试深度达到了垂深1 208 m。根据实测数据,对井壁混凝土应变分别进行了内缘与外缘、竖向与环向的对比,钢筋受力应变和混凝土应变之间的对比分析,并通过包神公式进行理论值和实测值的对比分析。对比研究说明了实测结果的正确性、合理性。结果表明,短掘短期单层井壁的内缘环向应力大于竖向和径向应力,符合包神井壁设计公式推导的理论基础,井壁实测期间全过程中出现最大观测值的时间是混凝土井壁砌筑后5~6个月,最大环向应变约为-1 093×10-6,总体平均内缘环向应变为-682×10-6。井壁混凝土环向应变的不均匀系数为2.15,钢筋受力的不均匀系数为1.36。实测结果表明,C60等级,900 mm厚的钢筋混凝土井壁是安全的,可为千米竖井井壁设计提供参考。

井壁用泵送混凝土的研究

对井壁用泵送混凝土的材料：水泥、砂、石子的选择提出见解；论述了ＺＢ型泵送剂的研制及泵送混凝土的试验结果。试验泵送混凝土达到Ｃ５０强度等级。

玻璃纤维筋在成都地铁工程的应用

地铁盾构隧道盾构机进、出洞时,都必须穿过端头井井壁。通常端头井井壁为钢筋混凝土材料,盾构刀具无法直接切削,需要将井壁拆除后方可通过。在井壁拆除到盾构通过这段时间内,井壁拆除后的外侧地层直接暴露,易出现出现涌水和坍方,造成盾构无法进、出洞,进而造成周围地层沉降。目前国内主要是通过加固端头井外土体进行控制,但由于地质情况的不同,加固的效果很难保证。文章介绍的玻璃纤维筋可替代钢筋应用在端头井井壁上,盾构刀具可直接切削,井壁不需拆除,能减少土体直接暴露的风险,有效降低盾构在进、出洞环节上安全风险。

煤井水下塌方工程的修复

煤井(竖井)井壁塌方是容易发生的,尤其是小煤窑的竖井,由于设备简陋,忽视安全管理,竖井井壁整体结构不合理,施工质量差,这都是容易造成塌方的主观因素;其客观因素是地下水位太高,对井壁的压力大,也是造成塌方的主要因素。竖井的塌方多发生在地下水位以下,因为看不见摸不着。