工业广场保护煤柱开采井筒破损致因及防治技术

针对工业广场保护煤柱开采导致井筒破损的问题,以大社煤矿为工程背景,分析工广煤柱开采井筒围岩移动变形特征,揭示井筒破损致因;提出工广内后续工作面开采防治井筒破坏方案,形成相应的施工技术,并成功应用工程实践。研究表明:该矿工广内92606工作面邻近副井,开采引发的井筒竖向附加力是井筒破坏的致因;如不提前采取防治措施,后续92606外工作面开采,将导致副井井筒发生二次破坏;研究提出的不停产单卸压槽防治方案,具有不影响矿井生产、卸压率高、施工简单、成本低等优点。采用壁后注浆、开切卸压槽、架设密集井圈等技术,顺利完成了该矿不停产防治副井井筒破损工程。监测表明,该井筒竖向和环向应力,均小于井壁极限.承载力,处于安全状态,运行良好,达到了预期效果。

单室与四室井筒式地下连续墙竖向承载特性研究

以井筒式地下连续墙为研究对象,采用数值模拟的研究方法,应用弹性本构模型,考虑墙土界面的参数影响,对单室和四室井筒式地下连续墙基础的沉降特性、内外侧摩阻力、端阻力、土芯顶部反力及其荷载分担比进行分析和研究。研究表明:外摩阻力主要由墙身深度范围内的外侧下部土体提供,内摩阻力主要由土芯下部土体提供;外摩阻力自上而下发挥作用,而内摩阻力自下而上发挥作用。随着荷载的增加,单室井筒式地下连续墙的外侧摩阻力的荷载分担比逐渐减小,而端承反力、内侧摩阻力和土芯顶反力的荷载分担比都在增加,而四室井筒式地下连续墙的外侧摩阻力、墙端反力、土芯顶反力都在减小,仅有内摩阻力的荷载分担比在增加。

深竖井施工地表及围护结构变形规律研究

为了研究高富水砂层大直径深竖井施工对周边地表及围护结构的影响,以西霞院水利枢纽输水及灌区工程某检修井为工程背景,运用现场实测数据对竖井周边地表沉降及地下连续墙的水平变形进行了研究。结果表明:随着竖井开挖深度的增加,竖井周边地表沉降及地下连续墙水平变形均在不断增加,当开挖至竖井深度的50%时,地表沉降基本趋于稳定,当开挖至竖井深度的70%时,地下连续墙水平变形基本趋于稳定。竖井开挖完成后,距离竖井最近的地表点沉降最大,最大沉降为4.96 mm,随着间距的增大,地表沉降逐渐减小;地下连续墙水平位移随着监测点埋深的增加而逐渐减小,埋深大于30 m的监测点水平位移很小,埋深小于30 m的监测点会产生相对较大的水平位移,其中墙顶的最大水平位移约为10 mm。

卸压槽法在修复煤矿破损井壁中的应用

卸压槽法修复破损井壁对保障煤矿的安全、持续生产具有重要意义。以临涣煤矿东风井修复实例,根据实际地层参数计算分析井筒与地层相互作用,获得等效含水层收缩量,在此基础上,利用FLAC^(3D)有限差分软件建立模型,分析不设卸压槽疏水及在-237 m设卸压槽疏水的2种工况条件下的井壁受力及位移情况。结果表明,在-227 m处设置卸压槽后,竖向应力变为渐进连续分布,井筒整体承载能力提升;卸压槽对疏水沉降层中的井壁有显著的卸荷作用,改善三隔下部井壁应力的集中现象;卸压槽的存在使得井筒自身可发生垂直收缩,其与岩土层共同作用的整体沉降量增加。

疏水沉降地层竖向可缩性井壁附加力分布规律研究

通过数值分析和模型试验研究,揭示了竖向可缩性井壁附加力分布规律。研究表明,可缩性井壁可有效衰减附加力和井壁截面轴向应力;与单一可缩接头相比,设置两个可缩接头衰减附加力更为有效;提出的可缩接头设置优化原则,对科学、合理地设计竖向可缩性井壁具有重要的指导意义。

表土沉降对井壁强度的影响——鲍店煤矿四井筒井壁破裂原因分析

通过对表土沉降原因的分析,找出了由于沉降的原因而产生的井壁破裂的危险位置,并利用静力学理论及温度应力场理论推出了危险位置处的应力计算解析式,建立了考核井壁破裂的强度准则,最后通过对鲍店煤矿四井筒井壁破裂原因的具体分析,证明了该理论的正确性及适用性,对工程现场及井壁设计具有较大的指导意义。

“四含”疏水引起井壁破坏的数值分析

为了探究矿井底部疏放水引起的土体下降导致井壁产生的负摩擦力对井壁内部应力分布的影响,基于朱仙庄煤矿副井井筒为工程背景,首先采用理论分析的方法计算出井筒在受到负摩擦力后井筒内部的最大应力值,提出公式中u 0的一个修正值,其次采用数值模拟的方法,使用ANSYS软件分析井壁和土体在自然状态下及沉降后井壁内部应力分布状态,对井壁的稳定性和极限沉降量进行预测,最后结合现场实测数据对井壁的安全性进行分析。结果表明:采用修正后的u 0系数计算出的结果更为合理,数值模拟预测出了井壁所能承受的极限“四含”土体沉降量,证明了数值模拟对于预测井壁受力的可行性,可为矿井的稳定性提供重要的理论依据。同时理论分析计算出井壁的应变预警值,发现井壁的变形远远小于井壁混凝土的拉、压应变极限值,井壁结构安全。

郭屯煤矿主井井壁变形破坏治理技术研究

基于冻土融沉特性及井壁竖向附加力的相关研究,分析了竖向附加力影响下的井壁变形破坏机理,结合郭屯主井的偏斜沉降问题,提出了相应的治理方案。研究结果表明,竖向附加力随井龄及深度的增大而增大,井壁薄弱面为表土层底段井壁中心剖面。

大断面倒挂井壁竖井沉降控制与地下水处理

北京地铁17号线望京西站至勇士营站区间盾构接收井采用倒挂井壁法开挖,针对盾构井平面尺寸较大、埋深较深的特点,在竖井沉降控制与地下水处理方面采取技术措施,保证了竖井结构稳定和施工安全。