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考虑井帮收敛的深井冻结壁塑性设计研究
2023年
合理的冻结壁设计是冻结法成功的前提。为了研究井帮位移收敛量对冻结壁厚度设计的影响,采用柱形孔收缩理论,推导出塑性冻结壁和弹塑性未冻地层力学模型的应力、位移完全形式解,建立冻结壁厚度塑性计算公式;采用两种计算公式和数值模拟方法研究工程案例,并验证新公式的正确性;分析了水平地压、冻土的黏聚力与内摩擦角、未冻土的弹性模量与泊松比、未冻土的黏聚力与内摩擦角等参数对井帮变形和冻结壁厚度的影响规律。结果表明:对于完全塑性冻结壁、弹性地层力学模型,考虑井帮位移收敛影响与否,800 m深处冻结壁厚度相差约8.6%,井帮变形量约0.17;在预测千米表土立井井帮变形方面,新计算式具有一定的理论意义与实用价值。
张博蒋成李栋伟
关键词:人工地层冻结冻结壁塑性厚度设计
深井冻结黏土爆破振动传播规律研究被引量:6
2022年
为研究冻结黏土爆破中的应力波传播规律,减小对冻结管和井壁的振动损伤,在立井冻结黏土掘进段开展了爆破试验。通过井下-690 m的爆破振动测试,得到了冻结黏土中垂直、水平径向和水平切向的振动速度,利用萨道夫斯基公式对参数进行拟合,得出冻结黏土单一介质爆破各向振动速度呈现出差异,垂向振动速度>径向振动速度>切向振动速度。对冻结黏土爆破振动信号进行小波(包)分析,得出:爆破距离在0~6.243 m,3个分量上的总能量呈现出E_(z)>E_(x)>E_(y)的规律,爆破振动频率主要集中在250 Hz以内;爆破振动信号能量占比在高频段呈震荡式衰减,低频段衰减慢并趋于稳定;爆破振动总能量占比能量变化一般在频带0~187 Hz急剧下降,在218 Hz左右能量占比又显著增大;垂向能量变化较径向和切向的能量变化更为显著。研究成果对于立井冻结黏土爆破掘进及振动控制具有一定的指导意义和应用价值。
于建新郭敏高帅杰王晓董保立
关键词:立井深部人工冻土爆破振动
煤矿副井千米深井冻结技术的实践
2021年
以甘肃核桃峪煤矿副井冻结工程为对象,进行了千米深井冻结技术的实践应用研究。本文对冻结法施工方案、技术参数、井壁保护和工期保证进行了论述,地层整体冻结效果良好,实现了安全、可靠、快速掘进。
马宏伟
关键词:千米深井地质条件井筒
冻结壁形成特性综合分析方法在深井冻结精准调控中的应用被引量:3
2020年
冻结壁形成特性的精准预测预报与调控技术是深井冻结法凿井的重大技术难题之一。针对赵固二矿西风井深厚冲积层冻结过程更为复杂的调控情形,为了实现冻结壁形成特性精准预测预报和调控,科学指导冻结与掘砌施工,提出应用冻结壁形成特性综合分析方法,通过细化分解每日盐水运动状态因子,使其转化为动态的分析方法;引入等效冻结时间新概念,保持了综合分析方法的快捷分段计算;通过等效冻结时间应用的不断分析、调整,使复杂调控的冻结壁形成特性分析结果更接近于工程实际。应用表明,可实现实施的冻结壁有效厚度与设计的冻结壁有效厚度偏差小于2%,实施的冻结壁有效平均温度与设计的冻结壁有效平均温度偏差小于1℃,实施的井帮温度与设计的井帮温度偏差小于2℃。形成的冻结壁形成特性动态综合分析方法可精准实施冻结调控,满足快速施工的要求,为我国深厚冲积层冻结法凿井工程冻结壁形成特性的精准预测预报与调控提供了成功的经验。
陈道翀高伟李功洲
深井冻结法凿井理论与技术新进展被引量:24
2020年
冻结法凿井技术在我国研究应用已历时65 a,成为我国立井井筒穿过深厚冲积层、深厚松软富水岩层主要的特殊施工方法,在立井深厚冲积层和深厚松软富水岩土层冻结壁设计理论与应用、高承载能力井壁结构设计与应用、冻结壁形成特性理论与应用技术、冻结段安全快速施工机制等诸多方面,取得了新的突破。我国在冻结法凿井理论与技术的研究和应用上,领先国际水平,形成了具有我国特点的深厚冲积层冻结法凿井理论和技术体系。
李功洲高伟李方政
关键词:深厚冲积层高性能混凝土
深井冻结壁与井壁共同作用数值模拟被引量:1
2018年
为了研究深井冻结壁与井壁的共同作用,通过对顾北矿副井现场实测数据分析和FLAC3D数值模拟对比,分析得出冻结压力初期直线增长现象明显,随后缓慢增长,最终趋于稳定。利用FLAC3D软件建立了冻结壁与井壁共同作用模型。冻结壁平均温度和有效厚度模拟值与实测值基本一致,冻结壁与井壁共同承受外荷载,冻结压力主要由井壁钢筋混凝土承受,实测冻结压力曲线和数值模拟曲线基本吻合,数值模拟很好地验证了顾北矿副井井壁的安全性和稳定性。
王鹏林斌侯海杰龙依
关键词:冻结壁井壁数值模拟
近千米深井冻结施工比较被引量:3
2017年
核桃峪煤矿副立井与英国博尔比钾盐矿1号主立井冻结深度与地层相近、施工方法类似,对这2个井筒冻结施工情况作了比较和探讨。指出近千米深井冻结工程难度很大,一定要认真对待;施工中一旦发生意外,应进行详尽的分析与论证,找出合适方法进行处理,力争一次成功,避免发生二次事故。还介绍了核桃峪煤矿副立井冻结施工中,采用多项新技术,收到了良好效果,为类似工程提供了经验。
王建平刘伟民王恒
关键词:深井冻结
深井冻结基岩段井壁结构设计探讨
本文通过对宁夏地区丁家梁矿井水文地质分析,指出了冻结基岩段井壁设计的影响因素。从结构设计、施工工期、投资三个方面比较了冻结基岩段采用双层井壁或单层井壁之间的优缺点:探讨了冻结基岩段井壁结构选择的合理性。井筒已顺利施工完成...
石昌盛;
关键词:井筒基岩冻结井壁结构
我国深井冻结法凿井井壁结构形式探讨
进入21世纪,我国许多煤矿井筒冻结深度超过600m,少数超过800m,最大达950m,直径达到10.5m,这对井壁结构要求更高.而在设计中仍沿用30年前推广应用的双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁结构形式,虽然采用了高等级高...
张文
关键词:煤矿工程深井冻结井壁结构
基于改进西原模型的深井冻结压力数值计算分析被引量:3
2015年
深厚冲积层冻结压力取值大小是冻结法凿井外层井壁设计计算的重要依据。为此,基于符合深井冻土蠕变特性的改进西原模型,利用ABAQUS软件的用户子程序接口,实现该模型的UMAT开发。考虑土体冻结过程中的热-力耦合作用获得井筒开挖前土体冻胀应力分布规律,在此基础上,计算分析了深部冻结井的掘砌过程,获得了作用于外层井壁的冻结压力发展变化规律。计算结果表明:土体埋深、冻结壁温度、土体冻胀率等因素均影响冻结压力的大小。在其他条件不变的情况下,当埋深由400 m增加到500 m时,冻结压力增加21%;当冻结壁平均温度由-16℃降低至-18℃时,冻结压力减小10%;当土体冻胀率由2%增加到3%时,冻结压力增加3.8%。冻结压力随层位深度及土体冻胀率的增加而增加,而降低冻结壁温度则有利于冻结壁的稳定。数值计算结果与实测值的误差小于15%,比理论计算更有利于实际工程中深井冻结压力的计算预测。
马茂艳程桦荣传新
关键词:深冻结井筒冻胀

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