涡北煤矿副井冻结法凿井井壁安全监测技术探讨

来源 :2005全国矿山建设学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kona
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针对深厚表土层冻结法凿井井壁安全,本文从冻结压力取值、提高井壁强度、建立井壁安全监测系统等几个方面进行了分析研究和探讨,对于以后类似地层条件下冻结法凿井外壁设计和施工安全有一定的借鉴和参考作用.
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针对高角度裂隙发育的石英砂岩这类特殊含水层,吸取刘庄煤矿东区几个井筒注浆施工的经验教训,在西区回风井井筒地面预注浆堵水工程中,研究采用了环绕井筒沿切线方向打定向斜孔、增加钻孔密度、提高钻孔揭露高角度裂隙的几率等注浆技术,取得了良好的效果.着重介绍了注浆技术方案、施工工艺、注浆效果及经验、体会等.
利用传感器等测试元件和计算机技术,建立井壁稳定性全自动监测系统.本文详细叙述了井壁监测研究的方案和方法,分析研究了井壁受力情况,得出了有关结论和建议.
本文采用物理模拟试验方法结合高强混凝土原材料和配合比试验结果、数值计算和理论分析等研究成果,探讨了巨厚冲积层中300~600m深度范围内可采用的高强混凝土井壁材料及其合理的结构形式,研究了高强高性能混凝土井壁和高强钢板混凝土井壁结构在高围压、高竖向压力共同作用下的破裂形态、力学特点和极限荷载等,为巨厚冲积层中井壁材料的选择和结构设计提供了理论依据和工程参数.
河南煤矿立井冻结法凿井,近年来发展较快,成效显著,主要从优化井壁结构及冻结方案入手,并采用低水化热高强高性能混凝土筑壁,有效控制井壁厚度和冻结壁强度.近年已建成的深冻结井,做到无断裂冻结管无压坏井壁,及混凝土井壁无裂纹,凿井速度明显加快,质量优良.冻结法已成为深厚冲积层及不稳定含水层的首选施工方法.
程村矿副井井筒冻深485m,穿过426.8m冲积层,含有深厚膨胀性粘土层,冻结强度低,难度大.经科学管理、精心施工,冻结速度发展迅速,冻结壁达到设计 要求,井筒快速掘砌,为今后深厚粘土层冻结施工提供了宝贵经验.
通过对涡北煤矿风井5个水平、副井三个水平的冻结壁冻结压力和钢筋混凝土外壁内纵向和环向钢筋内力的测试,分析了涡北煤矿冻结压力的发展趋势,探讨了冻结压力与深度的关系,分析了各方向冻结压力的均匀性等深厚表土层冻结压力的特征.
本文以现场实际施工的隆尧华丰煤矿为例,阐述了华丰主井在冻结施工中通过数据分析,技术论证及时发现了该井因地下水流速过大而引起的冻结壁长期不交圈等事故隐患.以大量详实的数据资料,从问题发现、问题分析到采取措施等环节,论述了对于冻结地下水流速过大的井筒所采取的一系列施工检测方法和施工措施.
本文根据冻结井外壁被破坏的现象,深入分析和研究其中的规律,提出深厚表土冻结设计及施工方法的新思路和新方法.
在冻结钻孔施工中,经常遇到卵石地层.卵石地层大多坚硬、松散,施工时容易掉块、坍塌,给打钻施工带来很大困难.怎样提高卵石地层钻孔施工速度与质量是一个难题.多年来我们通过施工实践,积累了一定的经验,尤其是通过运用特厚卵石地层冻结孔工艺优化施工,取得了良好的效果.
针对丁集矿井的特殊水文地质条件,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结构,并提出了一种新型可缩性冻结井壁接头.模型试验表明:在竖向附加力作用下,研制的可缩性接头具有良好的压缩变形特性,抗侧压能力大,防水性能好,可应用于工程实际.