基于实测结果的立井井壁破裂及治理时间分析

为了确定注浆法治理井壁破裂的时间,以某矿副井历年来的井壁受力监测数据为依据,分析了井壁破裂治理前后竖向附加应变的变化规律.结果表明,靠近破坏区上方井壁的应变增量可以作为判别是否需要进行井壁破裂治理的依据;井壁破坏后稳定期内的应变值可以作为井壁二次破坏的预警值;应把井壁发生破坏后的稳定期作为首轮注浆治理时间;首轮注浆结束后,井壁应变积累至破坏后稳定期的应变水平的时间作为第二轮注浆治理时间.分析可知,合理地确定注浆治理时间,可以更大程度地缓释井壁的附加应变,延长井筒的服务年限.     

立井井筒预防性治理过程井壁应变规律分析及经验

井壁破裂问题一直比较棘手,深厚表土层中预防性治理井壁破裂的工程经验并不多见,本文以某煤矿主井为例分析了深厚表土层立井井壁地面注浆加固过程中井壁的受力特点,得出了表土段地面注浆加固治理过程中井壁的应变观测结论即加固治理抑制了井壁竖向附加力的增长,总结了深厚表土层井壁地面注浆加固治理工程的经验,为以后类似工程提供借鉴。     

深厚表土层井壁温度竖向附加应力分析

深厚表土层竖井井壁破裂是严重危害煤矿生产的地质灾害。温度作用是导致井壁内竖向应力增大而诱发井壁破裂的一种重要因素。为了分析深厚表土层立井井壁因温度作用产生纵向膨胀对井壁受力状态的影响,在分析井壁与土体相互作用的基础上,根据热力学和弹性理论建立了井壁和土体剪切作用的弹塑性模型,推导了井壁温度竖向附加应力的计算公式。进一步分析表明：井壁内温度竖向附加应力随深度呈不断增大的趋势,并在基岩附近达到最大值;温度竖向附加应力随着弹塑性剪切段分界点的深度近似呈线性增加。这些结论有助于加深对深厚表土层井壁破裂机理的认识,并对井壁破裂预防治理具有理论指导作用。     

井壁破裂过程的应变实测特征分析

基于埋设在井壁上的应力应变自动监测系统,通过大量监测数据历时曲线比较,分析了某矿井筒井壁破裂过程中不同层位应变的历时变化情况,对井壁破裂前期和破裂过程中的应变演变特征进行了对比分析,探讨了井壁破裂演变过程中应变特征,指出井壁濒临破裂时竖向应变积累速率加快,井壁破裂时井壁应变出现“跳水式”的释放,井壁破裂释放期持续10~15 d,释放的量值大小和井壁的破裂程度以及距离破裂点的远近相关。     

利用井壁附加应变监测井壁安全

在分析井壁破裂机理的基础上,探讨了利用附加应变预测井壁安全状况的可行性。结合某矿井具体工程实例,说明在附加应变发生显著变化时,井壁有破裂的危险;适时采取地层注浆等有效的治理措施,可遏制井壁破裂的进一步发展,防止井壁破裂。     

利用井壁附加应变监测井壁安全

在分析井壁破裂机理的基础上,探讨了利用附加应变预测井壁安全状况的可行性.结合某矿井具体工程实例,说明在附加应变发生显著变化时,井壁有破裂的危险;适时采取地层注浆等有效的治理措施,可遏制井壁破裂的进一步发展,防止井壁破裂.     

基于井壁监测信息的竖向附加力反演及井壁破坏分析

提出基于监测信息的应变优化反分析荷载的方法,即以井壁应变监测信息为依据,将竖向附加力作为设计变量建立分析模型,不断改变设计参数,使计算值与监测结果逐步逼近,从而反演作用在井壁不稳定地层段上的竖向附加力,最后依据所设模型的反演参数编写优化文件.在得到附加力基础上对井壁进行数值分析,结果表明,施加4 a附加力后井壁内侧开始进入塑性,塑性区最早出现在表土与基岩交界面附近;经过10.4 a后,在基岩交界面附近出现周圈裂缝,井壁发生破坏.     

控制注浆治理井筒破裂过程中井壁应变响应实测研究

以张双楼煤矿主井控制注浆治理井壁破裂工程为例,阐述了井壁破坏以及采用地面控制注浆方法治理井壁破裂的机理。利用差动电阻式井壁应变监测系统(FWC2011),对注浆前期以及在注浆过程中井壁的应变进行实时监测,获得了井壁附加应变在注浆作用下的非线性响应规律。研究结果对于研究特厚表土层井壁破裂后治理以及防止再破裂的力学行为与机理奠定了基础。     

立井井壁破裂前后应变演化分析

 摘 要：通过对埋深在井壁内的传感元件对井壁应变状态进行长期监测,获取大量井壁应变演化数据,对井壁破裂前-破裂中-破裂后的不同层位、不同方位应变演化过程进行了分析,探讨了井壁破裂前后的应变演化规律,指出井壁濒临破裂时,应变累积速率加快;井壁破裂过程中由于应力的重分布使得应变出现一定程度的释放;破裂后井壁应变逐渐累积;不同层位、方位传感器实测应变释放量与井壁破裂程度及距破裂点的距离有关。该研究成果对于预测评估井壁安全状况具有重要的指导意义。     

三河尖煤矿主井井壁破裂成因及治理

主要介绍了徐州矿务集团有限公司三河尖煤矿主井井壁破裂的概况，阐明了“井壁竖向附加力”是造成三河尖煤矿主井井壁破裂的主要原因，分析了加套井壁法、开卸压槽法、注浆加固地层法等可供选择的井壁破裂治理方案，并根据三河尖煤矿井壁实际情况提出了具体有针对性的井壁破裂治理方案及后续监测措施。     

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。     

立井井壁破裂原因分析及其预防和加固措施

分析了立井井壁破裂的原因,指出了立井井壁破裂的主要原因在于竖向附加应力,并着重介绍了立井井壁破裂的预防措施和井壁破裂后的加固措施监测手段.     

立井井壁竖向附加力的反演统计分析

立井井壁单位外表面积竖向附加力的数值较难准确确定,相关规范中仅注明了可根据具体条件按试验数据或经验选取。本文基于16个已破裂立井案例,通过破裂断面上的强度关系反演推算得到附加力的有效均值。计算结果表明:同一煤矿中不同立井的附加力值较为接近,不同煤矿的附加力值相差较大。预制混凝土结构与土体的接触不够紧密,故预制井壁的竖向附加力值较小。附加力的大小并不取决于立井的深度,而与地质条件有关。影响竖向附加力大小的因素众多,仅依照地质资料要准确确定某一矿井的竖向附加力取值是非常困难的。分析表明:若新建矿井的地质条件与本文反演计算中的矿井类似或相近,其竖向附加力可选相近矿井的相应值做参考。     

临涣煤矿井壁应力监测与井筒附加力计算

通过对临涣煤矿主井井壁应变的监测得出：井壁竖向、环向压应力的变化特性；井壁竖向应力随井深呈线性增加的规律；深部井壁最大主应力增量方向近似于井筒轴向等结果。同时对作用到井筒上的竖向附加力进行分析计算，得出地层作用到井筒上的最大竖向附加力和最小（滑动）附加力的大小，为新井井壁设计提供了现场实测的参考数据。     

义桥煤矿立井井筒涌水机理与注浆封堵技术

针对义桥煤矿复杂水文地质条件下深厚表土层立井壁破裂、井筒涌水严重,采用单液及双液水泥、水玻璃多次封堵无效的技术难题,结合井壁破裂理论中的施工质量说和竖直附加应力说,分析了义桥煤矿主副立井井壁涌水特征及变形破坏机理,在此基础上,研究了高分子化学材料马丽散N注浆封堵涌水、加固围岩机理,并制定了主副井筒表土段壁间注浆、基岩段壁后注浆的钻孔布置与施工工艺,并对注浆量、注浆压力等进行了过程监控,对井筒涌水量进行了长期监测,实测涌水量已小于0.05 m3/h,达到了防治井壁破裂、封堵涌水、稳定含水层水压的目的,缓释和抑制了井壁附加压力。     

深厚表土层井筒破坏预防性治理技术

介绍了济宁三号煤矿副井预防性治理过程中的经验,治理方案采用破壁水泥注浆和开卸压槽及注浆段井圈加固方法进行.通过对治理过程中井壁变形监测数据进行分析,指出注浆过程分为注浆稳定阶段和波动阶段.注浆稳定阶段应充分降低土层含水量和孔隙率;注浆波动阶段注浆应循序渐进进行,逐渐巩固初期注浆的效果.当回浆压力特别大时,应根据井壁动态监测数据及时调整注浆压力和注浆部位.针对井壁应变的安全监测报警值问题,提出采用控制应变增长速率作为报警限值的概念.     

祁南矿副井井壁破裂原因分析与卸压槽结构设计

针对淮北矿务局祁南矿副井井筒施工期间出现内层井壁破裂的情况，对冻结井壁的受力特点以及井壁的竖向荷载进行分析计算。结果表明：内井壁所受外井壁的竖向附加力不足以引起内井壁的破裂，但冻结外层井壁卸压槽结构应具有抗抵井壁自重的能力。     

浅谈煤矿立井井筒装备变形治理

由于立井冻结壁解冻过程中产生的地层融沉竖向附加力,在竖向附加力的作用下,井壁产生了竖向应变变形,井壁的变形导致了井筒装备的变形.鲁能菏泽煤电公司郭屯煤矿成功实现因深立井冻结壁解冻过程中产生的地层融沉竖向附加力导致井筒管路变形治理,为有效解决这一难题提供了宝贵的实践经验.     

厚风积砂覆盖地层立井井壁竖直附加力与井壁结构

采用物理试验方法,初步开展饱和砂与井壁混凝土界面竖向剪切试验,获得了界面竖向抗剪强度指标;基于数值计算,进一步研究厚风积砂覆盖地层立井井壁竖直附加力的变化规律。结果表明:风积砂地层中,井壁竖直附加力随深度的增加呈现出非线性增长规律,并在风积砂含水层与基岩交界面附近达到极值;进入基岩段后,竖直附加力部分由基岩分担,附加力急剧减小。在厚度超过100 m的风积砂地层中,随着含水层水位的不断下降(如超过20 m),传统的双层复合井壁结构在竖直附加力等作用下,于基岩交界面附近可能出现井壁破裂灾害,应采用适应地层沉降的可缩井壁结构限制竖直附加力的增长。     

表土层注浆加固法防治井壁破裂的机理及应用

基于煤矿井壁破裂事故频发的现状,介绍了利用表土层注浆加固法的"缓释"和"抑制"双重效应治理井壁破裂的机理,并对该方法的工程应用情况进行了分析与探讨.研究表明,表土层注浆加固井筒周围的含水层能够有效改善井壁的受力状态,缓释和抑制井壁的竖直附加力,深部的应力缓释效果最明显,向浅部依次递减.注浆过程中,地面变形与井壁受力实测趋势基本吻合.加固后,土的黏聚力及内摩擦角提高了1倍,压缩系数仅为注浆前的1/3～1/4,整个井筒竖向附加压应变减少的平均值达332.71 με,作用在井壁上的垂直荷载显著减少.因此,通过地面注浆加固井壁周围的表土层,可以推迟井壁破坏的时间,达到防治井壁破裂的目的,有利于确保井壁的安全.