陈四楼煤矿副井井筒井壁破坏机理分析与加固方法

通过对陈四楼矿副井井筒井壁破坏机理进行系统的分析可知,表土层疏水固结沉降、地面工业广场采动与冻结融沉等对井壁产生的较大竖向附加力导致了井壁局部的应力集中,引起井壁的局部表面破坏。通过优化设计确定了副井井壁的加固原则与施工方法,达到了预期效果。     

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。     

信湖煤矿钻井井筒可缩性井壁接头设计及数值模拟研究

 煤矿矿区的底部含水层直接覆盖在煤系地层之上,随着矿井建设和生产的进行,表土含水层的水位将会逐渐下降,土体中有效应力逐渐增加,引起井筒周围土层固结沉降,施加给井筒一个相当大的向下竖向附加力（又称为负摩擦力）,使井筒受到的竖向荷载加大,随着地层的沉降,竖向附加力逐渐增大,最终导致井壁因强度不足而破坏。考虑到这个问题,将信湖矿井井筒安装可缩性井壁接头。本文着重介绍了可缩性井壁接头设计的计算方法,并对计算结果进行数值模拟校核。     

冲积层疏水沉降时的井壁受力分析

冲积层疏水沉降时的井壁受力机理及定量分析,是研究和处理徐州、淮北和大屯矿区井壁破坏事故的重要依据。本文根据土力学原理建立这一问题的数学模型,导出了井壁在疏水含水层处的附加轴向应力σ_z及其极限值σ_(zm)的计算公式为在此基础上,对冲积层疏水沉降时的井壁受力规律、强度检验和减小附加应力的途径进行了较深入的讨论。     

竖向可缩接头在两淮矿区立井井壁中的应用

针对疏水沉降地层立井井筒可能因竖向附加力作用而发生破裂这一技术难题,研制了一种安设在井壁中的竖向可缩接头,可预防井壁发生破裂。根据在冻结井筒和钻井井筒中的应用不同,系统叙述了该接头两种不同结构的设计和施工技术,并采用模型试验和数值模拟方法对其进行了力学性能分析,该接头在两淮矿区20多个井筒中得到了成功应用。     

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。     

冻结井可缩性井壁接头力学特性研究及其应用

针对丁集煤矿特殊的地层条件,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井壁结构,并提出了一种新型冻结井可缩性井壁接头形式.通过试验和数值计算表明：在竖向附加力作用下,该接头具有良好的竖向压缩变形特性、很强的抗侧压能力和可靠的防水、防漏性能,并且实验结果与数值计算结果基本一致.该研究成果已应用于丁集煤矿的三个立井井筒.     

多次破裂立井井壁竖直附加力实测及演化特征分析

对历经多次破裂治理的华东地区张双楼矿新增的两层传感器的竖直应变进行了监测,分析了立井井壁多次破裂段竖向应变的演化规律,将其历时变化情况与相关文献数据进行对比分析,发现多次破裂段应变波动年均值比一般井壁应变波动大;指出井壁多次破裂治理段只有附加力累积特征,几乎没有季节温度应力的波动特征;发现老副井累积的大量的附加应变主导的竖向应变,与厚表土层的不断疏水沉降密切相关,且发现矿井附近地面应变值比井壁总体应变值小。     

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。     

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。     

深厚表土层井筒可缩井壁结构的探讨

由于矿井疏排水引起水位下降,造成地表下沉而产生的竖附加力,使部分井筒产生破坏,根据已破坏的井筒的实际参数及水文地质情况,结合梁宝寺矿井井筒检查孔提供的地质水文资料,分析预测梁宝寺矿井地表沉降量,探讨性地提出梁宝寺矿井在含水层下部隔水层中设可缩层结构吸收竖向附加力的井壁结构形式。     

特殊地层条件下新型井壁竖向附加力确定方法的分析

在分析竖向附加力的产生及当前关于该力的确定方法的基础上 ,指出了由于问题十分复杂 ,要在短时期内准确确定附加力的分布与大小是十分困难的 ,就实际需要而言 ,只需确定附加力的均值和极限值即可。根据土层与井壁共同作用原理 ,提出了关于作用在滑动可缩和整体可缩新型井壁结构上的竖向附加力的确定方法。     

疏水沉降地层冻结井可缩性井壁设计及应用

针对淮北矿区矿井筒穿越地层是属于疏水沉降的特殊条件地层,应考虑地层沉降引起的竖向附加力,经过冻结井壁可缩性井壁接头力学特性分析及结果与有限元分析比较,设计出可缩性井壁接头位置.通过实测证实可缩性井壁接头是合理的.     

钻井井壁研制有了新突破

<正>钻井法凿井施工中,井筒容易受到冲积层沉降所产生的竖向附加力的影响而发生井壁破裂灾害,"一种钻井法凿井井壁及其制造方法"有效地解决了这一问题。目前,该项技术已获得国家发明专利授权。该项技术是由中煤矿山建设集团联合淮北矿业集团、安徽理工大学和煤炭工业合肥设计研究院研发的,实现了井壁竖向可压缩。可压缩井壁通过构件,连接在普     

特殊地层条件下新型井壁向附加力确定方法的分析

在分析竖向附力的产生及当前关于该力的确定方法的基础上,指出了由于问题十分复杂,要在短时期内准确确定附加力的分布与大小是十分困难的,就实际需要而言,只需确定附加力的均值和极限值即可。根据土层与井壁共同作用原理,提出了关于作用在滑动可缩和整体可缩新型井壁结构上的竖向附加力的确定方法。     

钻井井壁结构设计中的改进

本文介绍了钻井井壁结构设计中对双层钢板砼组合结构中连接件的改进 ;以及利用可缩节头 ,解决由竖向附加力引起的井壁结构破裂问题     

浅谈地层疏水沉降规律及引发的地质灾害

本文探讨了地层沉降发生的主要原因,以及地层沉降引发的地质灾害,并对地层沉降引发地质灾害的规律进行了分析,探讨了第四系含水层失水造成井壁竖直附加应力增加是导致井壁破裂的主要原因,并对地层疏水沉降的预防与治理方法进行了研究,实时监测地层沉降规律,可以实现对地层疏水沉降的主动防治.     

基于薄板弯曲变形理论的煤矿立井次生地压与竖向附加力理论解

基于表土沉降引发的煤矿立井次生地压与竖向附加力对深厚表土层中井壁结构设计的重要性,采用微元法将井筒周围表土划分成若干以井筒中心线为对称轴的薄板单元,利用轴对称薄板弯曲变形理论和土的基本力学性质建立微分方程,以临涣主井为研究对象并借助井壁应力实测数据,对立井次生地压与竖向附加力的分布规律进行研究,得到相应的理论解。结果表明:理论与实践相结合获得的次生地压和竖向附加力分布规律与实际情况吻合度高,能够满足临涣主井与井田区域内的其他6个破裂井筒强度验算要求。次生地压与竖向附加力理论解的科学性得到很好的检验。     

钻井井壁破坏分析及强化结构

研究近年来钻井井壁在使用中出现的局部破坏情况，在分析其原因的基础上，提出在今后的钻井井壁设计中应考虑表土与岩石交界处的井壁水平截面上竖向附加弯矩的影响、单节井壁法兰盘附近的水平截面上竖向约束弯矩的影响和增设径向联系筋的构造措施，从而达到强化钻井井壁结构的目的。为此，导出了竖向附加弯矩和法兰盘约束弯矩的计算方法，提出了径向联系筋的形式及数量。     

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.