深厚富水基巖凍結(jié)壁與井壁相互作用機理研究.pdf

1、近年來,在我國新的礦井建設(shè)中,遇見復雜特殊地層。井筒要穿過厚度不等、含水量較大、強度較低的巖層,給井筒的建設(shè)帶來了很大的困難。開展凍結(jié)巖石力學特性、凍結(jié)壁與井壁在力學場與溫度場等方面的相互作用機理研究,對于實現(xiàn)復雜特殊地層中凍結(jié)壁及井壁的合理設(shè)計和施工工藝的科學制定具有重要的指導意義。
　　本文以彬長集團胡家河煤礦副井凍結(jié)井筒為工程背景,通過室內(nèi)試驗得到了砂質(zhì)泥巖在不同溫度與圍壓作用下力學參數(shù)的變化規(guī)律;對周圍巖體、外層混凝土井壁

2、和凍結(jié)壁分別按照彈性與彈塑性解析方法,得到了周圍巖土體-凍結(jié)壁-井壁整個體系在井筒施工期間的力學相互作用關(guān)系的解析解;給出了凍脹力的彈性計算方法;確定了井筒在凍融階段井壁的應力分量。
　　運用ANSYS有限元數(shù)值模擬軟件對凍結(jié)井筒的施工過程進行了模擬分析。模擬了開挖段高、凍結(jié)壁厚度和平均凍結(jié)溫度對井幫位移的影響,研究表明:井幫最大變形量一般出現(xiàn)在距工作面1/2高度處,建議凍結(jié)壁內(nèi)表面位移監(jiān)測點設(shè)在1/2段高處;在卸載狀態(tài)下,凍結(jié)壁