西部地區(qū)深基巖凍結井筒外層井壁力學特性與設計優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對于能源的需求量隨之加大，加之我國中、東部礦區(qū)可開采的煤炭資源愈來愈少，所以煤礦建設的重點地區(qū)和煤炭主產區(qū)逐漸發(fā)展為西部地區(qū)。西部礦區(qū)普遍采用凍結法鑿井，在凍結井壁結構設計方面，現(xiàn)有的設計規(guī)范和設計手冊中的參數(shù)都是針對中、東部的，采用它們來設計西部全基巖凍結井壁缺乏針對性。
　　本文以內蒙古紅慶河煤礦凍結法鑿井為研究背景，用外層井壁受力的理論分析和室內凍脹試驗相結合的分析方法表明，西部地區(qū)白堊系和侏羅系地層

2、的凍脹率及凍脹力均很小，由此提出了西部地區(qū)深基巖凍結法鑿井外層井壁結構的設計及優(yōu)化方案，即外層井壁的設計主要控制條件為井壁結構的穩(wěn)定性要求。通過模型試驗得到外層井壁結構的應力、變形和強度特征，搞清了其力學機理，試驗的得到的井壁最小極限荷載，大于凍結巖層時產生的凍脹力，論證了井壁優(yōu)化設計方案的可行性。最后對優(yōu)化后的井壁模型進行數(shù)值分析，進一步研究了外壁的受力特征，得到了豐富的數(shù)值模擬數(shù)據(jù)及結果圖，分析結果再次論證了外層井壁優(yōu)化方案確實可行