許疃煤礦改擴(kuò)建工程凍結(jié)井可縮性井壁接頭的研究與應(yīng)用.pdf

1、自二十世紀(jì)80年代以來，我國安徽兩淮、江蘇徐州、河南永夏、山東兗州和黑龍江東榮等礦區(qū)相繼發(fā)生大量立井井壁破裂事故，現(xiàn)行對井壁破裂原因已達(dá)成共識，即破裂井壁所穿過表土層的底部含水層直接覆蓋在風(fēng)化基巖段之上，缺乏隔水層，由于底部含水層疏水沉降產(chǎn)生作用于井筒之上的豎向附加力（負(fù)摩擦力）是造成立井井壁破裂的主要原因。
　　許疃煤礦改擴(kuò)建工程的新主井和北風(fēng)井均穿越此類疏水沉降地層，因此在井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)考慮豎向附加力的影響以預(yù)防井壁破裂。

2、
　　為此，本文采用理論分析、模型試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究手段，對許疃煤礦改擴(kuò)建工程凍結(jié)井可縮性井壁接頭進(jìn)行研究，研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)根據(jù)凍結(jié)井可縮性井壁接頭的設(shè)計原則和方法，針對許疃煤礦新主井和北風(fēng)井，各設(shè)置豎向可縮性井壁接頭1個，分別位于累深357m和353m層位，并得到了凍結(jié)井可縮性井壁接頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　(2)采用模型試驗方法，對可縮性井壁接頭進(jìn)行豎向、側(cè)向和三軸加載模型試驗。試驗結(jié)果表明，豎向

3、加載情況下井壁接頭的壓縮變形率可達(dá)47％，三軸加載情況下井壁接頭的壓縮變形率可達(dá)48.8％，側(cè)向加載情況下井壁接頭承載力可達(dá)29.16MPa，可知該可縮性井壁接頭具有良好的壓縮特性和防水性能。
　　(3)采用數(shù)值模擬方法，對可縮性井壁接頭的力學(xué)特性進(jìn)行分析。通過將數(shù)值模擬得到的井壁接頭豎向承載力與模型試驗結(jié)果相比較，驗證了數(shù)值模擬分析的可靠性。
　　(4)根據(jù)凍結(jié)井筒內(nèi)層井壁的施工工序，提出了凍結(jié)井可縮性井壁接頭的現(xiàn)場施工技