C60～C70高强高性能混凝土在丁集矿井冻结井壁工程中的应用

针对淮南矿业集团公司丁集矿井表土层深厚、井筒直径大、井壁受力复杂的特点,在冻结段井壁结构设计中首次采用了C60～C70高强高性能混凝土。通过对混凝土原材料选择,进行配合比试验,确定出合理的配制参数,并通过建立集中搅拌站,进行加工质量控制,使得C60～C70高强高性能混凝土在丁集矿井3个井筒冻结段井壁工程中得到成功应用。     

冻结井筒外壁受力信息化施工监测及分析

为了保证冻结井筒外壁在施工和运行期间的安全,通过利用安全监测系统对冻结井筒外壁受力实时监测,分别获得了2个监测水平冻结井壁的钢筋应力﹑混凝土应变和冻结压力等数据。结果表明,冻结压力和钢筋环向应力呈现不均匀性;冻结压力﹑钢筋应力和混凝土应变均小于监测预警值和设计值,井壁结构安全可靠。     

浅析深冻结井高标号混凝土的研究

本文结合调查制定了低温环境下C70混凝土的原料配合方案。结合笔者对某煤矿副井井筒冻结法的具体条件的调查,采取了对井壁混凝土支护的一个实验,既完成了该试验在室内的成功,同时也完成了该副井外层井壁支护在工业应用方面的试验。本文介绍了C60～C70高强高性能混凝土在煤矿深立井施工过程中,在工艺以及质量方面的相关控制措施研究和应用表明,低温高强混凝土井壁在深立井冻结法施工中技术上可行,经济上效益显著。     

高强钢筋混凝土井壁水平极限承载特性实验

摘要：针对西部地区某煤矿冻结井筒的支护问题,根据相似理论,采用模型实验方法研究了高强混凝土井壁的水平极限承载特性。实验结果表明：井壁结构在水平荷载达到10MPa后,钢筋应力进入屈服应力阶段,表现出明显的塑性流动;井壁破坏荷载达18．4MPa,破坏前混凝土的最大环向应变可达-3400×10^-6。实验结果可为井筒支护参数优选和工程监测提供参数。     

特厚冲积层冻结井壁受力机理与设计优化

为解决特厚冲积层冻结井筒的支护难题,对井壁受力机理和设计优化方法进行了探讨.井壁实际受力状态分析表明:特厚冲积层冻结井筒,外层井壁的内缘混凝土处于"拉-压"二向应力状态,其中环向处于压应力状态,竖向则处于拉应力状态;而内层井壁的内缘钢筋混凝土处于"压-压"二向应力状态,其中环向压应力是由静水压力或层间压力引起的,竖向压应力则是由自重应力等引起.根据现行混凝土结构设计规范,提出了特厚冲积层冻结井壁设计优化方法.工程实例应用结果表明:采用这一设计优化方法不但可以减薄井壁总厚13%,而且它与现行国家混凝土结构设计规范相衔接,各项参数取值有法可依,优化后的井壁工作状况正常.     

彬长矿区基岩全深冻结监测研究

高家堡矿井井筒穿越岩层遇水泥化和裂隙发育,同时面临高地温的地质条件和大流速高承压的复杂水文条件,采用全深冻结方案,主、副、风井冻结深度达分别到788,850,860 m,是目前国内最深的软岩冻结井之一。为确保安全通过冻结段,并了解井筒掘进过程中井壁冻结情况、温度变化等,有效评估冻结壁发展状况,并分析冻结壁、井壁的安全与稳定性,对冻结施工全过程中的井帮温度、井底温度、空气温度以及井帮位移等进行了信息化监测,实现了安全快速掘进,节约了矿井建设成本。分析表明,在施工过程中应适当提高混凝土强度等级,采用早强、高强的混凝土,以保证外层井壁具有足够的早期强度;制定外壁局部应急加固预案及技术措施,并进行必要的材料准备,防止井壁局部破坏。     

深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理

为探究深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理,以丁集煤矿第二副井为工程背景,开展外壁混凝土早龄期力学特性试验和热-力耦合分析。首先,通过对不同龄期C70外壁混凝土开展立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度试验,获得了强度指标和弹性模量复合指数时变模型和早期力学特性;然后,基于外壁混凝土弹性模量复合指数时变模型,利用FLAC^3D软件建立外壁混凝土热-力耦合分析模型,对外壁混凝土早期温度场和应力场演化特征进行了研究分析。结果表明：外壁混凝土浇筑初期水化升温,其核心区峰值温度达到了55.96℃;随后外壁混凝土开始降温,短时间内井壁外缘温差达到了34.95℃;外壁混凝土在4～28 h升温阶段整体受压,降温阶段,井壁受冻结壁约束,竖向受拉严重,其中井壁外缘拉应力最大,达到了5.08 MPa,当拉应力超过外壁混凝土早龄期抗拉强度时,外壁混凝土将产生环向裂缝,从而揭示了深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理。     

局部差异冻结作用于既有井壁的冻胀力研究

针对板集矿副井井筒局部差异冻结修复的工程问题,使用ABAQUS/Standard数值分析软件,结合冻土试验得到热、力学参数,建立局部差异冻结条件下土体热—力耦合模型并进行有限元分析,分析了冻结172 d内土体冻结温度场的分布状况,研究了外层井壁位置处冻胀力的发展变化规律,并对井筒进行安全性评价。结果表明:-300 m层位交圈时间较-450 m层位晚22 d,冻结壁平均温度较-450 m层位高5.2℃;两层位冻胀力自冻结30 d起呈现出线性增长趋势,在交圈后的14 d内有阶跃性增长,其后冻胀力增长速度放缓,各方位上冻胀力总体呈现类同心圆的发展形式。172 d时,-300 m层位冻胀力占初始地应力的17.94%;同期-450 m层位冻胀力占初始地应力的41.54%。井壁混凝土的最大环向应变值与等效应力值均在准许范围内,表明既有井壁仍处于弹性受力阶段,井筒安全可靠。由此可见,局部差异冻结技术可以有效控制冻结壁向内发展速度,限制土体冻胀,避免对井壁造成二次破坏,该项施工技术可为今后类似工程的开展提供重要参考。     

神华集团塔然高勒煤矿风井普通法转基岩冻结法凿井施工实践

塔然高勒煤矿风井井筒采用普通法施工过程中井筒大量涌水,导致淹井,后采用冻结法施工。文章介绍了井筒冻结设计、冻结施工及井筒掘砌情况,并对已有井壁破损的问题作了简要探讨。     

高强混凝土井壁结构的试验研究及其应用

通过对高强混凝土井壁结构模型的试验研究，得到了高强混凝土井壁极限承载能力与混凝土抗压强度之间的相互关系，指出了高强混凝土井壁具有很高的承载能力、且是解决深表土井筒支护的最有效途径。     

不均匀侧压下冻结井壁结构的有限元分析

本文编制了不均匀侧压下混凝土井壁结构分析的非线性有限元程序，并用它对井壁结构模型进行了计算分析。结果表明，在不均匀侧压下现行设计的冻结井壁中不会出现拉应力和具有很高的承载能力，其计算值与试验图较好地吻合，从而为冻结并用采用混凝上井壁支护提供了设计依据。     

砼强度准则在井壁结构中的应用研究

本文根据井壁结构模型试验结果,对目前具有代表性的复杂应力状态下的砼强度准则进行了分析和对比,找到了一种比较适合于井壁结构的砼强度准则,从而为井壁结构承载能力的合理计算提供了理论基础.     

井壁混凝土强度准则的试验研究及其应用

根据井壁结构模型试验结果,得到了井壁砼强度准则的回归公式,从而为井壁结构承载力能力的合理计算提供了理论基础。     

砼井壁的应力和极限承载能力的有限元计算

本文选用了正交各向异性体的本构关系和适应于砼井壁特性的强度准则,编制了对砼井壁进行数值分析的非线性有限元程序。并采用此程序分别对砼井壁在承受均布荷载和非均布荷载条件下的应力分布和极限承载能力进行了计算分析,其计算结果与实验结果得到了良好的吻合。     

素混凝土井壁强度准则的模型试验研究

按照相似理论，在不同应力组合下将混凝土井壁进行了模型试验，依据混凝土井壁破坏机理的分析，确定了适合素混凝土井壁破坏的强度准则。     

井壁结构中混凝土强度提高系数的研究

通过对井壁结构中混凝土受力状态的分析．指出了混凝土由于处于复杂应力状态下其抗压强度将有较大程度地提高，根据井壁结构模型试验结果，得到了井壁结构中混凝土抗压强度提高系数的回归公式．从而为井壁结构的合理设计提供了试验依据。     

钢筋混凝土井壁合理厚度及计算方法

本文分析了双层钢筋混凝土井壁存在的问题,提出了充分利用外层井壁强度减小内壁厚度的设想,并提出了提高井壁混凝土标号,加锚固钢筋等使井壁减薄的措施。     

地层沉陷时井壁承受竖向附加力的有限元分析

通过对淮北、徐州等矿区井壁发生破坏情况的分析，指出了竖向附加力是导致井壁破坏的根源。编制了井壁结构空间轴对称问题弹塑性有限元程序，并采用它对上述破坏井壁进行了计算分析，得到了地层沉陷时井壁承受竖向附加力的数值，从而可为井壁设计提供参考依据     

地面预制钻井井壁结构的概率极限状态设计法研究

本文根据钻井井壁结构可靠性分析结果,参照《建筑结构设计统一标准》和有关设计规范,确定了地面预制钻井井壁结构的概率极限状态设计实用表达式和分项系数,建立了该种井壁结构的概率极限状态设计法.并给出了该设计法的设计程序和应用结果.