深厚黏土层冻结压力实测与分析下载

weixin_39821260 2020-10-02 12:31:02

通过对淮南某矿深厚黏土层的关键层井壁受力进行监测,获取382、408 m水平层位冻结压力,外层环向钢筋应力,发现冻结压力主要由外壁环向钢筋承担,其发展规律可以分为快速增长阶段、慢速增长阶段、稳定阶段,且同一层位冻结压力呈现不均匀性,结合实测数据及淮南地区部分其他深度黏土层冻结压力实测值,得出淮南地区冻结黏土层的冻结压力随深度变化的线性回归方程。
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通过对淮南某矿深厚黏土层的关键层井壁受力进行监测,获取382、408 m水平层位冻结压力,外层环向钢筋应力,发现冻结压力主要由外壁环向钢筋承担,其发展规律可以分为快速增长阶段、慢速增长阶段、稳定阶段,且同一层位冻结压力呈现不均匀性,结合实测数据及淮南地区部分其他深度黏土层冻结压力实测值,得出淮南地区冻结黏土层的冻结压力随深度变化的线性回归方程。

赵固二矿西风井采用冻结法施工，穿过704.6m深厚黏土层，冻结管断裂风险较大。井筒掘砌过程中，对冻结壁径向位移进行了实测，并兼顾其他影响因素。结果显示，70个位移监测层位中，共有57%的监测层位位移超过50mm警戒值。

为解决张集煤矿副井单层超厚黏土的冻结技术难题,对冻结井壁的受力状况进行了现场实测,获得了冻结压力,外壁环向钢筋、竖向钢筋应力等数据,并对数据进行了分析。研究表明:超厚黏土层冻结压力的增长速度较快,在第5天接近最大值;冻结压力主要由外壁环向钢筋承担;冻结压力初期增速受黏土层的厚度影响很大。结合张集煤矿副井实测数据进行线性回归分析,得出最大冻结压力随地层深度的线性回归方程Pmax=0.019H-2.831。

对口孜东矿井壁冻结压力进行现场监测,发现冻结工程中井筒所承受的压力具有随机性,总体趋势分为加速上升期、平缓上升期和平稳期。同时,受冻结管偏斜、盐水流量不均、土性差异和环境变化等因素影响,井壁冻结压力又具有明显的模糊性。为兼顾随机性和模糊性,采用模糊随机方法对井壁冻结压力不确定性进行分析。通过公式推导和数据拟合,分别在黏土层和钙质黏土层建立井壁冻结压力的模糊随机表达式,最后通过朱集西矿进行验证。结果表明:模糊随机分析值与现场实测值基本吻合,为今后深井施工安全提供了可靠保障。

针对深厚黏土层冻结施工过程中冻结管变形过大甚至断管事故易发的问题,介绍了杨村煤矿主井的冻结方案和冻结运行情况及其深厚钙质黏土层段的掘砌情况,重点分析了该黏土层的施工控制技术。结果表明:采用加强冻结、缩小掘砌段高及加强信息化管理等措施后,井帮温度控制在-8℃以下,井帮位移控制在50mm以内,使冻结壁强度满足安全施工要求,并减少了冻结壁的变形,从而确保了深厚钙质黏土层段的掘砌施工安全。

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