深厚沖積層凍結壁融化期間井壁受力分析與壁間注漿機理研究.pdf

1、近年來，隨著礦井建設深度的增加，井筒穿越的沖積層厚度越來越深。在采用凍結法鑿井工程時，為防止深厚沖積層凍結壁在融化階段發(fā)生涌突水現象，本文以張集煤礦中央區(qū)第二副井為研究對象，進行了深厚沖積層凍結壁融化階段井壁受力和壁間注漿機理研究。
　　利用凍結法鑿井測溫孔在凍結壁融化過程中的實測數據，對深厚沖積層不同土層的融化速率進行了分析;依據測溫孔實測曲線，并對曲線進行了擬合，得到在深厚沖積層凍結壁融化階段測溫孔的溫度時間曲線可以用冪函數來

2、表示;并通過計算，得到了不同土層相應的融凍時間比。通過使用ANSYS有限元分析軟件，對深厚沖積層凍結壁融化過程溫度場進行了數值模擬分析，對比分析發(fā)現，測溫孔溫度數值模擬結果與實測結果較為吻合。同時還獲得了凍結壁融化過程中凍結壁平均溫度、井幫溫度、凍結壁厚度等數據，得出了凍結壁平均溫度也可以用冪函數來很好地擬合。
　　本文通過理論分析研究了深厚沖積層凍結壁融化過程中井筒內、外壁受力。根據厚壁筒計算公式，以168m粘土層和318m鈣質

3、粘土層為例，依據該層位凍結壁融化過程中外層井壁受力，計算出了該層位在凍結壁融化過程中內、外層井壁的環(huán)向應力隨時間變化曲線，也獲得了該層位在凍結壁融化過程中內外層井壁的徑向位移隨時間的變化曲線;并依據某礦393m處內層井壁受力監(jiān)測結果，計算出了內層井壁環(huán)向和豎向應力。
　　通過對壁間注漿機理的研究，并結合張集煤礦第二副井壁間注漿的實際情況，分析了凍結壁融化初期壁間注漿效果不好的原因，依據深厚沖積層凍結壁的融化特性，得出壁間注漿的合理