深厚沖積層凍結(jié)壁融化期間井壁受力分析與壁間注漿機(jī)理研究.pdf

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

2、表示;并通過計算，得到了不同土層相應(yīng)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(jié)壁融化過程溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，對比分析發(fā)現(xiàn)，測溫孔溫度數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果較為吻合。同時還獲得了凍結(jié)壁融化過程中凍結(jié)壁平均溫度、井幫溫度、凍結(jié)壁厚度等數(shù)據(jù)，得出了凍結(jié)壁平均溫度也可以用冪函數(shù)來很好地擬合。
　　本文通過理論分析研究了深厚沖積層凍結(jié)壁融化過程中井筒內(nèi)、外壁受力。根據(jù)厚壁筒計算公式，以168m粘土層和318m鈣質(zhì)

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