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矿山深立井软岩段井壁破裂治理研究

发布时间:2018-03-02 08:47

  本文关键词: 深立井 软岩 修复支护 现场监测 稳定性预测 出处:《辽宁工程技术大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:工业的迅速发展促进了对煤炭的开发,同时也给煤炭行业带来了前所未有的难题和挑战,深立井软岩段井壁的支护问题表现的尤为突出。为此,以鸟山煤矿副井为背景,对深立井软岩段井壁的破裂原因、修复支护方法以及变形监测技术在其中的应用进行了详细的研究。主要得到以下重要结论:(1)通过对表土沉降段井壁的破裂特征和深立井井壁的破裂特征进行比较分析,总结出了深立井井壁自身具有的特征。根据工程水文地质条件与井壁破裂特征,对鸟山煤矿副井井壁的破裂原因进行了系统分析,得出壁后软弱岩体泥化膨胀作用是导致井壁破裂的主要因素。(2)对软岩破裂段井壁加固方法进行了研究,分析认为复合式衬砌修复方法较为合理。其中在初次衬砌中采用注浆+锚索+锚杆+金属网+喷射混凝一次联合支护,该种支护方法容纳了各支护方法的优点,二次支护采用C50钢筋混凝土进行衬砌。(3)借助岩土工程专业分析软件FLAC3D,根据井筒周围围岩特点,对井筒修复中不同的二次衬砌方法进行了模拟分析,得出对井壁修复方案中虽整体采用C50混凝土更加安全可靠,但考虑经济因素变截面井壁修复方法更适合井壁的修复要求。对不同间、排距下锚索锚固作用的影响进行了研究,得出间距略大于1.0m,排距在1.0-1.8m之间进行选择更有利于发挥锚索的锚固作用和维护井筒安全。(4)为保证井筒的安全,对软岩段井壁应用了现代监测技术并对监测数据进行了分析和预测,经与实际监测数据对比分析,效果良好。对Tresca强度准则、Von Mises强度准则和库仑-纳维尔强度准则进行了比较分析,得出库仑。纳维尔强度准则更适合于混凝土材料安全状态的判断。(5)依据拟合曲线变化趋势和井壁稳定性判断准则,对井壁破裂时间进行了预测,经与实际破裂时间相比误差不足1d,对于保证井筒的安全、防止安全事故的发生具有重要意义。
[Abstract]:The rapid development of industry has promoted the development of coal, and at the same time has brought unprecedented problems and challenges to the coal industry. For the failure reason of soft rock formation in deep vertical well, The methods of repairing and supporting and the application of deformation monitoring technology in this field are studied in detail. The main conclusions are as follows: 1) by comparing and analyzing the fracture characteristics of the shaft lining in the settlement section of the surface soil and the fracture characteristics of the deep shaft wall, The characteristics of shaft lining in deep shaft are summarized. According to the engineering hydrogeological conditions and the fracture characteristics of shaft wall, the causes of fracture of auxiliary shaft wall in Yushan Coal Mine are analyzed systematically. It is concluded that the mudding and swelling of soft rock mass behind the wall is the main factor leading to the failure of the shaft wall. (2) the reinforcement method of the shaft wall in the soft rock fracture section is studied. It is considered that the composite lining repair method is more reasonable, in which the primary lining is supported by jetting and coagulation of the bolting wire mesh with grouting in the initial lining, and this support method contains the advantages of each supporting method. With the help of the professional analysis software FLAC3D of geotechnical engineering, according to the characteristics of surrounding rock around the shaft, different secondary lining methods in the restoration of the shaft are simulated and analyzed. It is concluded that C50 concrete is more safe and reliable in the whole shaft lining repair scheme, but considering economic factors, variable cross section shaft lining repair method is more suitable for shaft lining repair requirements. The effect of anchor cable anchoring under different spacing is studied. It is concluded that the spacing is slightly greater than 1.0 m, and the selection of row spacing between 1.0-1.8 m is more advantageous to play the anchoring role of anchor cables and to maintain wellbore safety. 4) in order to ensure wellbore safety, The modern monitoring technology is applied to the shaft lining of soft rock section, and the monitoring data are analyzed and forecasted, which are compared with the actual monitoring data. The Tresca strength criterion, Von Mises strength criterion, and Coulom-Neville strength criterion are compared and analyzed. It is concluded that Coulomb. Neuville strength criterion is more suitable for judging the safety state of concrete material. (5) according to the changing trend of fitting curve and judging criterion of wellbore stability, the fracture time of shaft wall is predicted. Compared with the actual rupture time, the error is less than 1 day, which is of great significance to ensure the safety of wellbore and prevent the occurrence of safety accidents.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD352

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本文编号:1555823

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