鉆井井壁新型豎向連接結構研究.pdf

1、鉆井法是煤礦井筒穿越深厚表土層的特殊施工方法之一，綜合技術指標已達到世界先進水平，具有廣闊的應用前景，但仍有許多因素制約其進一步發(fā)展，主要是井壁結構的穩(wěn)定性和井壁結構局部破壞兩個方面。總結分析近年來鉆井井壁在使用過程中出現(xiàn)的井壁結構局部破壞情況多屬于井壁受壓破壞，目前針對受壓破壞的研究提出了比較多的解決方法，一種是采用“抗”的形式，如采用高強混凝土，單層鋼板-混凝土復合井壁，雙層鋼板-混凝土復合并壁來提高井壁結構的豎向抗壓承載力，還有一

2、種就是采用“讓”的形式，采用豎向可縮性接頭，使井壁結構與土層同步下沉，大大減小豎向附加力。但當井壁結構豎向受拉時，節(jié)間只通過法蘭盤之間的焊縫連接，豎向抗拉強度差。井壁結構在豎向方向極易被拉裂，對井筒的安全使用存在不利影響。本文研究節(jié)間新型連接形式，確保井壁節(jié)間抗拉等強設計。
　　 首先，針對雙層鋼板-混凝土復合井壁設計理論和受力情況進行了闡述，本文以信湖礦為例，主要研究其井壁結構豎向受拉時，井壁結構整體的極限受拉狀況。通過對井壁

3、結構和井壁豎向連接結構的極限抗拉強度的計算分析，指出井壁豎向連接是整個井壁結構抗拉的薄弱點。其次，針對這個薄弱點來研究豎向等強抗拉新型井壁結構，主要是引入高分子粘結材料-結構灌注膠，替代水泥漿進行節(jié)間注漿，對井壁豎向連接結構進行抗拉補強，來實現(xiàn)井壁節(jié)間抗拉等強設計。最后，通過結構灌注膠的力學性能、老化性能實驗以及井壁結構相似模擬實驗驗證其可行性。實驗結果表明，材料性能滿足研究要求，應用于新型井壁豎向連接結構對于實現(xiàn)井壁節(jié)間抗拉等強設計是