梁宝寺能源有限责任公司副井井筒自动监测系统

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1、梁宝寺能源有限责任公司副井井筒自动监测系统方案设计与施工组织煤炭工业济南设计研究院有限公司二○○七年十月14目录1井筒破坏简述…………………………………………………………………………11.1井筒破坏现状及特征……………………………………………………………11.2井筒破坏机理………………………………………………………………………21.3井筒监测的必要性…………………………………………………………………32矿井概况………………………………………………………………………………33测点布置及安装方法……………………………………………………………

2、………43.1副井测点布置……………………………………………………………………43.2安装方法……………………………………………………………………44监测系统………………………………………………………………………………44.1系统组成及工作原理…………………………………………………………44.2主要技术指标………………………………………………………………55系统建设的任务、组织和服务承诺……………………………………………………75.1任务…………………………………………………………………………75.2组织…………………………………………

3、………………………………75.3承诺…………………………………………………………………………76近几年井筒监测系统项目一览表…………………………………………………………87施工组织设计…………………………………………………………………………97.1劳动组织和进度安排…………………………………………………………97.2施工质量保证措施…………………………………………………………107.3施工安全技术措施…………………………………………………………108系统工程经费预算…………………………………………………………148.1公共费用……………

4、………………………………………………………148.2副井系统主要仪器及辅助材料费用…………………………………………14141立项依据1.1国内外研究现状立井冻结段井壁的压力分布与变形演化规律的研究，一直是学术理论界和工程实践界共同关注的问题，我国早在上世纪70年代就进行过冻结井壁结构的压力和变形测试，取得了一定的成果，为我国的冻结井筒设计、施工和安全运营提供了珍贵经验。但是，当时的传感器的防（压力）水性能、低温或大变温等恶劣的环境下工作的性能比较差，稳定性差，持续工作时间短；二次仪表的测试精度和自动化程度也远不如现在高。再则以往的井筒冻

5、结段的深度多数在200米左右，而且，由于工程地质条件、水文地质条件、冻结工艺等方面的因素不同，冻结井壁的压力和变形规律存在较大的差异。正是由于以上复杂原因，至今没有成熟、可靠的有关冻结井壁的变形演化和安全控制的理论和方法。由于缺乏成熟的或者说完善的理论指导，我国上世纪八十年代出现大量的井壁破裂事故，为了治理破裂井壁，二十多年来国家投入了大量的财力和人力进行井壁破裂机理和破裂防治的研究，总结出井壁产生灾害性破坏的主要规律如下：（1）在已破裂的井筒中，采用冻结法施工约占90%；井筒净径在3.5～7.8m之间；井壁厚度在200～1700mm之

6、间。（2）多数井壁在投产1～3年出现破坏变形乃至破坏现象。（3）井壁破裂部位均在第四系表土层底部含水层段，也有深入到其下的基岩强风化带内0.5～2.0m的情况。一般破坏段高度1～15m之间。（4）破裂形态大都呈水平环状，井壁砼剥落掉块，钢筋内凸，破裂处可见渗水、涌水现象，严重的有涌水冒砂现象（张双楼副井）；金属罐道弯曲变形，严重影响矿井提升安全；有时井壁出现应力集中释放而快速破裂，伴有巨大响声（田庄主井、童亭主井）。（5）表土层厚150m以上的已破坏井筒在治理后，发生重复破坏现象（杨村矿的井筒已发生第三次破坏现象）。（6）井筒第四系松散

7、层水文地质工程地质条件及其变化特征：破裂井筒都穿过第四系深厚表土层，其松散层厚度最薄78.6m，最厚440.8m（淮南潘三西风井）；表土层厚150m以上的井筒占85%以上；表土层结构复杂，各层的厚度特别是对井壁破裂起关键作用的底部含水层，在其结构、厚度等方面各矿区有所不同；但其共同特点是：深部和浅部含水层水位同时下降，致使井筒周围地表都有一定程度的下沉。141立项依据1.1国内外研究现状立井冻结段井壁的压力分布与变形演化规律的研究，一直是学术理论界和工程实践界共同关注的问题，我国早在上世纪70年代就进行过冻结井壁结构的压力和变形测试，取

8、得了一定的成果，为我国的冻结井筒设计、施工和安全运营提供了珍贵经验。但是，当时的传感器的防（压力）水性能、低温或大变温等恶劣的环境下工作的性能比较差，稳定性差，持续工作时间短；二次仪表的测试精度和自动化程度