小庄矿冻结风井井筒围岩破坏机理及解冻后水害防治技术

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1、西安科技大学硕士学位论文小庄矿冻结风井井筒围岩破坏机理及解冻后水害防治技术专业名称：建筑与土木工程作者姓名：窦桂东指导老师：任建喜；刘沛林论文题目：小庄矿冻结风井井筒围岩破坏机理及解冻后水害防治技术工程领域：建筑与土木工程硕士生：窦桂东(签名)指导老师：任建喜(签名)刘沛林(签名)摘要开展煤矿非全深冻结法冻结立风井围岩破坏机理及解冻后水害防治技术研究具有重要的工程应用价值。本文以小庄煤矿立风井非全深冻结法凿井工程为依托，采用理论研究、FLAC数值模拟与现场工程实践相结合的手段开展研究工作，主要结论有：(1)小庄

2、煤矿风井井筒采用非全深冻结法施工，给出了小庄煤矿风井井筒非全深冻结法方案，包括冻结参数确定、冻结孔布置、测温孔设计、水文孔设计以及冻结壁形成的预测等。(2)运用FLAC软件对小庄矿冻结风井围岩破坏规律进行了研究，结果表明：井筒开挖后最大位移发生在开口端，最大位移为6.3mm，满足凿井安全规程不超过50mm的要求，风井围岩较为稳定；在每一个掘砌段高，井帮最大竖向位移发生在开挖段高距已筑井壁约1/3段高位置处。(3)完成了小庄煤矿风井井筒的围岩支护方案设计，并提出小庄煤矿风井井筒施工掘进工程、钢筋工程、模板工程、混

3、凝土支护工程及锚喷网支护工程的施工质量保证措施。(4)分析裂隙动水环境下浆液的扩散规律，以逆水扩散距离N和浆液扩散开度L两个指标作为主要参数得到了浆液扩散的表达公式；制定了小庄煤矿风井井筒解冻融化后33的涌水防治方案。实践表明注浆后风井井筒的涌水量由15m/h降为0.4m/h，满足有关规范对井筒涌水量的要求，井筒融化后的防治水效果良好。关键词：非全深冻结法；风井；井筒；围岩破坏机理；FLAC模拟；支护；解冻；水害；防治研究类型：应用基础研究Subject:Groundwaterhazardpreventiont

4、echniqueandsurroundrockfailuremechanismofventilatingshaftwellboreusingfreezingmethodafterthawinginXiaozhuangMineSpecialty:ArchitecturalandCivilEngineeringName:DouGuidong(Signature)Instructor:RenJianxi(Signature)LiuPeilin(Signature)ABSTRACTIt’simportantapplic

5、ationvaluetostudyonmininggroundwaterhazardpreventiontechniqueafterthawingandsurroundrockfailuremechanismofairshaftwellboreusingfreezingmethod.Dependedonnon-freezingsinkingdeepofwellboreinXiaoZhuangMine,theauthorcaughtoutresearchworkwiththeoreticalstudy,FLACn

6、umericalsimulationandcombiningthefieldpractice.Themainconclusionasfollow：(1)TheconstructionmethodofNon-freezingsinkingdeepwasusedinXiaoZhuangMineair-saft,andconstructionprogramwasformulatedinthispaper.Theprogramincludedfreezeparameter,freeze-holelayout,thede

7、signingoftemperatureholeandhydrologyholeandfrozenwallformation.(2)WiththeFLAC,freezingair-saftsurroundrockfailurelawofwellborewasanalyzedandresearched.Theresultsshowedthatthemaximumdisplacement,whichwas6.3mm,occuredatthewellheadaftershaftexcavation,itcouldme

8、ettheshaftsinkingsafetyregulationsthatmustbesmallerthan50mmandthesurroundrockofwellborewasmorestabile.Ineverybenchheightofdiggingandlining,themaximumdisplacementofboreholewalloccuredattheplacewh