许疃煤矿改扩建工程冻结井可缩性井壁接头的研究与应用.pdf

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1、分类号：单位代码：安反这工犬嗲论文题目：许疃煤矿改扩建工程冻结井可缩性井壁接头的研究与应用作者姓名：张浩专业名称：建筑与土木工輕导师姓名：蔡海兵副教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号学科分类号：密级：公开安徽理工大学硕士学位论文许疃煤矿改扩建工程冻结井可縮性井壁接头的研究与应用作者姓名：张浩专业名称：建筑与土木工程研究方向：结构工程导师姓名：蔡海兵副教授导师单位：安徽理工大学地下结构所答辩委员会主席奏勇教授级高工论文答辩日期：年月日安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinarchitectu

2、reandcivilengineeringResearchandapplicationofcompressibleshaftliningjointinfrozenshaftatreconstructionprojectofXutuanmineCandidate:Ziwg1-lctoSupervisor:如—独创性声明‘本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人巳经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教

3、育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均巳在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：曰期：年《月乂曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有倮留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在

4、解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期年《月曰导师签名签字曰期找年爻月；曰摘要摘要自二十世纪年代以来，我国安徽两淮、江苏徐州、河南永夏、山东兖州和黑龙江东荣等矿区相继发生大量立井井壁破裂事故，现行对井壁破裂原因已达成共识，即破裂井壁所穿过表土层的底部含水层直接覆盖在风化基岩段之上，缺乏隔水层，由于底部含水层疏水沉降产生作用于井筒之上的竖向附加力（负摩擦力）是造成立井井壁破裂的主要原因。许疃煤矿改扩建工程的新主井和北风井均穿越此类疏水沉降地层，因此在井壁结构设计中，应考虑竖向附加力的影响以预防井壁破裂。为此，本

5、文采用理论分析、模型试验和数值模拟相结合的研究手段，对许疃煤矿改扩建工程冻结井可缩性井壁接头进行研究，研究内容和成果如下：根据冻结井可缩性井壁接头的设计原则和方法，针对许疃煤矿新主井和北风井，各设置竖向可缩性井壁接头个，分别位于累深和层位，并得到了冻结井可缩性井壁接头的结构参数。釆用模型试验方法，对可缩性井壁接头进行竖向、侧向和三轴加载模型试验。试验结果表明，竖向加载情况下井壁接头的压缩变形率可达三轴加载情况下井壁接头的压缩变形率可达，侧向加载情况下井壁接头承载力可达，可知该可缩性井壁接头具有良好的压缩特性和防水性能

6、。釆用数值模拟方法，对可缩性井壁接头的力学特性进行分析。通过将数值模拟得到的井壁接头竖向承载力与模型试验结果相比较，验证了数值模拟分析的可靠性。根据冻结井筒内层井壁的施工工序，提出了冻结井可缩性井壁接头的现场施工技术。冻结井可缩性井壁接头在许疃矿新主井和北风井中得到了成功应用，相应的设计和施工技术可为类似工程提供参考依据。冻结井可缩性井壁接头可广泛应用于类似地层条件下的煤矿新井建设与改扩建工程中，将产生更大的社会与经济效乂‘图表参关键词：冻结井；可缩性井壁接头；模型试验；数值模拟；施工技术分类号：AbstractAb

7、stractSincethe1980s，，，，安徽理大学硕士学位论文：H录目录翻！躲问题的提出国内外研究现状冻结井壁结构形式的研究现状井壁破裂预防技术的研究现状可缩性井壁接头的研究现状研究内容许疃煤矿冻结井可缩性井壁接头参数设计许疃煤矿改扩建工程概况许疃煤矿概况改扩建工程内容新主井井筒特征北风井井筒特征竖向可缩性井壁结构的设计原理竖向可缩性井壁结构设计原则竖向可缩性井壁接头形式竖向可缩性井壁接头简化设计方法竖向可缩性井壁接头参数设计新主井竖向可缩性井壁接头参数设计北风井竖向可缩性井壁接头参数设计小结可缩性井壁接头力学

8、特性的模型试验研究模型试验研究内容模型试验设计试验方案相似准则试验尺寸测试方法安徽理工大学硕丨：学位论文竖向力口载试验结果与分析模型试件加载方式试验结果及其分析侧向加载试验结果与分析模型试件试验方法试验结果及其分析轴加载试验结果与分析模型试件加载方式试验结果及其分析小结可缩性井壁接头力学特性的数值模拟研究有限元计算模型荷载及边界条件井壁接头的竖