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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(shù)指標(biāo)已達(dá)到世界先進(jìn)水平,具有廣闊的應(yīng)用前景,但仍有許多因素制約其進(jìn)一步發(fā)展,主要是井壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和井壁結(jié)構(gòu)局部破壞兩個(gè)方面??偨Y(jié)分析近年來鉆井井壁在使用過程中出現(xiàn)的井壁結(jié)構(gòu)局部破壞情況多屬于井壁受壓破壞,目前針對(duì)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(qiáng)混凝土,單層鋼板-混凝土復(fù)合井壁,雙層鋼板-混凝土復(fù)合并壁來提高井壁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與土層同步下沉,大大減小豎向附加力。但當(dāng)井壁結(jié)構(gòu)豎向受拉時(shí),節(jié)間只通過法蘭盤之間的焊縫連接,豎向抗拉強(qiáng)度差。井壁結(jié)構(gòu)在豎向方向極易被拉裂,對(duì)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(qiáng)設(shè)計(jì)。
首先,針對(duì)雙層鋼板-混凝土復(fù)合井壁設(shè)計(jì)理論和受力情況進(jìn)行了闡述,本文以信湖礦為例,主要研究其井壁結(jié)構(gòu)豎向受拉時(shí),井壁結(jié)構(gòu)整體的極限受拉狀況。通過對(duì)井壁
3、結(jié)構(gòu)和井壁豎向連接結(jié)構(gòu)的極限抗拉強(qiáng)度的計(jì)算分析,指出井壁豎向連接是整個(gè)井壁結(jié)構(gòu)抗拉的薄弱點(diǎn)。其次,針對(duì)這個(gè)薄弱點(diǎn)來研究豎向等強(qiáng)抗拉新型井壁結(jié)構(gòu),主要是引入高分子粘結(jié)材料-結(jié)構(gòu)灌注膠,替代水泥漿進(jìn)行節(jié)間注漿,對(duì)井壁豎向連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗拉補(bǔ)強(qiáng),來實(shí)現(xiàn)井壁節(jié)間抗拉等強(qiáng)設(shè)計(jì)。最后,通過結(jié)構(gòu)灌注膠的力學(xué)性能、老化性能實(shí)驗(yàn)以及井壁結(jié)構(gòu)相似模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,材料性能滿足研究要求,應(yīng)用于新型井壁豎向連接結(jié)構(gòu)對(duì)于實(shí)現(xiàn)井壁節(jié)間抗拉等強(qiáng)設(shè)計(jì)是
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