摘要
开展非全深冻结法立井施工井筒解冻后涌水规律与防治技术研究具有重要的工程应用价值,本文以小庄煤矿主立非全深冻结法凿井工程为依托,采用室内试验、理论分析和现场实践相结合的手段开展研究工作,主要结论有: (1)完成了洛河砂岩在常温、冻结、融化三种状态下的物理力学试验。为确定非全深冻结法施工决策的理论基础,分析解冻后立井井筒涌水机理提供了物理力学参数。 (2)运用渗流与应力耦合弹塑性三维有限元分析模拟了普通法和非全深冻结法凿井穿越富水洛河砂岩地层的施工过程,研究了冻结壁的应力和变形分布规律,分析了普通法施工的可行性和非全深冻结法施工冻结壁的稳定性。 (3)基于对小庄煤矿主井周围地层水文地质赋存条件的分析,以及三维有限元对普通法凿井可行性和非全深冻结法凿井冻结壁稳定性的研究结果,得到了处于富水洛河砂岩地层的小庄煤矿主井采用非全深冻结法凿井方案决策的理论基础。将得到的非全深冻结法凿井方案决策的理论基础用于小庄煤矿主井施工方案决策中。 (4)研究了非全深冻结法施工解冻后的三个主要涌水通道,采用三维有限元模拟方法计算了主井井筒主要渗漏水区间和涌水量。基于“高低压并用,深浅孔结合,单液为主双液为辅”的原则,设计了小庄矿主立井解冻后涌水防治方案。工程实践表明,井筒涌水防治方案合理有效。
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