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题名西部软岩地层基于内外壁联合承载的冻结井壁减薄方法
被引量：6
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作者
王磊
刘志强
李方政
王延廷
张松
张基伟
丁航
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机构
煤炭科学研究总院建井研究分院
北京中煤矿山工程有限公司
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期773-780,共8页
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基金
中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018QN023)
十三五国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600904)
国家自然科学基金青年基金资助项目(52008197)
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文摘
为解决深部软岩地层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,运用煤矿立井井筒设计理论和锚杆支护理论,研究了冻结井筒内层井壁、外层井壁和围岩的联合承载受力机理,提出了一种新型井壁结构形式和内层、外层井壁厚度减薄方法,即在井壁围岩中打入短锚杆,锚杆端头浇筑在外壁内部,并将锚杆端头闭锁的钢丝绳连接在内壁钢筋上,通过不同结构联合承载的方式提高内壁和外壁的承载能力,进而减薄井壁厚度。以内蒙古红庆河煤矿副井-640~-660 m冻结段为研究对象,通过理论计算得出了采用新型井壁结构形式后的井壁厚度,其中新型内层井壁厚度较原井壁可减薄12.5%,外层井壁厚度可减薄20%;结合数值模拟手段,给出了新型井壁中的应力传递过程。数值计算表明:新型内层井壁内缘混凝土的压应力值为24.5 MPa,小于原内层井壁内缘混凝土压应力值,验证了新型井壁结构的安全性和可靠性;新型井壁结构中,锚杆和钢丝绳传递的外力主要由外壁的刚性变形承担,锚杆在软岩地层中提供的锚拉作用很小,工程应用时可以缩短锚杆的钻入长度,避免锚杆钻入过程中打穿偏斜的冻结管。这种新型井壁结构将外层井壁强度通过钢丝绳和锚杆连接纳入到了内层井壁的承载体系中,提高了内层井壁的承载力,减薄了井壁厚度。
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关键词
井壁减薄
冻结井壁
联合承载
冻结法
深部软岩地层
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Keywords
shaft lining thickness reduction
freezing shaft lining
combined bearing
artificial ground freezing
deep soft rock strata
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分类号
TD265.32
[矿业工程—矿井建设]
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