复杂地质条件下马头门处新型井壁结构研究及应用

摘要

目前，随着国民经济的发展，对煤炭的需求日益增加。我国大部分矿区进入了深部开采阶段，高应力软岩日趋突出和严重，成为困扰采矿界、制约煤炭企业发展的一大难题，已引起学术界的广泛关注。特别对于深立井，处于高地应力下的马头门处井壁如设计和施工不当，往往会造成井壁围岩失稳、支护结构破损，严重者还危及马头门处上下段井壁结构的安全．
　　本篇论文以安徽淮南新集集团新集(一)矿西副井马头门处井壁支护方式优化为工程实例，在继承现有并壁支护理论及技术的基础上，通过现场观测、实验室测试，理论分析和数值模拟等研究手段。具体分析了新集一矿副井马头门处井壁的受力情况并提出科学合理的支护优化方案。
　　研究表明，在复杂地质条件下采用柔性滑动井壁结构是可行的，新型井壁结构在纵向附加力和外围地层压缩变形条件下可以产生缓冲、调整压力重新分布的作用，从而保护了井壁。因此本文所提出的针对马头门处井壁结构研究可为解决复杂地质条件下的深井马头门处井壁破坏提供参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出

1．2 研究的意义

1．3 研究的主要主要内容和技术路线

2 新集一矿西副井马头门处井壁优化设计研究

2．1 工程概况

2．2 工程地质条件

2．3 马头门处井壁受力机理分析

2．4 副井马头门处新型井壁结构形式

2．4．1 常用的井壁结构形式

2．4．2 选择井壁结构形式的原则

2．4．3 滑动层的设计

2．4．4 新集一矿西副井井壁支护方案及优化

2．5 结论

3 新型井壁材料优选实验

3．1 柔性滑动层最优配合比实验

3．2 柔性滑动层弹性模量和泊松比实验

3．3 结论

4 柔性滑动井壁结构数值模拟

4．1 数值分析软件介绍

4．1．1．ANSYS的特点

4．1．2．ANSYS的功能

4．2 新型井壁建模

4．2．1 计算假定

4．2．2 有限元模型选取

4．3 模型的建立与求解

4．3．1 求解结果

4．3．2 结果分析

5 新集一矿西副井马头门处井壁监测研究

5．1 新型井壁力学特性的现场监测

5．1．1 监测元件

5．1．2 监测元件特点

5．1．3 监测元件布设

5．1．4 井壁安全判别标准

5．2 监测结果及分析

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果