本站原创【摘 要】针对以冻结法为例谈一谈具体矿区中超厚表土层普通凿井法中存在的技术性难题,对解决的途径进行进一步的分析,采用信息化施工方法实时监测凿井过程,对实际施工过程中井壁的受力情况进行实时监控,并进行信息反馈,通过信息反馈及时的对施工参数进行调整,这对施工进度和安全施工以及经济效益的提高都具有十分重要的指导性意义,希望本文的研究可以为相关施工环境中技术性难题的解决提供一些帮助.
【关 键 词 】超厚表土层；普通凿井法；施工工艺
近年来我国的国民经济已经得到了飞速的发展,人民生活水平也得到了不断的上升,在这种情况下,能源需求越来越大.现阶段煤炭始终是我国最主要的能源,建设出一批大型矿井已经非常急迫.超厚表土层普通凿井法在我国是主要使用的一种凿井法,在我国的煤矿事业中占据主要位置.随着这种凿井法逐渐开拓的同时,井壁安全问题开始受到人们的重视,在设计过程中冻结压力是主要的设计依据,因为确定冻结压力时单纯对以前的实测数据进行参照和比对,这样的凿井方法并不能将问题进行根本的解决.可以通过施工监测得到更加直接的数据,在实际应用中获得了非常高的经济与社会效益.本文针对具体矿区中超厚表土层普通凿井法中存在的技术性难题,对解决的途径进行深入的分析,采用信息化施工方法实时监测凿井过程.通过这种方式的在实际施工过程中应用,既保证了经济效益的提高,同时施工安全也得到了有效保证,下面就让我们一起走入本文的探讨之中.
1.工程概述
某矿业集团设计有三个井筒,分别为风井井筒、主井井筒以及副井井筒,三个井筒均采用普通凿井法进行施工.普通凿井法在施工过程中已经非常成熟,但是很多情况下会因为位移过大,直接导致外层井壁被压坏等现象,情况不严重时会对施工速度产生影响,严重时很容易导致井筒涌砂或透水.近年来凿井法越来越颈部,上述事故已经很少发生,但是本次研究中需要穿透深厚的表土层,加上井筒的直径很大,现在我国并没有非常成功的设计施工经验.所以在这种情况下与本矿井实际特点相结合,为了对施工安全进行保证,全程采用信息化施工方法进行施工.在实际施工过程中对井壁手里情况进行实施监控,并进行信息反馈,进而对施工参数进行及时的调整,保证三个井筒可以得到快速、安全的完成.
2.检测内容及元件布置
通过对三个井筒井壁结构的检测对开工程序进行确定,信息化施工在内外力检测主要将副井井筒作为主要检测对象,同时对三个井筒的施工安全进行全面考虑,在此基础上保障监测工作的合理性与科学性.在副井布置6个不同的测试水平,在风井布置2个测试水平,从表1中可以明确的看出其具体布置位置.下面是检测水平相关数据：
本次监测的内容主要包括井壁所能承受的外荷载等,为了对观测的可靠性与长期性进行保证,本次监测使用的传感远近是稳定性好、抗干扰性的,将其作为一次仪表进行使用,这种测试元件在使用过程中具有很多优点,例如结构简单、安装方便、抗干扰能力强等.根据监测内容对传感器的数量和规格进行确定,将电缆吊在井筒中.
3施工过程及结果分析
在施工过程中将6个压力传感器布置在每个监测水平上,对井壁所能承受的压力值进行实时监测,从以下数据中可以清楚的看出其监测值.
通过文中数据我们可以看出：1）压力大小受土层性质和厚度影响较大.但是因为副井第二水平是钙质粘土,风井第一水平是你凹凸,它们的冻结压力相差一倍,这就足以说明,钙质粘土受到冻结压力的影响是非常大的；2）冻结压力与埋深之间存在较大关系.这主要是因为埋藏的越深,在土层中的冻胀能就会越大,变形的可能也会得到进一步加大,另外,如果一个段高开挖的时间比较长外壁冻结情况发生的可能性就会越大；3）冻结压力的不均匀性.因为受到盐水流量分配不均匀等因素的影响,直接造成了外壁厚度等存在不均匀性,这直接导致了统一测试水平中不同方向之间较大差异的出现,这对井壁受力情况来说是非常不利的.
4.结语
综上所述,超厚表土层的冻结压力大小主要由土层厚度、性质以及埋深等情况决定.对于钙质粘土来说,深埋受到冻结压力等作用是非常大的,普通凿井法存在的冻结压力不均匀性对于超厚表土层的深孔来说作用非常明显,将会对井壁受力情况产生非常不利的影响.同时通过对现场井壁的实时监测,我们得到了超厚表土层井壁内力的具体资料,对于施工安全的保证提供了有效的资料,同时也可以为以后矿井井壁结构设计以及施工过程提供有利的参考与借鉴.