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基于深度学习的井筒变形预测模型与应用 被引量：1
1
作者 刘辉 李国强 +4 位作者 朱晓峻 张鹏飞 程桦 王金正 李培帅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期732-747,共16页
近年来我国东部矿区发生了多起立井井筒倾斜变形及破损灾害,严重影响了矿井安全与生产。针对厚含水松散层深立井倾斜破损灾害,以鲁南某矿深立井井筒(800 m)为研究对象,开展了井筒倾斜变形监测,研究了井筒倾斜时空变化特征,分析了井筒倾... 近年来我国东部矿区发生了多起立井井筒倾斜变形及破损灾害,严重影响了矿井安全与生产。针对厚含水松散层深立井倾斜破损灾害,以鲁南某矿深立井井筒(800 m)为研究对象,开展了井筒倾斜变形监测,研究了井筒倾斜时空变化特征,分析了井筒倾斜主要影响因素;在此基础上,基于深度学习理论,综合采用循环神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)、门控循环单元(GRU)、一维卷积神经网络(1DCNN)四种经典深度学习方法,构建了井筒倾斜变形预测模型,并将预测结果与实测值进行对比,分析了井筒变形预测模型精度,研究了井筒整体和关键区域预测效果,验证了模型可靠性,并开展了工程应用。研究表明:①井筒倾斜主要发生在松散层,倾斜值由浅到深线性减小、并偏向采空区一侧,最大为352 mm,基岩层变形较小,最大为88 mm;开采引起厚松散层变形传播范围增大、底部含水层沿井壁渗流疏水及地下水渗流场的变化是导致井筒倾斜变形的主要原因。②模型与实测值Spearman相关系数最大为0.978,最小为0.867,4种模型与现场实测偏移量的最大差值为0.043 m,平均绝对误差E_(MA)在0.003~0.009 m内,均方根误差E_(RMS)在0.004~0.011 m内,整体预测效果以1 DCNN模型最优,主要倾斜方向(偏向采空区一侧的东西方向)预测精度略低于变形量较小的方向(南北方向),且均能够满足工程需要。③井筒整体预测曲线与实际倾斜方向一致,井口、松散层基岩交界面E_(MA)与E_(RMS)平均值均为0.005 m、0.006 m,井底精度略低,其对应值为0.012、0.013 m,井筒特征区域与整体预测效果均表现良好,表明基于深度学习的井筒变形预测模型具有良好的预测能力,研究成果在井筒注浆修复治理工程中得到了有效应用,为井筒安全管理提供了技术参考和数据支撑,为类似工程提供了工程实践经验。 展开更多
关键词 煤矿立井 倾斜变形 深度学习 井筒预测 神经网络
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基于破岩比能的钻井法凿井侏罗系岩层可钻性分级方法
2
作者 程桦 王晓云 +2 位作者 姚直书 郭龙辉 林键 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第6期1229-1239,共11页
针对西部地区侏罗系泥质胶结岩层钻井法凿井破岩效率低下问题,开展该类岩层可钻性分级方法研究。测试西部地区典型侏罗系不同岩性的完整性系数、贯入度、脆性指数、硬度和磨蚀性指数等可钻性特征参数;分析岩石的荷载-贯入度曲线变化规... 针对西部地区侏罗系泥质胶结岩层钻井法凿井破岩效率低下问题,开展该类岩层可钻性分级方法研究。测试西部地区典型侏罗系不同岩性的完整性系数、贯入度、脆性指数、硬度和磨蚀性指数等可钻性特征参数;分析岩石的荷载-贯入度曲线变化规律和破坏形态,以及贯入度与主要可钻性特征参数间的关系,给出破岩比能SE与地下工程岩体质量指标[BQ]的关系式;基于《标准》分级框架,提出以破岩比能SE和岩石可钻性特征参数作为分级指标的侏罗系岩石可钻性分级方法。研究表明,侏罗系岩石贯入曲线可分为非线性压密、密实核形成和发展、裂隙扩展及峰后破坏4个阶段,且具有显著的塑性破坏特征;破岩比能SE与岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、硬度、磨蚀性指数CAI呈正相关,与脆性指数呈负相关;基于西部矿区某中央回风立井钻井法凿井工程钻进数据,验证了提出的侏罗系岩石可钻性分级方法的有效性和准确性。研究结果可为西部矿区侏罗系岩层钻井法凿井可钻性评估预测,以及类似条件高效钻进技术研究提供有益参考。 展开更多
关键词 钻井法凿井 侏罗系岩层 贯入试验 比能 可钻性
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深立井钻井法凿井超高强钢筋RPC井壁力学特性
3
作者 姚直书 方玉 +2 位作者 程桦 许永杰 王佳奇 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第5期1029-1041,共13页
为解决我国西部地区深立井钻井井筒“一钻(扩)成井”的支护难题,提出采用新型超高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)井壁结构。首先,基于量纲分析法推导超高强钢筋RPC井壁结构模拟试验相似准则;搭建井壁模型三轴加载与测试系统,并以C70高强钢... 为解决我国西部地区深立井钻井井筒“一钻(扩)成井”的支护难题,提出采用新型超高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)井壁结构。首先,基于量纲分析法推导超高强钢筋RPC井壁结构模拟试验相似准则;搭建井壁模型三轴加载与测试系统,并以C70高强钢筋混凝土钻井井壁为对照组,开展标准养护和蒸压养护制度下的相似模型试验,研究该新型井壁的力学特性与破坏特征。结果显示,超高强钢筋RPC井壁的混凝土环向应变较C70钢筋混凝土钻井井壁增加82.97%~119.02%,呈现典型延性压剪破坏特征,且在外荷载作用下RPC抗压强度提高系数达到1.226~1.339。然后,利用Bresler八面体应力理论建立超高强RPC强度准则及抗压强度提高系数计算公式,结合量纲理论与回归分析法构建新型井壁极限承载力计算公式。最后,结合因素定量分析发现,钢筋配筋率对新型井壁极限承载力提高贡献有限。同等条件下,采用新型超高强RPC140筑壁材料较C70高强混凝土,钻井井壁承载力提高69.3%、支护深度增加65.1%。研究结果对实现我国西部地区深立井钻井井筒快速施工具有重要工程应用价值。 展开更多
关键词 深立井井筒 钻井法凿井 RPC 超高强钻井井壁 力学特性
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基于C-S双液浆含水层注浆的井壁应力响应研究
4
作者 赵光思 王正宇 +2 位作者 杨欢 史朝阳 陈子轩 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第6期1240-1251,共12页
含水层注浆加固是防治立井井壁因周围含水层疏水沉降而破裂的有效方法。采用水泥-水玻璃(C-S)双液浆,依据浆液凝胶时间及其结实体抗压强度正交试验结果,确定C-S双液浆在含水层注浆加固中的最优配比;在此基础上,建立FLAC^(3D)数值模型,... 含水层注浆加固是防治立井井壁因周围含水层疏水沉降而破裂的有效方法。采用水泥-水玻璃(C-S)双液浆,依据浆液凝胶时间及其结实体抗压强度正交试验结果,确定C-S双液浆在含水层注浆加固中的最优配比;在此基础上,建立FLAC^(3D)数值模型,探究不同注浆时机下加固距、注浆压力参数和加固区作用对井壁应力状态的影响。研究结果表明:水玻璃浓度40°Bé、水灰比0.75、水泥水玻璃体积比1∶0.03的浆液配比,既能在含水层注浆加固中发挥水玻璃催化反应作用,又能保持结石体的一定强度;中部含水层(中含)疏水沉降造成的井壁竖向应力随深度增加呈非线性增大,且对井壁附加力的影响范围大于底部含水层(底含);中含注浆的最佳加固距为2~5倍井壁外径,此范围内注浆可有效降低井壁竖向应力;结合加固距和井壁竖向应力增长率的变化,中含压缩量达到井壁外径的7.5%时是进行注浆加固的最佳时机。研究可从浆液配比、加固范围和加固时机等方面,为特殊工况下围土注浆防治井壁破裂工程提供理论支撑。 展开更多
关键词 防治井壁破裂 注浆加固 C-S双液浆 FLAC^(3D) 井壁应力
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中国立井冻结井壁技术的发展与展望 被引量：2
5
作者 杨维好 黄书翔 +8 位作者 王衍森 李伟 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期92-114,共23页
分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国... 分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术取得的重大突破及其应用情况,包括:冻结井筒C60~C100、CF80~CF110高承载力混凝土井壁设计与施工技术,深厚土层中冻结井壁破裂灾害防治技术,深厚富水岩层中低渗漏单层井壁技术等。针对2002年以来中国冻结井壁技术的发展,总结了井壁材料的进步;介绍了横截面、纵剖面井壁结构的发展;归纳了对土层的初始水平水土压力、内层井壁承受的水压、冻结压力、富水岩层中孔隙水引起的井壁水力荷载、井壁竖直附加力等的新认识;简述了井壁力学模型,高径向承载力井壁和内层可缩井壁的力学特性,双层复合井壁之内、外壁厚度的设计理论,含水岩层中单层井壁厚度的设计理论和内层可缩井壁的设计理论等的新进展;介绍了大厚度井壁裂漏机理及防裂技术、井壁腐蚀破坏及防治技术、信息化施工技术,以及内层可缩井壁和低渗漏单层井壁的施工工艺。针对我国在1500 m超深土层中以及3000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术将面临的挑战,指出应重点研究:深厚土层中冻结井筒掘进期间浅部外壁破裂新机理,超深土的力学特性,高强、高性能筑壁材料与构件,超高承载力井壁结构及其力学特性,超深冻结井壁设计理论与施工技术等。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 冻结井壁 井壁结构 井壁材料 井壁外载 冻结壁 力学特性 设计理论 施工技术
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地浸采铀高强度玻璃钢套管性能研究 被引量：1
6
作者 李宏星 侯代稳 +3 位作者 原渊 廖文胜 杜志明 邓锦勋 《铀矿冶》 2025年第3期76-81,共6页
地浸采铀工艺套管需兼顾防腐性能和耐压性能。针对致密砂岩型铀矿床复杂的地质条件,对比研究了UPVC、碳钢和玻璃钢三种材质套管的性能。研究表明,UPVC套管防腐性好,但耐压性差;碳钢套管耐压性好,但易腐蚀且成本高;玻璃钢套管防腐性、耐... 地浸采铀工艺套管需兼顾防腐性能和耐压性能。针对致密砂岩型铀矿床复杂的地质条件,对比研究了UPVC、碳钢和玻璃钢三种材质套管的性能。研究表明,UPVC套管防腐性好,但耐压性差;碳钢套管耐压性好,但易腐蚀且成本高;玻璃钢套管防腐性、耐压性和拉伸强度优异。在固井质量方面,玻璃钢套管、碳钢套管、UPVC套管与水泥的胶结强度分别为1.80、2.91、0.32 MPa,玻璃钢套管与水泥的胶结强度表现出明显优势。玻璃钢套管是致密砂岩型铀矿床地浸采铀工艺的最佳选择,能够满足防腐性能和耐压性能的双重要求,可保障钻井质量和使用寿命。 展开更多
关键词 玻璃钢套管 耐压性能 防腐性能 地浸采铀 UPVC套管
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竖井井壁结构设计理论研究现状及发展趋势 被引量：1
7
作者 陈弦 张基伟 +4 位作者 张佳鑫 吴卫东 潘锋 张叔胤 张忍杰 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期32-50,共19页
随着我国深部矿产资源开发需求的不断增加,竖井井壁结构设计理论面临着严峻的挑战。尤其是在千米级深井建设中,传统设计理论的滞后性与复杂的地质条件之间的矛盾日益突出,亟需进行系统的理论研究与技术创新,以满足深部资源开发的实际需... 随着我国深部矿产资源开发需求的不断增加,竖井井壁结构设计理论面临着严峻的挑战。尤其是在千米级深井建设中,传统设计理论的滞后性与复杂的地质条件之间的矛盾日益突出,亟需进行系统的理论研究与技术创新,以满足深部资源开发的实际需求。系统梳理了单层、双层及复合井壁结构的发展历程,深入分析了其在不同地层环境下的力学响应特征。在此基础上,总结了传统井壁结构在深部高地应力、高渗透水压及高温耦合作用下的失效机制,并进一步揭示了井壁—围岩相互作用机理。通过构建多参数耦合的井壁厚度优化计算模型,定量评估了埋深、围岩强度等关键参数对承载力的影响,明确指出了传统设计在千米级深井中安全冗余不足的问题。基于上述研究,提出了多维参数耦合分析模型,将地质受力评估、结构体系优化与井壁设计理论有机结合,为适应深部复杂地质条件提供了新型结构优化方案。同时,通过对比分析了国内外竖井井壁设计规范中载荷结构法的理论体系及其工程适用性,系统探讨了各规范基于厚壁圆筒理论的差异化设计准则。总结了拉麦公式在浅层匀质岩体中具有普适性,但在深部复杂地质条件下存在显著局限;多姆克公式虽然改进了冻结壁厚度计算方法,但是其结果与实际工程需求存在深度悖反现象;包神公式引入流固耦合作用机制,实现了技术突破;锚注结构衬砌支护公式通过预锚注技术实现围岩—支护协同承载,为千米级深竖井设计提供了创新路径和理论框架。研究表明:(1)相较于传统圆形断面,椭圆形竖井在深部建井工程中展现出显著的稳定性优势,其特有的应力重分布特性可有效降低岩爆等动力灾害发生概率。(2)现有井壁稳定性理论体系在千米级以浅竖井工程中已初步验证有效,但在千米级以深竖井应用中尚未系统涵盖高地应力与温度应力的多场耦合效应,在结构参数动态优化、非均匀地质适配及深部多场耦合效应解析精度等方面存在亟待突破的技术瓶颈。(3)现行井壁设计规范提高了竖井井壁的安全性能,可为高水压环境下的支护设计与施工提供指导。(4)通过构建考虑围岩—支护动态响应的预锚注初期支护力学模型,建立了基于三维数值仿真的锚注结构衬砌支护理论体系,为深部复杂地层支护设计提供了理论基础。在上述分析的基础上,剖析了深竖井工程在超2000 m深度面临以下挑战:传统理论难以解析高水压、高地温和复杂应力的耦合效应;二维模型在三维应力场中的精度不足;化学腐蚀导致的材料劣化缺乏完善的评价体系。“十五五”乃至更长一段时间内,竖井井壁结构设计的研究应聚焦于以下方面:研发自适应应力调控与纳米复合增强材料;构建数字孪生平台,实现全生命周期管控;推动低碳化转型,推广3D打印再生混凝土技术;突破深部恶劣环境下的长效服役技术,开发多层梯度复合材料井壁,并优化椭圆形井壁的应力调控机制,提升极端条件下井壁的耐久性和可靠性。上述分析对于破解深部竖井工程中高地应力、高温、高水压多场耦合作用下的井壁失效难题具有参考意义。通过建立多维参数耦合分析模型及新型复合井壁技术体系,为千米级深井井壁结构设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 井壁结构 围岩荷载 水平地压理论 井壁与围岩相互作用 井壁厚度设计规范 椭圆形井壁
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中国立井人工地层冻结技术的发展与展望
8
作者 杨维好 李伟 +8 位作者 王衍森 孟祥军 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4707-4728,共22页
在我国矿产资源和地下空间开发向深部进军的过程中,立井施工面临高土压、高地应力、高水压、高地下水流速和恶劣岩性等严酷条件,亟需突破凿井技术瓶颈制约。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工... 在我国矿产资源和地下空间开发向深部进军的过程中,立井施工面临高土压、高地应力、高水压、高地下水流速和恶劣岩性等严酷条件,亟需突破凿井技术瓶颈制约。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结法凿井技术的状况;概述了2002—2022年在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中中国立井人工地层冻结技术取得的重大突破及其应用情况;总结了中国在冻结法凿井物理模拟试验装备,深埋人工冻土试验装备与方法,深土人工冻土力学,冻结岩石的力学特性,地层冻结制冷技术与装备,超深冻结孔施工技术与装备,多圈管冻结温度场变化规律,深厚土层中冻结壁的变形规律,深厚土层中冻结壁厚度的设计理论,深厚富水岩层中冻结壁厚度的设计理论,冻结管断裂新机理与预防技术,分圈异步冻结工艺,分圈控制冻结工艺,局部冻结工艺,深厚岩层中冻结孔固管封水技术,井筒与毗邻硐室联合冻结技术等方面的新进展。针对我国在1500 m超深土层以及3000 m深厚富水岩层中采用地层冻结技术将面临的挑战,指出应重点在-80℃深冷制冷技术及其配套材料与装备,深埋深冷人工冻土的力学特性,深埋深冷冻结壁的力学特性与设计方法,高精度超深定向冻结孔施工技术与装备,超深井筒冻结壁形成与维护新技术等方面开展攻关研究。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 地层冻结 人工冻土 冻结壁 冻结管 温度场 力学特性
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基于DT-CWT-LMS算法的煤矿井筒光纤监测数据自适应降噪研究
9
作者 李子祥 蔡海兵 +1 位作者 程桦 侯公羽 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期158-168,共11页
为了解决在煤矿立井井筒监测现场应用中布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统信噪比低的问题,提出了一种基于双树复小波变换(DT-CWT)和改进的LMS算法的组合降噪模型,用于对BOTDR分布式光纤监测信号进行降噪处理。首先,设计了基于双树复小波变... 为了解决在煤矿立井井筒监测现场应用中布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统信噪比低的问题,提出了一种基于双树复小波变换(DT-CWT)和改进的LMS算法的组合降噪模型,用于对BOTDR分布式光纤监测信号进行降噪处理。首先,设计了基于双树复小波变换分解原始信号,并使用样本熵作为目标函数自动选择最优小波分解层数的模型,随后,使用LMS算法计算原始信号的自适应降噪阈值,并通过优化双曲余弦函数来改进LMS算法的收敛速度和收敛性。为了验证所提出算法的有效性,进行了BOTDR温度信号降噪实验,最后,依托山东省郭屯煤矿井筒监测项目,使用DT-CWT-LMS算法对光纤监测信号进行了降噪研究。实验结果表明,DT-CWT-LMS算法的降噪效果明显优于传统的小波阈值降噪方法,平均SNR指标提高了32.03%,平均RMSE降低了33.2%;现场研究结果表明,经过降噪后信号的样本熵平均降低幅度为64.75%,与光纤光栅传感器的数据对比相差在5%以内,说明信号中的背景噪声得到了有效的抑制。该研究为BOTDR技术在煤矿立井监测中应用提供了一种有效的信号降噪方法。 展开更多
关键词 井筒监测 信号降噪 分布式光纤技术 小波分析
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基于R/S分析法的井筒偏斜量监测数据分析研究 被引量：1
10
作者 宾雄志 尹磊建 +1 位作者 袁帅 姜淑印 《建井技术》 2025年第1期85-90,58,共7页
针对厚表土层地区煤矿井筒偏斜及安全预警问题,采用光纤光栅倾角仪建立了井筒偏斜量监测系统,获得了井壁偏斜量的变化规律,采用R/S分析法对井壁偏斜量监测数据进行了深入分析。研究表明,光纤光栅倾角仪可用于井筒偏斜量的监测,监测时段... 针对厚表土层地区煤矿井筒偏斜及安全预警问题,采用光纤光栅倾角仪建立了井筒偏斜量监测系统,获得了井壁偏斜量的变化规律,采用R/S分析法对井壁偏斜量监测数据进行了深入分析。研究表明,光纤光栅倾角仪可用于井筒偏斜量的监测,监测时段内井筒最大偏斜量为0.1469 m,在安全范围内。R/S分析表明,监测数据的Hurst指数介于0.6094与0.9964之间,符合正偏随机游动过程,具有较强的正向持续性,未来一段时间内,井筒偏斜的发展过程将持续现有发展趋势。井筒偏斜量发展规律的最小观察时间尺度应不小于15 d。 展开更多
关键词 井壁监测 井筒偏斜 时间序列 重标极差 HURST指数
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考虑井壁结构与围岩相互作用的立井井筒力学分析方法
11
作者 陈斌 莫品强 +2 位作者 李佳诚 王帅 周国庆 《煤炭技术》 2025年第6期35-40,共6页
针对立井井筒在复杂围岩下的受力特性,分析围岩“弹-黏-脆-塑性”变形及卸载状态演化。通过构建井壁结构与围岩协同承载模型,探讨井壁与围岩相互作用及其时间演化规律。考虑围岩性质、井壁厚度、施工工艺等多个因素,提出针对不同围岩特... 针对立井井筒在复杂围岩下的受力特性,分析围岩“弹-黏-脆-塑性”变形及卸载状态演化。通过构建井壁结构与围岩协同承载模型,探讨井壁与围岩相互作用及其时间演化规律。考虑围岩性质、井壁厚度、施工工艺等多个因素,提出针对不同围岩特性的井壁优化策略。增强井壁强度、调整厚度及浇筑间隔,发挥围岩变形的“让压”作用和内层井壁的结构作用,提升井筒安全与经济性。研究成果为复杂围岩下井筒设计施工提供理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 立井井筒 围岩 相互作用 黏性 井壁荷载
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深大冻结井筒钢纤维混凝土壁座设计参数及方法探讨
12
作者 陆俊杰 姚直书 +1 位作者 王佳奇 石昌盛 《建井技术》 2025年第6期29-35,共7页
针对深大冻结井筒钢纤维混凝土壁座设计计算参数选取难等问题,以苏布尔嘎煤矿副井为工程背景,开展了相关研究。通过钢纤维混凝土与基准混凝土的力学性能试验表明,钢纤维混凝土的抗剪强度、劈裂抗拉强度和抗压强度分别提高了22.64%~46.56... 针对深大冻结井筒钢纤维混凝土壁座设计计算参数选取难等问题,以苏布尔嘎煤矿副井为工程背景,开展了相关研究。通过钢纤维混凝土与基准混凝土的力学性能试验表明,钢纤维混凝土的抗剪强度、劈裂抗拉强度和抗压强度分别提高了22.64%~46.56%、32.45%~34.51%和0.70%~1.65%;参考现行混凝土结构设计规范,得到了CF60~CF80钢纤维混凝土的抗剪、抗压、抗拉强度的标准值和设计值。基于现行井壁结构整体承载力设计方法,提出了壁座设计优化方法。通过工程案例对优化方法进行分析,结果表明,该方法不但可行,而且相关参数取值有据可查,使深大冻结井筒钢纤维壁座设计计算更加科学合理。 展开更多
关键词 冻结井筒 钢纤维混凝土 壁座 抗剪强度 设计优化方法
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风积沙地层钻井法凿井锁口盘结构变形规律研究
13
作者 盛宇鑫 程桦 +1 位作者 郭龙辉 王晓云 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第5期70-74,共5页
为揭示钻井法凿井立井钻机基础结构的变形规律,以西部某煤矿北风井钻井项目为研究背景,采用数值模拟方法,建立了三维钻机基础结构数值模型,研究了不同旋喷桩的长度、直径、弹性模量和扩大井壁强度等因素对钻机基础结构变形的影响规律,... 为揭示钻井法凿井立井钻机基础结构的变形规律,以西部某煤矿北风井钻井项目为研究背景,采用数值模拟方法,建立了三维钻机基础结构数值模型,研究了不同旋喷桩的长度、直径、弹性模量和扩大井壁强度等因素对钻机基础结构变形的影响规律,并通过现场实测结果验证了数值模拟的正确性。研究结果表明:(1)该工程开挖至20m时,旋喷桩最大径向位移发生在距井口6.5m深的垂直位置,其径向位移随开挖深度呈“先增大,后降低”趋势,地表沉降量随距井口距离呈“先增大,后降低”趋势;(2)旋喷桩设计参数会对钻机基础结构稳定性有影响,旋喷桩径向位移均随着参数的增大呈线性负相关;(3)旋喷桩桩长宜超过风积砂层厚度并预留一定的嵌岩深度、桩径宜不小于1.6m、弹模宜适当增大。研究结果可为西部矿区钻井法凿井工程的钻机基础结构设计提供理论支持。 展开更多
关键词 钻井法凿井 钻机基础结构 锁口结构 旋喷桩
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某铁矿超大型主井井塔结构设计
14
作者 黄斯拜 耿璐 +1 位作者 辛占德 崔小雄 《中国矿山工程》 2025年第1期44-49,62,共7页
以某特大型铁矿主井井塔为例,对井塔结构设计过程进行探讨。阐述了超大型井塔平面和竖向布置过程,介绍了井塔的荷载取值与工况组合,给出了该井塔抗震不利情况的优化措施,利用YJK进行了小震弹性分析,采用MIDAS Building进行了验证,并以... 以某特大型铁矿主井井塔为例,对井塔结构设计过程进行探讨。阐述了超大型井塔平面和竖向布置过程,介绍了井塔的荷载取值与工况组合,给出了该井塔抗震不利情况的优化措施,利用YJK进行了小震弹性分析,采用MIDAS Building进行了验证,并以弹性时程分析作为补充计算。为后续超大型井塔的设计提供参考和帮助。 展开更多
关键词 超大型井塔 结构设计 小震弹性分析 小震弹性时程分析
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基于深度信念网络的TBM施工弱胶结地层斜井顶板冒落预测 被引量：1
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作者 姚恒 程桦 +4 位作者 黎明镜 孙学军 姚直书 张家乐 杨明 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期76-87,共12页
针对TBM施工煤矿斜井过弱胶结地层顶板冒落风险预测问题,以陕西榆林可可盖煤矿斜井TBM掘进过弱胶结地层为研究背景,采用深度信念网络(DBN)的时间序列预测(TSF)算法,对弱胶结地层斜井TBM施工参数数据库及冒落事件进行分析,提出了该类地... 针对TBM施工煤矿斜井过弱胶结地层顶板冒落风险预测问题,以陕西榆林可可盖煤矿斜井TBM掘进过弱胶结地层为研究背景,采用深度信念网络(DBN)的时间序列预测(TSF)算法,对弱胶结地层斜井TBM施工参数数据库及冒落事件进行分析,提出了该类地层条件TBM掘进顶板冒落评价指标,用于顶板冒落风险预测。研究结果表明,采用TBM法施工斜井过西部地区白垩系弱胶结软岩地层,可采用4个指标进行顶板冒落预警,即VAF<0.80,MRE>0.10,R_(1)<0.85和R^(2)<0.60;对主斜井弱胶结地层不同位置的12段顶板冒落风险进行预测,成功预测10处,正确率达83.3%,验证了冒落风险预测算法的可靠性。 展开更多
关键词 弱胶结地层 TBM掘进 深度信念网络 时间序列模型 冒落预测
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基于树脂锚杆设计锚固力的立井井壁厚度验算
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作者 李焕金 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期1-5,共5页
文章从单根树脂锚杆锚固力计算公式出发,探求树脂锚杆锚固力、锚固长度与煤矿立井井壁厚度之间的关系,推导出了基于树脂锚杆设计锚固力的立井井壁厚度验算公式。并结合案例对一般情况下使用树脂锚杆固定井筒装备时的立井井壁厚度及相关... 文章从单根树脂锚杆锚固力计算公式出发,探求树脂锚杆锚固力、锚固长度与煤矿立井井壁厚度之间的关系,推导出了基于树脂锚杆设计锚固力的立井井壁厚度验算公式。并结合案例对一般情况下使用树脂锚杆固定井筒装备时的立井井壁厚度及相关规范条文进行了探讨。 展开更多
关键词 井壁厚度 单层井壁 双层井壁 树脂锚杆 设计锚固力 锚固长度
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亚洲超深矿井掘进突破1800 m
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《黄金科学技术》 北大核心 2025年第1期126-126,共1页
据2月20日报道,中国中煤承建施工的亚洲超深立井——山东三山岛金矿副井掘进突破1800 m,连续8个月刷新亚洲最深纪录。该项目位于山东省烟台地区,处于金矿富集区莱州湾畔,是全球首座开采海底金属资源的矿山,也是当今罕见的特大型金矿。... 据2月20日报道,中国中煤承建施工的亚洲超深立井——山东三山岛金矿副井掘进突破1800 m,连续8个月刷新亚洲最深纪录。该项目位于山东省烟台地区,处于金矿富集区莱州湾畔,是全球首座开采海底金属资源的矿山,也是当今罕见的特大型金矿。矿井净直径为10.5 m,设计深度为1915 m,矿井水患和岩爆等灾害风险突出,施工技术复杂、难度高。 展开更多
关键词 设计深度 特大型金矿 山东省烟台 灾害风险 莱州湾 三山岛金矿
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大型地下水封石洞油库主洞室中下层钻爆开挖施工方案优化
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作者 由淑明 《人民黄河》 北大核心 2025年第S1期156-157,159,共3页
为深入了解大型地下水封石洞油库主洞室大断面洞室中下层钻爆开挖采取水平抬炮钻爆法、中部抽槽两侧预留保护层钻爆法和台阶预裂钻爆法施工的具体差异和针对性,比较分析了大断面洞室中下层开挖施工成本、安全、质量、工效等,结果表明:这... 为深入了解大型地下水封石洞油库主洞室大断面洞室中下层钻爆开挖采取水平抬炮钻爆法、中部抽槽两侧预留保护层钻爆法和台阶预裂钻爆法施工的具体差异和针对性,比较分析了大断面洞室中下层开挖施工成本、安全、质量、工效等,结果表明:这3种方式具有施工效率高、进度快、安全风险小、环境污染小等优点,鉴于不同地质条件和断面形式应采取不同的钻爆开挖方式,针对岩石条件较好的部位应优先采用台阶预裂钻爆法施工,针对岩石条件较差的部位应采取中部抽槽两侧预留保护层钻爆和水平抬炮钻爆施工,有利于保证施工现场施工进度、质量和安全。 展开更多
关键词 地下洞室群 水平抬炮钻爆法 中部抽槽两侧预留保护层钻爆法 台阶预裂钻爆法 方案优化
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煤矿斜井井筒过流砂层施工技术研究及应用 被引量：31
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作者 孟庆彬 韩立军 +4 位作者 石荣剑 柳志军 路拓 李向阳 石高鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期900-910,共11页
流砂层是矿井建设常遇见的不良地层,在含水或动力扰动下具有自流动性,施工不当会引起流砂向临空面流动充填开挖空间将井筒淹没或造成地表大面积塌陷。采用工程地质钻探与地面直流电法勘探技术,确定了流砂层的厚度与含水特征;根据斜井井... 流砂层是矿井建设常遇见的不良地层,在含水或动力扰动下具有自流动性,施工不当会引起流砂向临空面流动充填开挖空间将井筒淹没或造成地表大面积塌陷。采用工程地质钻探与地面直流电法勘探技术,确定了流砂层的厚度与含水特征;根据斜井井筒穿越流砂层的垂深,将斜井井筒过流砂层技术方案进行分类研究,提出了斜井井筒过不同厚度流砂层的合理掘进技术;基于理论分析与数值计算,确定了斜井井筒支护结构承受的荷载,提出了斜井井筒过流砂层合理的井壁结构;为评价支护效果,对斜井井筒围岩变形、型钢支架受力、二衬接触应力、衬砌钢筋受力及渗水压力等进行了实时监测,监测结果表明:斜井井筒过流砂层的施工技术方案分类合理,保证了斜井井筒的掘进进度与施工安全;井壁结构安全可靠,保证了斜井井筒围岩与支护结构的稳定。 展开更多
关键词 斜井井筒 流砂层 施工技术 井壁结构 监控量测
原文传递
立井井筒表土层注浆加固过程的控制方法及应用 被引量：24
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作者 刘志强 周国庆 +2 位作者 赵光思 梁恒昌 周金生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期472-475,共4页
在分析表土层注浆加固治理井壁破裂原理的基础上,阐述了注浆加固过程控制的必要性,提出了根据实测井壁附加应变的变化规律来控制注浆加固过程的方法.依据具体的工程条件,研究了注浆加固过程控制的监测系统、控制内容和实施方法.研究和... 在分析表土层注浆加固治理井壁破裂原理的基础上,阐述了注浆加固过程控制的必要性,提出了根据实测井壁附加应变的变化规律来控制注浆加固过程的方法.依据具体的工程条件,研究了注浆加固过程控制的监测系统、控制内容和实施方法.研究和实施的结果表明,注浆加固过程的有效控制,可使井壁的既有应变得到明显的缓释,可改善井壁的受力状态,保证注浆期间井壁的安全,确保矿井的安全生产. 展开更多
关键词 表土层注浆 加固过程 控制方法 附加应变 井壁破裂
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