蒙陕矿区内钢板-钢筋混凝土钻井井壁非均匀受力特性研究
荆国业
尹俊
韩博
煤炭科学研究总院,北京 100013;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013;北京中煤矿山工程有限公司,北京 100013
摘要：以蒙陕矿区某煤矿风井为工程背景,利用双向不等压模型推导出水平地应力下井壁的受力形式,并得出了非均匀系数k 的计算公式,确定了蒙陕矿区地层的不均匀系数范围为 0.06～0.20,研判了钻井井壁全深受力关键横断面的受力破坏特征.根据有限元软件 AN-SYS模拟非均匀荷载条件下的井壁受力规律,井壁混凝土外缘环向应力为控制应力,井壁应力呈现非均匀分布,90°位置的不均匀程度大于 0°位置,外荷载较小的 90°位置受拉,而外荷载较大的 0°位置受压.通过对井壁压力试验台对内钢板-钢筋混凝土进行非均匀加载试验分析,非均匀荷载对钻井井壁受力影响极为明显,在k=0.15 时模型的峰值应力仅为均匀荷载条件下的23.1%～33.3%;在k=0.20 时模型的峰值应力为均匀荷载条件下的 20%左右,且破坏形式为混凝土先受拉破坏,随后钢筋和钢板屈服.研究结果表明,内钢板-钢筋混凝土钻井井壁对非均匀荷载较为敏感,在蒙陕矿区使用钻井法应该考虑非均匀系数的影响,且需要在井壁设计阶段重点关注井壁外荷载较小位置的受力.
关键词：内钢板-钢筋混凝土钻井井壁蒙陕矿区非均匀荷载受力特性模型试验
分类号：TD262(矿山设计与建设)
资助基金：工信部高质量发展专项项目(2023ZY02004)天地科技股份有限公司创新创业资金重点资助项目(2021-2-TD-ZD006)
论文发表日期：2024-10-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 73-82 )
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