煤矿超深立井井壁设计关键技术研究与应用
冯冠学1
周晓敏2
陈金明1
付腾飞1
1.中煤天津设计工程有限责任公司,天津 3001202.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083
摘要：随着我国中东部地区浅部优质煤炭资源日趋枯竭,煤炭资源开发向深部转移已成为保障国家能源安全的战略选择.超深立井(深度超过千米)作为开拓深部资源的关键通道,其井壁结构面临高地压、高水压、高地温以及复杂地层(易胀缩土层、易失稳岩土层、难注浆地层、难冻结地层)的严峻挑战.传统井壁设计理论,如基于拉麦公式的《煤矿立井井筒及硐室设计规范》(GB 50384-2016),在超深条件下存在将井壁与围岩割裂、荷载取值困难、水压折减系数范围宽泛、大深度冻结压力无据可依等问题,导致计算井壁厚度过大(常超过 2.0m),甚至无法施工.为解决这一制约行业发展的关键技术难题,系统研究并提出了"井壁与围岩共同承载"新理论,建立了相应的力学模型与井壁厚度计算表达式.在磁西一号矿井副立井(亚洲第一深井,1 341.6 m)设计中,主要应用"井壁与围岩共同承载"新理论,将千米以深井壁厚度从传统计算的 2.2m优化至 0.8～0.9 m.在西部地区葫芦素矿井(主井ϕ9.6m,副井ϕ10.0 m)设计施工中,实现了井壁厚度减薄,主、副井节约投资 1.1 亿元.工程实践验证了新理论的正确性与先进性,为煤矿深部井筒建设提供了全新的技术路径,推动了行业技术进步.
关键词：深部煤炭资源开发超深立井井壁设计理论协同承载理论井壁厚度优化
分类号：TD262(矿山设计与建设)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-01-31（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 1-6,31 )
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