深厚第四系流砂層豎井井筒穩(wěn)定性研究.pdf

1、豎井工程遇到深厚第四系流砂層時(shí)容易出現(xiàn)井筒破裂等地質(zhì)災(zāi)害，這種災(zāi)害輕者造成井壁變形、滲水，重者造成卡罐、涌水涌沙，甚至停產(chǎn)。因此研究深厚第四系流砂層下豎井的穩(wěn)定性具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文以甘肅省窯泉錳鐵鉛鋅礦探礦豎井為研究對(duì)象，采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，開展井壁破裂機(jī)理、探礦豎井支護(hù)方案優(yōu)選以及井壁安全穩(wěn)定性研究，主要工作如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)豎井井壁進(jìn)行彈塑性受力分析，推導(dǎo)出井壁圍巖與支護(hù)相互作用下井壁彈塑

2、性極限承載力公式。對(duì)豎井井壁破裂特征進(jìn)行分析，得出井壁破裂的外部顯現(xiàn)規(guī)律及內(nèi)部破裂面發(fā)展規(guī)律。對(duì)礦方提供的礦區(qū)巖層土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行工程處理，得到探礦豎井井筒所處地層的相關(guān)巖體力學(xué)參數(shù)。
　　(2)利用Flac3D軟件對(duì)窯泉礦3號(hào)探礦豎井開挖活動(dòng)進(jìn)行模擬，與工程實(shí)際中3號(hào)探礦豎井冒落垮塌事故發(fā)生位置及現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，分析在深厚第四系流砂層下井筒的變形破壞機(jī)理。
　　(3)對(duì)探礦豎井加固利用進(jìn)行了可行性分析。利用Flac3D軟件對(duì)

3、1號(hào)探礦豎井各支護(hù)方案進(jìn)行模擬，結(jié)合理論計(jì)算優(yōu)選出合理的加固利用方案。采用層次分析法建立了探礦豎井井壁安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過(guò)計(jì)算各影響因素的權(quán)重大小排序，得出幾個(gè)對(duì)井壁安全穩(wěn)定重要性較大的影響因素并結(jié)合模糊綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算得出各支護(hù)方案的優(yōu)劣度。
　　(4)引入突變理論對(duì)井壁穩(wěn)定性進(jìn)行探討。通過(guò)建立了井筒徑向破壞圓環(huán)尖點(diǎn)突變模型，對(duì)流沙層井壁所能承受的臨界壓力進(jìn)行理論計(jì)算，得出井壁的臨界壓力公式。并代入工程實(shí)例驗(yàn)算了優(yōu)選方案的