斜井穿越飽和砂層旋噴圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計及穩(wěn)定性研究.pdf

1、煤炭資源在過去幾十年以及可預(yù)見的短期內(nèi)一直是我國國民經(jīng)濟與社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。井工煤礦能否建成，首先取決于鑿井技術(shù)，而斜井穿越飽和砂層建井技術(shù)一直是國內(nèi)外的技術(shù)難題。旋噴注漿工藝因注漿效果可控、可靠且對井筒具有永久保護作用，因而，研究旋噴注漿形成圍護結(jié)構(gòu)掩護斜井穿越飽和砂層具有重要的理論指導(dǎo)意義和重大的實踐推廣意義。
　　本文通過現(xiàn)場試驗、室內(nèi)試驗、理論分析以及數(shù)值模擬的方法研究了斜井穿越飽和砂層旋噴圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，初步形成

2、了一套旋噴圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法及穩(wěn)定性的判定標準，主要結(jié)論有:
　　(1)通過室內(nèi)試驗，獲得了陜北飽和砂土和旋噴固結(jié)體的物理、力學(xué)性質(zhì)指標:砂土的含水率ω、容重γs、土粒比重Gs以及鄧肯-張模型參數(shù);旋噴固結(jié)體的容重γs、單軸抗壓強度σc、粘聚力c、內(nèi)摩擦角ψ、彈性模量Eav、泊松比μav。
　　(2)通過理論分析，根據(jù)臨界埋深將斜井分為淺埋段和深埋段兩種情況進行研究。其中，淺埋段采用巖柱法計算圍巖壓力，深埋段經(jīng)過分析比選，參

3、考各種理論的作用機理、特點和適用范圍后，最終確定使用《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》計算圍巖壓力。
　　(3)通過理論分析，建立了旋噴圍護結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，并給出淺埋段及深埋段旋噴圍護結(jié)構(gòu)頂板、底板以及兩幫厚度的計算公式。其中，旋噴圍護結(jié)構(gòu)的受力形式按簡支梁承受最大剪力的模型計算，兩幫所受的力按最不利情況進行考慮。
　　(4)根據(jù)實驗結(jié)果，計算出淺埋段與深埋段厚度的設(shè)計值及變化規(guī)律。淺埋段厚度隨埋深呈線性增長趨勢，深埋段厚度不隨埋深變化。