采空塌陷区立井井壁结构的研究与设计.pdf

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1、Vo1．18。No．7第18卷第7期中国矿业2009年7月CHINAMININGMAGAZINEJuly2009采空塌陷区立井井壁结构的研究与设计蔡海兵，姚直书，荣传新(1．安徽理工大学，安徽淮南232001；2．中南大学，湖南长沙410075)摘要：针对在采空塌陷区修建立井井壁的技术难题，以淮南新庄孜矿技改新增副井、回风井为例，对两井筒过采空塌陷区的关键层位井壁结构，采用柔性、让压、可缩性钢纤维混凝土复合井壁通过试验，获取了钢纤维混凝土和沥青滑动层的最优配合比，并对竖向可缩性接头的结构形式和参数进行了设计。关键词：采空塌陷

2、区；钢纤维混凝土井壁；沥青滑动层；竖向可缩性接头中圈分类号：TD352文献标识码：B文章编号：1004-4051(2009)O7—0O99一O3ResearchanddesignofshaftliningstructureinminingsubsidenceareaCAIHai-bing，YAOZhi—shu，RONGChuan-xin(1_AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232001，China；2．CentralSouthUniversity，Changsha41

3、0075，China)Abstract：Aimingatthetechnicalproblemsofshaftliningconstructioninminingsubsidencearea，asanexampletOnewauxiliaryshaftandreturnairshaftinXinzhungmine，aflexble，pressure_unloading，corn—pressiblesteelfiberconcretecompositeshaftliningisappliedtOpivotalhorizonin

4、thetwoshaftwallsinminingsubsidencearea．Theoptimalmixtureproportionsofsteelfiberconcreteandasphaltslidinglayerareproposedbytest．Structuralformandparameterofverticalcompressibletie-inarealsodesigned．Keywords：miningsubsidencearea；steelfiberconcreteshaftlining；asphalts

5、lidinglayer；verticalcompressibletie-in在一些老矿区内，随着开采深度的增大、开采上产生的变形比井壁大，从而将覆岩的重量转加给面积的加大，开采条件愈来愈困难。一些矿井为了井壁，形成压应力集中现象，当集中应力超过井壁改善通风、提升，或提高矿井的生产能力，需要对结构强度时，则必然导致发生井筒破坏l_1]。要在塌矿井进行相应的改造，增设不同用途的立井井筒。陷区内成功地开凿立井，并保证其服务期间的稳定但往往由于地面工业场地内，没有可以增设井筒的性，面临着诸多难题。位置，或由于改造后生产系统的需要，或

6、为了减少国外为了解决采动和地表下沉对井壁的破坏作煤柱的留设，需要将增设的井筒建在采空塌陷区用，德国代尔曼·哈尼公司在鲁尔矿区的胜利号井内。采空区立井井壁在煤柱采动前，其轴向应力分首次采用了柔性滑动井壁(简称AV井壁)，并经布主要由自重引起，煤柱开采过程中，井壁将会承受了几十年的采动考验。2O世纪8O年代，我国开受水平附加应力场作用，在井壁刚度小于围岩刚度滦东欢坨副井也设计了这种井壁[2]。8O年代以来，时，一般情况下，井壁不会出现压应力集中现象。波兰采用一种双层滑动井壁，井壁结构形式为内、而当井筒围岩中含有软弱岩层(煤线或断

7、裂破碎外壁混凝土结构，中间夹有一层沥青材料滑动层，带)时，其刚度比井壁小，此时，围岩在垂直方向并成功地应用于布埃斯矿安德哲提6井等矿井。安徽省的淮南矿区于1976年，在谢一矿塌陷区内，收稿日期：2009—03—23采用相同的井壁结构形式，成功开凿了中央回风基金项目：安徽省教育厅自然科学基金重点项目(KJ20O8A039)井[3“]。但近年来，在我国黄淮地区相继发生了多资助作者简介；蔡海兵(198O一)，男，安徽安庆人，讲师，汉族，讲起煤矿立井井壁破裂事故，在塌陷区所新建的井筒师，博士生。(如谢一矿的辅助立井，谢二矿的南风井等

8、)都不1OO中国矿业第18卷同程度的发生变形和损坏]。因此，立井井筒位于针对以上原则，副井井壁累深8O～160m的井塌陷活动区时，井壁结构要适应围岩的水平位移、壁结构，采用柔性、让压、可缩性复合井壁结构。地层的竖向沉降，要满足地压、防水的要求，且要外层井壁在岩石破碎的地方，挂20槽钢井圈，