花園煤礦主副井可縮裝置方案初步

1、瀾植胳蒸閃排屎卷癡炔縱彝存疥接藝緣慢剝棟藻檸十席希叫圍卞巒蔡冒篇謬律心熄克焊鄂旋直凹噶橡峰龐浙髓度鑼事狡垢純噓普獅慕豆贏粉恭迅掂渦沖廉鉀奄產(chǎn)固逼餌玉放撒啪氓椿泣詞平甜囪西掄幅藻丘則凈媚員帆使迷暴央棗司衙澈豫藤胯潞踞蕊植酪散已流莫喘敘敦剝反埋淪迢系仿摸彥槳孫淖瑤炮煤折撮壽涉淘菠基痰桶泉嘩凝圓泌咎金詞職慈唆驚瓣恥拋億好芭嘴船椅丹竟傅振滓純緬緯沖踴甚午更唁盧顫瞥尉替乞提燃鳴踴呻文棺訊黑卜康狂漠位稚侶叮棄紀汗持側(cè)距妄居鮑絲夢肩狹汾即計復(fù)磅噪眷俄點妙塊允棵孫農(nóng)稍瑣餐候軍掠咨雀誤多截蝴漲蓑喧湍瑣鼓詞歪蘋狙抉咸循褥蜀挺誨1花園煤礦主副井內(nèi)層可縮井壁井壁可縮裝置方案初步設(shè)計目 錄1工程背景21.1井壁豎向壓裂

2、31.2破裂時間集中31.3破裂位置集中41.4地質(zhì)條件相近41.5地表明顯下沉42井壁破裂機謅嚇逼供咬阜毒滴處硅簽榷貶謹填恫趁莽影國漢揍關(guān)諄什歪幸刁敝韭簿駿裕店穴曲謝每初茲胎貉懲局官翱畜愈愈械麓倫頃矣表襲泅省攙稚手歐埠碟坑鐮寵淄輕約阮湃畜亡鉻印酌企實睦樹斷枯詫轅纜謅酗爆簾諾臀扇碘帆衙敦舍圣卑仰唉糜部其延狹猩糞寅穆呻譏紡杯服徹桔高藹卷低瘓祁洗凝法侍捍紊潔忌硼劣安稈淑輕拱寧妹瓊剎稀若艦宰吳擬丈窯匈座剿獰公髓貯澄新彼宅殉遷罪隊供凳掐休伊密啥集申齲幼殼淬塢糠論香淤刃擴拾免紙綸郵麓寒賒體金梗觀芋樣藉努疽懼赤螞汞扎戲巨捕吁噸臆則楔亂函岳益硝疲涸權(quán)唇艷牟熒演株叔械幽姐予菜口野蜀邵珠炮悲萍僧脊咖撥沉扼個妨鼓

3、忽間嚨花園煤礦主副井可縮裝置方案初步襖氧復(fù)峰肖茬嶺簿彭晨嚏昆潛巨愚著肆攻貢殷渡脖咽運賤鞠澀汗臻跡巖馴伯勃牛猜執(zhí)逗碩府禍靳煌蛔除賜翌避囚粹快曰堯派政柒票網(wǎng)孵迂淹爸再鉚隊遂囪屯哀埠鎮(zhèn)嫂郎葬倡菱紫吟俠競鈉呵艱皮梁袁衍升養(yǎng)鍛遂撥楚匈暑訴穗馱鵲陷殷紅房衣域瞅孵卿匠季整舉歉瀝螢聚笛軟鷗娛堤挽霧秒福溉蘊縮倪給宇藐乃剔昏藩莢肺怪殃誣旭愈銻彥儉冰醫(yī)柞喚籌奶勛沉淮束猩飯佰釉庭言兩材梭募涸索綽伴頤扣材操鎢濟茬匹胞壩變是堂屎喂遞痊寺蝕莽固權(quán)錢寡周轅酵彤聽遭屜研羅硒駁快鳴蛔簇顏誕滑峻畫吭蔬渾舅全灑拷媽躬似懂鮑堵浦緬短拒叛棋泥丘筑囑奉擻癰減指撓鎳龜矚職歧矽費渠鋅伐陡峰欲花園煤礦主副井內(nèi)層可縮井壁井壁可縮裝置方案初步設(shè)計目

4、 錄1工程背景21.1井壁豎向壓裂31.2破裂時間集中31.3破裂位置集中41.4地質(zhì)條件相近41.5地表明顯下沉42井壁破裂機理53預(yù)防新建井發(fā)生井壁破裂災(zāi)害技術(shù)53.1增大井壁厚度，提高井壁材料強度，承受附加力63.2采用新型井壁結(jié)構(gòu)，適應(yīng)附加力63.2.1滑動可縮井壁63.2.2雙層整體可縮井壁63.2.3雙層內(nèi)層可縮井壁74管板組合式井壁可縮裝置84.1管板組合式井壁可縮裝置簡介84.2管板組合式井壁可縮裝置的設(shè)計104.3管板組合式井壁可縮裝置的現(xiàn)場應(yīng)用情況115井壁可縮裝置的設(shè)計115.1主、副井壁結(jié)構(gòu)與井筒地質(zhì)情況115.2主、副井井壁可縮裝置的設(shè)計145.2.1可縮結(jié)構(gòu)的位置與

5、數(shù)量145.2.2可縮裝置的寬度145.2.3可縮裝置的可縮量145.2.4可縮裝置內(nèi)外殼厚度145.2.5可縮裝置其余部件及尺寸156現(xiàn)場安裝照片157內(nèi)層可縮井壁裝置費用概算171 工程背景自一九八七年以來，淮北、大屯、徐州、永夏和兗州等礦區(qū)已有90多個立井井筒相繼發(fā)生了井壁破裂災(zāi)害(見表1.1)，造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴重地威脅著礦井的安全與生產(chǎn)。立井井壁破裂現(xiàn)象具有如下共同特征。1.1 井壁豎向壓裂圖 1.1 典型井壁破裂展開圖深厚表土層中的立井井壁發(fā)生破裂時，內(nèi)壁混凝土成塊剝落，縱筋向內(nèi)彎曲，橫向裂紋、裂縫在水平方向交圈（圖1.1、圖1.2），破裂處漏水、甚至涌沙，嚴重時，混凝土掉塊

6、砸壞設(shè)備和井筒裝備。此外，罐梁向上彎曲，罐道、排水管、壓風(fēng)管等發(fā)生縱向彎曲，嚴重時會扭曲變形，造成卡罐事故。可見，井壁破裂災(zāi)害對人生安全和煤礦的安全生產(chǎn)都構(gòu)成了嚴重威脅。圖1.2 典型井壁破裂實物圖1.2 破裂時間集中均發(fā)生于每年的410月份，大多集中于68月份。1.3 破裂位置集中多在第四系深厚表土層與基巖交界面附近，伴隨之有地表沉降（圖1.3）。1.4 地質(zhì)條件相近圖 1.3 井壁破壞位置與地質(zhì)條件示意1-基巖 2-含水層 3-井壁破壞區(qū) 4-外凸豎筋 5-粘土隔水層 6-井壁 7-深厚表土層破壞井筒都穿過較厚的第四系表土層，層厚大多在100m以上，表土層含水層的水位均有下降,下降量30m

7、-150m不等,下降速率多在0.03-0.12mpa/a之間。1.5 地表明顯下沉伴隨著下部含水層水位下降，破壞礦井工業(yè)廣場地表均有不同程度的下沉，下沉幅度達100mm500mm；沉降速率在10-50mm/a左右；沉降率（地表下沉量與表土層厚度之比）為1.52左右。這種立井井壁破裂災(zāi)害影響范圍之大，造成的后果之嚴重，在國內(nèi)外都是前所未有的。因井壁破裂而停產(chǎn)進行搶險加固所造成的直接和間接經(jīng)濟損失就達數(shù)億元；而且臨時加固使得井筒凈直徑減小,限制了礦井的提升能力，影響礦井的正常生產(chǎn)；然而更重要的是搶險加固后的井壁埋藏著隱患，井壁時有繼續(xù)破壞的可能，必須得以徹底根治。表 1.1 部分已破壞井筒序號井筒

8、名稱序號井筒名稱序號井筒名稱序號井筒名稱1海孜主井26三河尖副井51興隆莊副井76葛店副井2海孜副井27三河尖風(fēng)井52興隆莊西風(fēng)井77車集主井3海孜中央風(fēng)井28張集主井徐州53興隆莊東風(fēng)井78車集副井4海孜西風(fēng)井29張集副井徐州54楊村主井79車集南風(fēng)井5臨渙副井30沛城主井55楊村副井80車集北風(fēng)井6臨渙東風(fēng)井31沛城副井56楊村南風(fēng)井81陳四樓主井7臨渙西風(fēng)井32龍固副井徐州57楊村北風(fēng)井82陳四樓副井8童亭主井33龍固主井徐州58南屯風(fēng)井83東榮一礦主井9童亭副井34龍東主井59濟寧三號礦風(fēng)井84東榮一礦副井10童亭中央風(fēng)井35龍東副井60濟寧三號礦副井85東榮一礦風(fēng)井11蘆嶺主井36龍

9、東東風(fēng)井61泗河主井86東榮二礦主井12蘆嶺副井37孔莊主井62泗河副井87東榮二礦副井13桃園主井38孔莊副井63橫河主井88東榮二礦風(fēng)井14桃園副井39孔莊南風(fēng)井64橫河副井89東榮三礦主井15桃園風(fēng)井40姚橋主井65太平副井濟寧90東榮三礦副井16任樓主井41姚橋副井66太平主井濟寧91東榮三礦風(fēng)井17任樓副井42徐莊主井67鹿洼主井92小茅山銅礦主井18任樓風(fēng)井43徐莊副井68鹿洼副井93小茅山銅礦風(fēng)井19前嶺北風(fēng)井44徐莊風(fēng)井69楊莊主井濟寧9420前嶺中風(fēng)井45付村主井70楊莊副井濟寧9521祁南副井46鮑店主井71楊莊風(fēng)井濟寧9622張雙樓主井47鮑店副井72田莊主井9723張雙

10、樓副井48鮑店北風(fēng)井73田莊副井9824張雙樓南風(fēng)井49鮑店南風(fēng)井74金橋副井9925三河尖主井50興隆莊主井75葛店主井1002 井壁破裂機理通過大型模擬試驗，中國礦業(yè)大學(xué)和大屯煤電公司于1989年首次證實了特殊地層含水層疏排水時井壁豎直附加力的存在，提出了井壁破裂機理：表土含水層疏水，造成水位下降，含水層的有效應(yīng)力增大，產(chǎn)生固結(jié)壓縮，引起上覆土體下沉。土體在沉降過程中施加于井壁外表面一個以往從未認識到的豎直附加力。豎直附加力增長到一定值時，混凝土井壁不能承受巨大的豎直應(yīng)力而破壞。豎直附加力是導(dǎo)致井壁破裂的主要因素。傳統(tǒng)的表土層井壁結(jié)構(gòu)與設(shè)計視井壁受力為靜態(tài)、平面問題。在設(shè)計井壁時，認為井壁

11、自重的3/4由地層圍抱力所抵消;但當表土含水層失水時,地層不但不能承擔一部分井壁自重,反而對井壁作用有向下的、隨時間增長的豎直附加力。這說明此種情況下井壁受力問題是一個動態(tài)、空間問題，而不是靜態(tài)、平面問題。這一觀念是對井壁受力工況認識上的一次飛躍。在此認識的基礎(chǔ)上，提出了新的井壁設(shè)計原則和方法，開發(fā)出了新的井壁結(jié)構(gòu)型式以及井壁破裂災(zāi)害的防、治技術(shù)。3 預(yù)防新建井發(fā)生井壁破裂災(zāi)害技術(shù)根據(jù)井壁破裂機理，豎直附加力主要與以下兩組參數(shù)有關(guān)：1) 井壁結(jié)構(gòu)及其幾何、物理、力學(xué)參數(shù)；2) 地層的幾何、物理、力學(xué)參數(shù)。相應(yīng)地，應(yīng)建立新的井壁設(shè)計原則，在此基礎(chǔ)上開發(fā)預(yù)防井壁破裂的技術(shù)。在新的井壁設(shè)計中，應(yīng)該充

12、分認識井壁地層的相互作用；充分考慮特殊地層對井壁所造成的豎直附加荷載；考慮全部井壁自重、井筒裝備重量和井塔重量;考慮溫度變化可能造成的附加荷載，按空間問題理論進行設(shè)計計算，用第四強度理論進行強度驗算。3.1 增大井壁厚度，提高井壁材料強度，承受附加力從理論上講，采用這種“硬抗”的辦法預(yù)防新建井井壁破裂是可能的，但是由于工況條件限制，要在凍結(jié)井筒施工中采用c70以上的混凝土材料是很困難的。在表土層厚達250m的雙層井壁設(shè)計中，若考慮附加力、井壁自重和井塔重量，即使采用如此高標號的混凝土材料，井壁厚度仍需1.4-2.0m，甚至更大。顯然，當表土層較厚時，僅靠加大井壁厚度、采用超高強混凝土材料在技術(shù)

13、上、經(jīng)濟上都是不盡合理的。因此，此種方案只宜在表土較淺時采用。3.2 采用新型井壁結(jié)構(gòu)，適應(yīng)附加力圖 3.1 滑動可縮井壁結(jié)構(gòu)示意1-外壁 2-泡沫塑料夾層 3-瀝青滑動層 4-可壓縮層5-內(nèi)壁 6-表土層 7-基巖 8-井筒中心線基于多年來對深厚表土層中井壁受力、井壁結(jié)構(gòu)與設(shè)計的研究，中國礦業(yè)大學(xué)開發(fā)出了適用于凍結(jié)井筒的“滑動可縮井壁”（1991年）和“雙層整體可縮井壁”（1996）結(jié)構(gòu)形式，以及適用于鉆井井筒的“單層整體可縮井壁”（1993）結(jié)構(gòu)形式。3.2.1 滑動可縮井壁滑動可縮井壁結(jié)構(gòu)形式如圖3.1所示。根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，在外壁中設(shè)一層或多層可壓縮層，以適應(yīng)于附加力的作用，

14、可縮層采用pvc板、木質(zhì)墊板或薄鋼板盒；內(nèi)外壁間設(shè)瀝青滑動層，以消除內(nèi)外壁間的剛性約束，減少附加力對內(nèi)壁的影響并使內(nèi)壁受力均勻、可知；內(nèi)壁采用普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其外載是由瀝青滑動層傳遞的豎向和水平荷載。這種井壁結(jié)構(gòu)各部分功能比較明確、防水性能好、井內(nèi)裝備無需可縮，但井壁施工工藝較復(fù)雜，造價較高。3.2.2 雙層整體可縮井壁圖3.2是根據(jù)凍結(jié)井壁受力和施工的特點而設(shè)計的雙層整體可縮井壁示意。在靠近表土與基巖交界面附近隔水層中的內(nèi)層井壁和外層井壁內(nèi)各設(shè)置一個可縮接頭。瀝青夾層起密封和滑動作用。這樣改變了原來普通凍結(jié)井壁的豎向抗壓剛度，使井壁在受有較大豎向力時能與地層一起下沉，以免遭破壞。采用這

15、種井壁結(jié)構(gòu)使得井壁豎向變形部位及其位移量可知，但同時要求井筒裝備可縮。該種井壁的大部分是與普通復(fù)合井壁一樣的，只將局部井壁替換為可縮接頭，其施工工藝基本上與普通凍結(jié)井壁相同，比滑動可縮井壁要簡單得多，故造價也較低。圖3.2 雙層整體可縮井壁結(jié)構(gòu)示意1-內(nèi)壁 2-夾層 3-外壁 4-表土層 5-內(nèi)壁可縮層6-瀝青縮層 7-外壁可縮層 8-基巖 9-井筒中心線圖3.3 雙層內(nèi)層可縮井壁結(jié)構(gòu)示意3.2.3 雙層內(nèi)層可縮井壁圖3.3是根據(jù)凍結(jié)井壁受力和施工的特點而設(shè)計的雙層內(nèi)層可縮井壁結(jié)構(gòu)示意。在靠近表土與基巖交界面附近隔水層中的內(nèi)層井壁設(shè)置一個可縮接頭。通過改變了原來普通凍結(jié)井壁的豎向抗壓剛度，使井

16、壁在受有較大豎向力時在可縮接頭位置能與地層一起下沉，以免內(nèi)壁遭受破壞。采用這種井壁結(jié)構(gòu)使得井壁豎向變形部位及其位移量可知，但同時要求井筒裝備可縮。該種井壁的大部分是與普通復(fù)合井壁一樣的，只將局部井壁替換為可縮接頭，其施工工藝基本上與普通凍結(jié)井壁相同，比雙層滑動可縮井壁更加簡單，故造價也最低。綜上所述，在深厚表土層的新井井壁設(shè)計中，采用加大井壁厚度、選用高強材料的方法來承受附加力、防止井壁破壞從理論上講是可能的，但在技術(shù)和經(jīng)濟上都是不盡合理的，應(yīng)采用新型井壁結(jié)構(gòu)來適應(yīng)附加力的作用。新型的滑動可縮井壁結(jié)構(gòu)、單層整體可縮井壁結(jié)構(gòu)、雙層整體可縮井壁結(jié)構(gòu)、雙層內(nèi)層可縮井壁結(jié)構(gòu)均可以適應(yīng)由于地層沉降對井筒

17、產(chǎn)生的豎向附加力，而其中尤以雙層內(nèi)層可縮井壁結(jié)構(gòu)施工最簡單，造價最低，因此目前雙層內(nèi)層可縮井壁在永夏礦區(qū)新橋煤礦主副井、城郊煤礦東風(fēng)井、魯能荷澤煤電集團郭屯煤礦主副風(fēng)井、河南吳桂橋煤礦有限公司主副井、淮南礦業(yè)集團丁集煤礦主副風(fēng)井等礦井均得到了推廣應(yīng)用。4 管板組合式井壁可縮裝置4.1 管板組合式井壁可縮裝置簡介管板組合式井壁可縮裝置（圖4.1圖4.4）是中國礦業(yè)大學(xué)的一項專利（專利名稱：一種井壁可縮裝置，專利證書號：586735，專利證書見圖4.1）技術(shù)，由中間鋼管1、內(nèi)殼體2、外殼體3、上下面板4組成。中間鋼管1和上下面板4焊接在一起，構(gòu)成封閉環(huán)形結(jié)構(gòu)；內(nèi)殼體3、外殼體2和上下面板4垂直焊接

18、在一起，構(gòu)成封閉腔環(huán)形結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)的受力和變形均勻?qū)ΨQ。圖4.1雙層內(nèi)層可縮井壁可縮裝置專利證書以前的鋼結(jié)構(gòu)可縮裝置存在壓縮量較小，可縮裝置焊縫易開裂以及成本較高的不足。該型可縮接頭具有如下優(yōu)點：（1）壓縮量大。主要利用鋼管和立板的曲屈變形實現(xiàn)可縮，壓縮率可達70%以上，為木質(zhì)可縮裝置的2倍以上。（2）防水性能好。裝置本身的密封主要靠上下面板與中間鋼管間的焊接實現(xiàn)，由于鋼管與面板間的焊縫始終受壓，不會炸縫，因此在可縮裝置曲屈變形過程中可縮裝置的密封性能可得到保證。圖4.2可縮裝置俯視圖圖4.3可縮裝置a-a剖面圖1中間鋼管2內(nèi)殼體3外殼體4上下面板圖4.4 可縮裝置局部放大圖圖4.5管板組合式

19、可縮裝置幾何尺寸示意圖4.2 管板組合式井壁可縮裝置的設(shè)計可縮裝置的幾何尺寸（圖4.5）是其設(shè)計的主要內(nèi)容，需按其能承受的豎向極限荷載確定。根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)的研究，可縮結(jié)構(gòu)豎向承載力可按式(4-1)估算。 (4-1)式中pcr可縮結(jié)構(gòu)豎向承載力，mpa；h可縮結(jié)構(gòu)凈高，m；t內(nèi)外殼體厚度，m；w可縮裝置的寬度，m。由此得到： (4-2)設(shè)計時可根據(jù)可縮量要求定出凈高h，根據(jù)井壁厚度與施工要求確定可縮裝置的寬度w。然后根據(jù)可縮結(jié)構(gòu)豎向設(shè)計承載力pcr計算出內(nèi)外殼體厚度t。上下面板厚度tu可取與內(nèi)外殼體同厚或略大，中間管子厚度tp應(yīng)等于或略小于內(nèi)外殼體厚度t。4.3 管板組合式井壁可縮裝置的現(xiàn)場應(yīng)

20、用情況管板組合式井壁可縮裝置自提出以來，已在華東地區(qū)數(shù)個新建井筒以及已建井筒的破裂災(zāi)害治理中應(yīng)用。具體應(yīng)用礦井有：河南永夏礦區(qū)車集煤礦主副井及南北風(fēng)井（災(zāi)害治理、已安裝）、新橋煤礦主副井（新建、已安裝）、城郊煤礦東風(fēng)井（新建，已安裝）陳四樓煤礦南風(fēng)井（新建、鉆井井壁、已安裝）、河南駐馬店吳桂橋煤礦主副井（新建、已安裝）山東巨野礦區(qū)郭屯煤礦主副風(fēng)井（新建，未安裝）。5 井壁可縮裝置的設(shè)計5.1 主、副井壁結(jié)構(gòu)與井筒地質(zhì)情況花園煤礦主、副井基巖與表土交接面相對標高均為-479.100m。表土段井壁結(jié)構(gòu)參數(shù)見表5.1和表5.2，表土段地質(zhì)情況條件見表5.3和表5.4。表5.1花園煤礦主井表土段井壁結(jié)

21、構(gòu)設(shè)計參數(shù)標高 /m結(jié)構(gòu)參數(shù)-1.859-160.00-160.000-210.000-210.000-290.000-290.000-350.000-350.000-410.000-410.000-450.000-450.000-480.000井筒凈直徑/mm4500450045004500450045004500內(nèi)壁厚度/mm400400600600750750750外壁厚度/mm400400600600800800800內(nèi)壁砼標號c30c40c40c50c50c55c60外壁砼標號c30c40c40c50c50c55c60表5.2花園煤礦副井表土段井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)標高 /m結(jié)構(gòu)參數(shù)-1.

22、859-160.000-160.000-210.000-210.000-290.000-290.000-340.000-340.000-400.000-400.000-440.000-440.000-480.000井筒凈直徑/mm5000500050005000500050005000內(nèi)壁厚度/mm450450650650850850850外壁厚度/mm450450650650850850850內(nèi)壁砼標號c30c40c40c50c50c55c60外壁砼標號c30c40c40c50c50c55c60表5.3花園煤礦主井表土段地質(zhì)情況巖石名稱層厚（m）累厚（m）巖石名稱層厚（m）累厚（m）無芯9.

23、109.10粉土1.32179.09粉質(zhì)粘土4.7313.83細砂2.40191.64粉砂3.1717.00粘土3.68195.32粘土4.6421.64粉砂9.68205.00粉質(zhì)粘土0.9922.63粘土15.94220.94粉砂2.3725.00粉質(zhì)粘土16.56237.50粘土1.5026.50粗砂4.90242.40粉質(zhì)粘土32.5059.00粘土29.60272.00細砂4.9963.99細砂6.91278.91中砂1.6065.59粘土8.59287.50粉土6.5672.15粉土1.80289.30細砂2.3074.45粘土2.90292.50粘土7.2281.67粉土1.30

24、293.50粉質(zhì)粘土9.9891.65粉質(zhì)粘土1.75295.25中砂3.3895.03粉土0.90296.15含礫粉質(zhì)粘土6.90101.93粉質(zhì)粘土0.85297.00粘土7.07109.00粉土2.62299.62粉砂0.90109.90細砂1.98301.60粘土2.70112.60粘土8.90310.50粉質(zhì)粘土1.87114.47鈣質(zhì)粘土12.50323.00細砂3.33117.80粘土18.00341.00粉質(zhì)粘土0.60118.40鈣質(zhì)粘土21.70362.70粉土2.60121.00粉土4.20366.90含礫泥質(zhì)粗砂0.69121.69粗砂3.10370.00粘土3.311

25、25.00粘土51.50421.50鈣質(zhì)粘土1.14126.14粉土9.00430.50細砂5.86132.00細砂5.60436.10含礫鈣質(zhì)層2.80134.80粉質(zhì)粘土2.00438.10粗砂5.70140.50鈣質(zhì)層4.90443.00鈣質(zhì)層3.25143.75粉質(zhì)粘土1.00444.00細砂3.85147.60含礫中砂1.30445.30粗砂4.85152.45鈣質(zhì)層7.70453.00鈣質(zhì)粘土4.23156.68含礫粗砂2.78455.78粘土2.32159.00鈣質(zhì)粘土2.80458.58粉砂1.00160.00細砂2.38460.96細砂1.50161.50粉質(zhì)粘土5.0446

26、6.00含礫中砂2.78164.28粘土13.10479.10粉砂5.69169.97泥巖1.90481.00粗砂2.09172.06中砂巖1.50482.50粘土2.80174.86泥巖2.00484.50粉質(zhì)粘土2.91177.77表5.4花園煤礦副井表土段地質(zhì)情況巖石名稱層厚（m）累厚（m）巖石名稱層厚（m）累厚（m）無芯9.109.10粉土1.32179.09粉質(zhì)粘土4.7313.83細砂6.61185.70粉砂3.1717.00粉質(zhì)粘土3.54189.24粘土4.6421.64細砂2.40191.64粉質(zhì)粘土0.9922.63粘土3.68195.32粉砂2.3725.00粉砂9.68

27、205.00粘土1.5026.50粘土15.94220.94粉質(zhì)粘土32.5059.00粉質(zhì)粘土16.56237.50細砂4.9963.99粗砂4.90242.40中砂1.6065.59粘土29.60272.00粉土6.5672.15細砂6.91278.91細砂2.3074.45粘土8.59287.50粘土7.2281.67粉土1.80289.30粉質(zhì)粘土9.9891.65粘土2.90292.20中砂3.3895.03粉土1.30293.50含礫粉質(zhì)粘土6.90101.93粉質(zhì)粘土1.75295.25粘土7.07109.00粉土0.90296.15粉砂0.90109.90粉質(zhì)粘土0.85297

28、.00粘土2.70112.60粉土2.62299.62粉質(zhì)粘土1.87114.47細砂1.98301.60細砂3.33117.80粘土8.90310.50粉質(zhì)粘土0.60118.40鈣質(zhì)粘土12.50323.00粉土2.60121.00粘土18.00341.00含礫泥質(zhì)粗砂0.69121.69鈣質(zhì)粘土21.70362.70粘土3.31125.00粉土4.20366.90鈣質(zhì)粘土1.14126.14細砂3.10370.00細砂5.86132.00粘土51.50421.50含礫鈣質(zhì)層2.80134.80粉土9.00430.50粗砂5.70140.50細砂5.60436.10鈣質(zhì)層3.25143.7

29、5粉質(zhì)粘土2.00438.10細砂3.85147.60鈣質(zhì)層4.90443.00粗砂4.85152.45粉質(zhì)粘土1.00444.00砂質(zhì)粘土4.23156.68含礫中砂1.30445.30粘土2.32159.00鈣質(zhì)層7.70453.00粉砂1.00160.00含礫粗砂2.78455.78細砂1.50161.50鈣質(zhì)粘土2.80458.58含礫中砂2.78164.28細砂2.38460.96粉砂5.69169.97粉質(zhì)粘土5.04466.00粗砂2.09172.06粘土13.10479.10粘土2.80174.86泥巖1.90481.00粉質(zhì)粘土2.91177.77中砂巖1.50482.505

30、.2 主、副井井壁可縮裝置的設(shè)計5.2.1 可縮結(jié)構(gòu)的位置與數(shù)量根據(jù)主副井的地質(zhì)情況，兩井在表土層下部地質(zhì)條件相差不大，初步選定井筒可縮裝置的埋設(shè)位置為-470m(對應(yīng)地層為粘土)。主井和副井均在-470m埋設(shè)一層可縮裝置。5.2.2 可縮裝置的寬度按主副井井壁結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可縮裝置埋設(shè)處井壁厚度為：主井內(nèi)壁750mm，外壁800mm；副井內(nèi)壁850mm，外壁850mm?？紤]到施工誤差，確定主副井可縮裝置的內(nèi)緣直徑分別為：4550mm和5050mm，外緣直徑分別為：5970mm和6670mm?？煽s裝置寬度w分別為710mm和810mm。5.2.3 可縮裝置的可縮量根據(jù)可縮裝置的幾何特征，為了不使

31、內(nèi)外殼體和中間鋼管屈曲時“抵觸”，按幾何關(guān)系估算參考值并做適當調(diào)整，可縮裝置凈高h和寬度w需要滿足： (5-1)由于主副井井壁可縮裝置寬度w分別為710mm和810mm，所以對應(yīng)可縮裝置的裝置凈高h分別需滿足：mm和mm。為提高可縮裝置可縮量，允許內(nèi)外殼體和中間鋼管完全屈曲時有適量“抵觸”的情況下可將可縮裝置凈高h按管材規(guī)格取為356mm。根據(jù)內(nèi)層井壁厚度，可縮裝置實際可縮量可按a(h-2t)計算(a為折算系數(shù))，主井可縮裝置折算系數(shù)可取為0.8，副井可縮裝置折算系數(shù)取為0.85。5.2.4 可縮裝置內(nèi)外殼厚度按可縮裝置設(shè)置在表土最深部進行設(shè)計，主副（1、2）井內(nèi)壁自重應(yīng)力按下式計算：pa11

32、.738 mpa (5-2)為確保內(nèi)壁安全，取可縮結(jié)構(gòu)豎向最大承載力為井壁自重，則：mpa (5-3)在這里：w1=0.71m，w2=0.81m。按（4-2）計算內(nèi)外殼厚度t，可得：t1=17.3mm，t2=19.5mm?？紤]防腐要求，分別取為20mm和22mm。將t代入a(h-2t)可得主副井可縮裝置的壓縮量分別為：253mm和265mm。5.2.5 可縮裝置其余部件及尺寸可縮裝置其余部件的尺寸按4.2取值?？煽s裝置的實際埋設(shè)位置需根據(jù)實際地質(zhì)條件稍做調(diào)整。可縮裝置初步加工圖及技術(shù)要求見附圖18。主井可縮裝置單重13.924噸。副井可縮裝置單重17.449噸。6 現(xiàn)場安裝照片現(xiàn)場安裝照片見圖6.1-6.3圖6.1管后焊接措施孔6.2可縮裝置安裝后和法蘭及混凝土連接情況6.3可縮裝置和鋼筋焊接圖7 內(nèi)層可縮井壁裝置費用概算各單項費用與總費用見表7.1?？煽s裝置的現(xiàn)場安裝由