>新聞>綜合信息>煤焦知識>千米深大立井建設的難點如何突破?

假面战队五骑士全集01:千米深大立井建設的難點如何突破?

放大字體  縮小字體 2018年11月05日 14:14:53  來源:中國煤炭報  閱讀:7340

國礦業大學研究團隊以服務深部資源開采為出發點,解決了超大直徑深立井建設的重大技術難題,研發了深立井凍結法鑿井的關鍵技術與成套裝備,建成了荒徑15.5米、井深1346.1米的深大立井井筒

  2012年,印度庫斯坦鋅業公司茲魯礦深達1006米井筒開工建設在即,經過對比多家投標機構,最終選用了中國方案?!耙桓鮒匾蚴俏頤茄蟹⒌某籩本渡盍⒕ň趾Ψ攬毓丶際鹺妥氨敢丫郵瀾緦煜人??!敝泄笠蕩笱畈墾彝亮ρв氳叵鹿こ坦抑氐閌笛槭腋敝魅甕躚萇?。

  中國礦業大學教授周國慶、楊維好帶領的研究團隊長期致力于特殊鑿井技術研究工作,創造了深厚表土及軟弱富水巖層凍結鑿井技術領域的多項國內與世界紀錄,率先突破了超大直徑深立井建井關鍵技術、裝備與工藝瓶頸,創造了我國立井井筒建設標準的升級版,研發了具有完全自主知識產權的安全高效建井技術。

  建成“巨無霸”井筒

  隨著我國淺部煤炭資源的不斷減少,煤炭開采正以每10年100米到200米的深度向地下延伸。千米地下,地層壓力與水壓增大、巖土性質相對弱化,井筒支護難度越來越大;而地溫與瓦斯濃度升高、通風阻力增大、煤炭與大型裝備提升運輸又要求井筒斷面必須擴大。穿過深厚軟弱土層、富水巖層等復雜地層建設超大直徑深立井勢在必行,但困難重重。

  在國家科技支撐計劃、國家自然科學基金重點項目和江蘇省優勢學科建設項目等支持下,依托深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,自2004年起,中國礦業大學研究團隊以服務深部資源開采為出發點,瞄準行業發展需求持續攻關,解決了超大直徑深立井建設的重大技術難題,研發了深立井凍結法鑿井的關鍵技術與成套裝備,連續創造了凍結土層深度(675.6米)世界紀錄和凍結巖層深度(910米)的優異成績,建成了荒徑15.5米、井深1346.1米的深大立井井筒,掃除了深部固體資源開發的鑿井技術障礙,其研究成果獲得了國家科技進步獎二等獎。

  突破凍結壁設計技術瓶頸

  凍結壁是井筒掘砌施工的安全屏障。深厚表土中鑿井多采用凍結法,凍結表土的厚度是凍結法鑿井技術水平的重要標志。以前,國內外普遍依靠數值計算或工程經驗計算凍結壁厚度,但往往嚴重偏離實際?!襖?,500米深度的土層中,凍結壁計算厚度甚至超過25米,極不合理,沒辦法使用?!鄙畈墾彝亮ρв氳叵鹿こ坦抑氐閌笛槭業惱懦鄄┦克?。

  中國礦業大學研究團隊以建立新的計算方法為目標開展研究,創新了凍結壁設計的新理論和新方法,成果應用于土層厚度達675.6米的新汶礦業集團龍固煤礦北風井?!岸辰岜諫杓坪穸任?1.5米,比經驗外推值大幅減薄23%,凍土體積減少了34%?!備每蟾弊芄こ淌鈧舊釧?。

  2002年以來,我國北方地區近10個在建井筒發生巖層凍結壁涌水甚至淹井事故,造成了巨大的經濟損失?!拔頤欠⑾?,孔、裂隙含水巖層的導熱和導水性能與土層的有很大差異,這將嚴重影響凍結壁的形成與發展?!毖釵媒檣?,他們建立了巖層凍結壁的水熱力三場耦合模型,掌握了孔、裂隙開度及滲流速度對凍結壁發展的影響規律,揭示了巖層凍結壁不交圈而誘發淹井的機理,進而成功研發了地下水高速滲流條件下的巖層凍結技術與工藝,解決了高家堡煤礦、新莊煤礦深立井裂隙巖層安全高效凍結難題,大幅拓展了凍結法的適用范圍。

  破解井壁脆性破壞難題

  深大立井的建設,要確保井筒的長期安全與適用,就必須避免作為永久支護結構的井壁發生脆性破壞、開裂滲漏。

  通過大型相似模型試驗,中國礦業大學研究團隊發現,井壁混凝土強度越高,其瞬間粉碎性破壞傾向越突出。經過深入理論分析和大量室內與現場試驗,該團隊提出了基于摻加鋼纖維增強混凝土韌性的理念,開展了鋼纖維高強鋼筋混凝土復合井壁技術的研究。

  井壁高性能鋼纖維混凝土的研制中,原材料至關重要?!拔頤欽飧鲅芯恐苯臃裼諏堂嚎蟊狽緹ㄉ?,而工地周邊沒有合適的粗骨料,一度面臨停工的危險?!閉懦謁?。為此,團隊成員驅車跋涉近千公里,連續多日深入山區實地考察,大量取樣、檢測,最終解決了粗骨料選材問題。

  在開展模擬試驗時,有一次井壁突然粉碎性爆裂,混凝土碎塊形成的高速射流,豎直向上瞬間擊中10余米高的實驗室天花板,發出劇響,但大家依然臨近井壁,仔細觀察分析并記錄了寶貴數據。最終,該團隊成功研發出適用于凍結井的CF60~CF90鋼纖維高性能鋼筋砼復合井壁技術,建立了相應的設計理論與方法。

  該團隊還成功揭示出大厚度內層混凝土井壁開裂漏水的新機理,基于補償收縮混凝土、纖維混凝土和控溫技術,研發了凍結井壁防裂新技術,攻克了內壁嚴重開裂漏水的技術難題。

  研發深大立井掘砌新裝備

  深大立井的建成,歸根到底還需要鑿井裝備與施工組織來實現。鑿井裝備涉及提升、懸吊、穩控、鑿巖、出矸、壓風、輔助等7大系統。

  “井下的裝備配套非常復雜,而且傳統的一些裝備只適用于凈直徑8米以下的井筒。超大斷面的深立井井筒施工必須采用新型裝備?!鄙畈墾彝亮ρв氳叵鹿こ坦抑氐閌笛槭腋苯淌諏漢悴檣?。

  面對這一難題,中國礦業大學研究團隊聯合相關企業,從攻克鑿井裝備復雜結構體系的動力穩定及系統配套入手,成功研制出適用于15.5米超大直徑井筒的系列新型鑿井井架,以及配套的吊盤、傘鉆等系列大型裝備,解決了傳統鑿井裝備安全性弱、效率低、配套難的技術難題。

  此外,中國礦業大學研究團隊還揭示了立井建設技術、裝備和組織管理間相互作用關系,基于安全、效率模型,構建了三者集成體系的四種模式,創立了超大直徑深立井建設管控技術體系,實現了超大直徑深立井施工的標準化、機械化、專業化和模式化。

  據不完全統計,2008年至2013年間,上述成果已應用于56個立井,占同期同類井筒的3/4以上,形成近2.5億噸產能,新增產值226億元。2017年,該項成果推廣應用于深達1521米的山東省新城金礦主井井筒建設。

  此外,該項成果也在印度、土耳其、越南等國外礦井建設市場競爭中得到認可,提升了我國建井技術的核心競爭力與國際影響力。


假面战队五骑士在线02
 

掃碼打開手機版

 

 

 
 
假面战队五骑士在线02 | 在線支付 | 網站公告 | 在線投稿 | 在線交流 | 關于我們 | 聯系方式 | 使用協議 | 版權隱私 | 網站地圖 | 排名推廣 | 廣告服務 | 網站留言 | RSS訂閱
 

400-632-8858

【8:30-17:00】

我的煤炭網
微信公眾平臺


在線客服
牛牛看牌抢庄规律 澳客彩票网 pk10赛车直播官网平台 双色球基本技巧 广东11选5计划软件下载 时时彩计划 手机版五星计划软件破解版 pt电子哪个平台容易爆 彩票计划员拿什么提成 博彩游戏老虎机网址 pk10不定位34567打法 四肖三期必開79876 重庆时时彩龙虎犯法吗 老北京pk赛车计划软件 重庆时时彩计划 稳定版 天机神算网站