【摘要】：大口徑深立井開挖過程中,較準(zhǔn)確預(yù)測井筒涌水量一直是工程實(shí)踐中需要解決的難題.以山東龍固礦主井為例,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)學(xué)計(jì)算探討井筒開挖階段涌水量的合理預(yù)測方法.首先,開展了實(shí)驗(yàn)測試分析應(yīng)力應(yīng)變-滲透性的關(guān)系,提出了覆巖的滲透性與巖石性能有關(guān),且滲透性在巖石破壞前后其值達(dá)到最大.其次,采用巖石力學(xué)理論和Flac3D數(shù)值模擬對井筒破壞帶范圍進(jìn)行計(jì)算,得出風(fēng)化基巖段產(chǎn)生2.5 m左右的破壞帶,二疊系砂巖中產(chǎn)生5 m左右破壞帶,在石炭系巖層中產(chǎn)生3 m左右的破壞帶.最后,分別對是否考慮巖層破壞帶影響的2種情況,使用解析法、數(shù)值模擬法、達(dá)西滲流斷面法計(jì)算了井筒涌水量.得出結(jié)論:忽視井筒破壞帶對涌水量的影響導(dǎo)致預(yù)測值偏小;達(dá)西滲流理論公式應(yīng)用在上覆第四系松散層中應(yīng)用效果較好,在深部基巖裂隙巖體中數(shù)值法效果更好.
[Abstract]:In the excavation process of large diameter deep shaft, it is always a difficult problem to accurately predict wellbore water inflow in engineering practice. Taking the main shaft of Longgu Mine in Shandong Province as an example, the reasonable prediction method of water inflow in the excavation stage of the shaft is discussed by theoretical analysis, experimental test and mathematical calculation. Firstly, the relationship between stress-strain permeability and permeability of overburden rock is analyzed. It is suggested that the permeability of overburden rock is related to the rock properties, and the permeability of overburden rock reaches the maximum before and after the failure of rock. Secondly, the range of wellbore failure zone is calculated by using rock mechanics theory and Flac3D numerical simulation, and it is obtained that there are about 2.5 m failure zone in weathered bedrock and 5 m failure zone in Permian sandstone. A failure zone of about 3 m is produced in the Carboniferous strata. Finally, for the two cases whether the influence of rock formation failure zone is considered or not, the wellbore water inflow is calculated by using analytical method, numerical simulation method and Darcy seepage section method. It is concluded that the prediction value is small because of ignoring the influence of wellbore failure zone on water inflow, Darcy seepage theory formula is better applied in the overlying Quaternary loose layer, and the numerical method is better in deep bedrock fractured rock mass.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院;華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院;中國煤炭科工集團(tuán)西安研究院;
【基金】：河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(E2013508123) 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET-11-0838) “十二五”國家科技支撐計(jì)劃實(shí)施方案(2012BAK04B04) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41072188);
【分類號】：TD742

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2427573