本文選題：凍結壁 + 解凍　； 參考：《西安科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國煤炭資源不斷向深部開采,井筒需要穿越深厚巖土層,尤其在西部地區(qū)多數(shù)井筒需要穿越白堊系、侏羅系等深厚富水軟巖地層,采用凍結法鑿井成為最有效施工方法之一。但與東部地區(qū)深厚沖積層地區(qū)立井的凍結設計參數(shù)又存在差異,因此開展對西部地區(qū)立井凍結壁與井壁的穩(wěn)定性研究有重要研究意義。以凍結深度達910m的甘肅新莊煤礦風井凍結井筒為工程背景,通過室內試驗得出白堊系中粒砂巖在低溫作用下力學參數(shù)的變化規(guī)律,基于凍結壁與周圍軟巖共同作用,建立凍結壁與井壁相互作用彈塑形受力模型,得出了凍結壓力和井幫位移的計算公式,利用有限元軟件對凍結壁徑向變形分析,數(shù)值計算結果與理論計算結果吻合。凍結壁階段考慮溫度變化對凍結軟巖力學參數(shù)的影響,依據(jù)室內試驗結果計算得凍結壁解凍過程中不同溫度下井壁與凍結壁相互作用力的大小,理論推導出井壁應力解析解,并且預測得井壁危險層位置。凍結壁解凍后考慮溫度應力對井壁受力影響,分別推導了井壁在沖積層段與基巖段井壁應力分量,并驗算說明新莊風立井在凍結壁解凍后井壁滿足強度和穩(wěn)定性要求。運用ANSYS有限元模擬軟件對凍結壁解凍階段井壁受力變化進行分析,數(shù)值分析凍結壁解凍過程井壁的受力及變形,得到凍結壁解凍解凍凍結壓力變化趨勢,與理論計算結果相吻合。
[Abstract]:With the continuous deep mining of coal resources in China, the wellbore needs to pass through deep rock and soil layers, especially in the western region, most of the wells need to pass through the Cretaceous, Jurassic and other deep water-rich soft rock formations. Freezing method has become one of the most effective construction methods. However, there are differences between the freezing design parameters of shaft and the deep alluvial zone in the east, so it is of great significance to study the stability of freezing wall and shaft wall in western area. Based on the freezing shaft of the wind-shaft in Xinzhuang coal mine, Gansu Province, with a freezing depth of 910m, the variation of mechanical parameters of the Cretaceous medium-grained sandstone under the action of low temperature is obtained through laboratory tests, based on the interaction between the freezing wall and the surrounding soft rock. The elastic force model of the interaction between freezing wall and shaft wall is established, and the formulas for calculating freezing pressure and wellbore displacement are obtained. The radial deformation of frozen wall is analyzed by finite element software. The numerical results are in agreement with the theoretical results. The influence of temperature change on mechanical parameters of frozen soft rock is considered in freezing wall stage. According to the results of laboratory tests, the interaction force between wall and frozen wall at different temperatures is calculated, and the analytical solution of wellbore stress is derived theoretically. And predict the location of the danger layer. After thawing the freezing wall, considering the influence of temperature stress on the wall stress, the stress components of the shaft wall in the alluvial zone and the bedrock section are derived, and the checking calculation shows that the wall of Xinzhuang wind shaft meets the requirements of strength and stability after the freezing wall is thawed. The finite element simulation software ANSYS is used to analyze the stress change of the shaft wall in the stage of freezing wall thawing, and the force and deformation of the shaft wall during the thawing process of freezing wall are analyzed numerically, and the change trend of freezing pressure of freezing wall is obtained. The results are in good agreement with the theoretical results.
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD265.3

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本文編號：2058631