盾构施工煤矿斜井涌水量预测与衬砌泄水压问题研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laoyang2009123456
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随着国民经济的迅速发展,煤炭能源消耗持续增长,许多煤矿已经进入深部开采。在富水高压区域修建煤矿斜井时,如何对斜井涌水量进行预测,以及对高水压荷载进行泄压,成为斜井设计和施工过程中亟需解决的问题。本文以新街台阁庙矿区盾构施工煤矿斜井工程为依托,在分析现有成果的基础上,基于流-固耦合作用机理,通过使用FLAC3D有限差分软件,对斜井采用不同的防排水型式下渗流力学特征和涌水量进行研究,并分析了不同泄水式管片参数对涌水量和衬砌水压的影响。本文的主要研究内容及成果如下:(1)广泛调研国内外盾构施工斜井(隧道)资料,并结合该工程实际情况,总结出适合该工程的涌水量预测方法、衬砌抗水压方法和防排水型式。(2)对斜井浅埋段采用全封堵和堵水限排的防排水型式下盾构掘进施工进行了流-固耦合数值模拟,探明了渗流场、斜井涌水量、衬砌背后水压力、衬砌应力和位移随掘进长度的变化规律,提出了适合浅埋段的防排水型式。(3)对斜井深埋段高水压环境下采用泄水式管片进行了流-固耦合数值模拟,研究了不同泄水孔数量、不同泄水孔位置以及不同注浆圈渗透系数下涌水量、衬砌水压、衬砌应力和位移,探明了涌水量与衬砌水压的具体变化关系,并给出了适合本工程的泄水孔设计参数最优解。
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