一种基于渗流量的立井井壁水压力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于渗流量的立井井壁水压力计算方法，适用于煤矿立井井筒设计。基于工程中常用的渗流量概念估算立井井壁水压力，首先根据地层参数预设立井参数，之后根据设计立井的参数建立井筒

【技术实现步骤摘要】
一种基于渗流量的立井井壁水压力计算方法


[0001]本专利技术涉及一种立井井壁水压力计算方法，尤其适用于煤矿立井井筒设计中使用的一种基于渗流量的立井井壁水压力计算方法。

技术介绍

[0002]立井井筒是煤矿生产的重要运输通道，其设计应体现安全可靠、技术先进、经济合理的原则。其中，井壁水荷载设计是井筒设计中重点和难点。随着我国西部矿藏资源开发，煤矿立井井筒越来越深，现行井壁水荷载计算方法难以满足行业发展需要。由于井壁水荷载相关计算理论缺失，为保证所谓井筒安全，设计会无畏增加井壁设计厚度，从而增加了立井井筒的建设成本、施工难度和安全隐患。其核心问题就是井壁的水荷载取值不明确。
[0003]现行《煤矿立井井筒及硐室设计规范》(GB50384
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2016)仅提供了井壁水荷载的计算范围。具体描述为：井壁水荷载标准值P＝0.01kH，其中H为井壁设计计算深度，k为水荷载折减系数，一般取0.81～1。可以看出，规范规定的水荷载折减系数β变化范围大，难以直接用于设计。此外，多数井壁水荷载试验结果表明，β值实际远低于0.81。但尚无理论本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于渗流量的立井井壁水压力计算方法，其特征在于：首先根据建造区域地层的数据设计立井，根据设计立井的参数建立井筒
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围岩达西渗流模型，其中井筒渗流量通过筒底集水设备测量，井筒外水流信息是通过勘察设计资料获得；基于井筒
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围岩达西渗流模型的井筒渗流量分别计算井壁完整时混凝土材料基础折减系数、井壁破损折减系数和壁后围岩注浆折减系数，再通过原始地层水压力与三项水压力折减系数的乘积获得立井井壁水压力。2.根据权利要求1所述的一种基于渗流量的立井井壁水压力计算方法，其特征在于具体步骤如下：a.收集建造立井区域地层的基础参数，包括围岩渗透系数k
w
、围岩注浆降渗系数ξ，水力半径R；提出井壁设计初步参数，井壁设计初步参数包括：混凝土渗透系数k
c0
及强度f
s
，井壁内径设计值a、井壁外径设计值b，井筒设计深度H，井筒容许流量Q；b.基于达西渗流原理，建立立井井筒的井筒
‑
围岩渗流场模型，计算出井壁完整时混凝土材料发生渗流时水压力基础折减系数β1；c.模拟井筒破损时，混凝土立井井壁结构破损后渗透系数增加，井筒渗流量增大，采用井筒容许流量Q反算井壁混凝土的当量渗透系数k
c
，建立破损井筒
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围岩渗流场模型，依据达西渗流原理，计算出立井井壁破损时井壁水压力折减系数β2；d.模拟采用壁后利用围岩注浆法改善井筒渗流量时，注浆增加围岩渗透系数；建立破损井筒
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注浆围岩渗透场模型，依据达西渗流原理，计算出围压注浆后立井井壁水压力折减系数β3；e.根据井壁完整时水压力基础折减系数β1、井壁破损时井壁水压力折减系数β2、围压注浆后立井井壁水压力折减系数β3，计算出井筒最大设计深度处水压力P
w
；f.根据井筒最大设计深度处水压力P
w
反推井壁外径最小值b
min
，并与井壁外径设计值b对比；g.如井...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱启银，赵光思，王建州，况联飞，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：