礦業(yè)論文煤礦類高級職稱評職論文范文

　　摘 要：立井井壁穿過泥巖等軟弱巖層時，為了改善井壁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，通常井壁外部加設(shè)置瀝青滑動層。為了獲得合理的瀝青滑動層材料配合比，通過對組成材料進行多次試配，根據(jù)力學(xué)性能要求進行篩選，獲得最優(yōu)化的配合比為1：0.4:1.1。實驗結(jié)果可為井壁支護設(shè)計提供參考。

　　關(guān)健詞：軟弱巖層,瀝青滑動層,配合比

　　1立井井壁滑動層的應(yīng)用

　　在特殊地層條件下，井壁受力問題是一個動態(tài)、空間問題，而不是靜態(tài)、平面問題。因此，在新的井壁設(shè)計中，應(yīng)該充分認識井壁與地層的相互作用;充分考慮特殊地層對井壁所造成的豎直附加荷載;考慮井壁自重、井筒裝備重量和井塔重量;考慮溫度變化可能造成的附加荷載，按空間問題理論進行設(shè)計計算，用第四強度理論進行強度驗算。

　　滑動可縮井壁的外壁為設(shè)有豎向可壓縮層的鋼筋混凝土圓筒,內(nèi)壁為普通鋼筋混凝土整體井壁,內(nèi)外壁間為有一定厚度、有流變特性的滑動層，當(dāng)表土下沉?xí)r,外壁可隨地層下沉,以限制豎直附加力的增長。滑動層可解除內(nèi)、外壁間的約束,減少附加力對內(nèi)壁的影響,并使內(nèi)壁受力均勻。

　　2 瀝青板滑動層的特點

　　選用瀝青混和料作為滑動層的原因是：瀝青具有一定的承載能力，流動性大，防水性能好等特點，加入一些其他材料，旨在提高其收縮性和韌性，便于加工成型和施工。這樣，由于瀝青板滑動層的存在，對于沿水平方向圍巖膨脹變形而施加于井壁的壓力，可起到一定的緩沖作用，且可均勻地將圍巖壓力傳遞到井壁上，使得井壁承受均勻壓力，從而有效改善井壁的受力狀態(tài)。沿縱向瀝青板滑動層可衰減或消除作用于井壁的豎向附加力。

　　3 瀝青板滑動層配合比實驗

　　3.1 瀝青板滑動層材料性能要求及原材料選擇

　　對于滑動層材料，由于其主要起滑動和緩沖作用，所以要求其具有較大的流變性，適當(dāng)?shù)目煽s性，并具有一定的承載能力。也就是說，此材料的使用，既要滿足降低井壁受到附加力作用、調(diào)整不均勻地壓以改善井壁的受力狀況，又要具備一定的流變性、可縮性和強度。

　　根據(jù)早期在相關(guān)方面的研究成果，并參照瀝青板滑動層的性能指標要求，初步確定采用三種材料復(fù)合，即瀝青、膨脹珍珠巖和粉煤灰摻合物。

　　3.2 瀝青滑動層材料抗壓試驗

　　(1)試件制備

　　把瀝青放入鍋內(nèi)，進行加熱，待瀝青溶化后，然后按一定的比例加入粉煤灰和珍珠巖，用鏟子拌合，并及時裝模、壓實，等到試樣冷卻后拆模，配制成瀝青制品。根據(jù)配比的不同配制出五組試樣(每組三個)，各成份重量比如下表。

　　(2)試驗步驟

　　A.用游標卡尺測量的直徑和高度精確度為0.1mm，(每種配比試驗3個)，各測4個點，取其算術(shù)平均值。

　　B.把試件正確地放置在壓力機的壓板間，且垂直與壓力方向，并對其加載，加載速度控制在0.02~0.025MPa/s之間;

　　C.邊加載邊讀取分級荷載的壓量，直至壓縮量達到50%時為止，此時強度為本材料單軸抗壓強度。每組配比進行3次類似試驗。

　　(3)試驗結(jié)果

　　由上表可見，Ⅳ組單軸抗壓強度大于另外三組配比的瀝青層材料。因此，可對第Ⅳ組配比進行進一步深入試驗研究。

　　3.3 瀝青板滑動層抗剪試驗

　　A.模型制作流程同抗壓試驗相同，采用第Ⅳ組配比制作模型進行試驗，

　　B.試驗步驟

　　(1)用游標卡尺測量的直徑和高度精確度為0.1mm，(每種配比試驗3個)，各測4個點，取其算術(shù)平均值。

　　(2)把試件套入剪切模具，正確地放置在壓力機的壓板間，調(diào)整好剪切方向，并對其加載，加載速度控制在0.02～0.025MPa/s之間;

　　(3).邊加載邊讀取分級荷載的壓量，直至試件被剪切破壞為止，此時強度為本材料抗剪強度。每組配比進行3次類似試驗。

　　C 試驗結(jié)果

　　4結(jié)論

　　根據(jù)多種材料、多種配合的試配及篩選，參照要求的性能指標，最后決定采用三種材料復(fù)合，即瀝青、膨脹珍珠巖和粉煤灰摻合物。由試驗結(jié)果可知，第Ⅳ組配比的瀝青板滑動層材料的單軸抗壓強度大于其它配比的瀝青板滑動層材料的單軸抗壓強度，因此，第Ⅳ組配比的瀝青滑動層材料的粘聚性要比另三組的好。通過試驗數(shù)據(jù)得出最優(yōu)的瀝青滑動層材料最優(yōu)配合比，為現(xiàn)場實際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。實驗結(jié)果可為井壁支護設(shè)計提供參考。

　　參考文獻

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　　〔3〕楊維好,儲國平.滑動可縮井壁受力分析與設(shè)計原則[J].煤炭科學(xué)技術(shù), 1999, 27 (4).

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