主要完成单位:煤炭科学研究院北京建井研究所、平顶山矿务局煤炭科学院、平顶山矿务局第四建井工程处十矿风井工区,主要完成人员:段振西、陈楠溪,起止时间:1958 - 1959 ,鉴定时间:1959.01 ,鉴定单位:煤炭科学研究院
技术特征与简要说明:
首先用木板钉成直径1.2m的模型进行试验,在模型内涂以粘土,用小粘土块砌壁,经23- 24h后挖空其底部所铺垫的材料,使井壁悬空,然后在上加荷载,荷载加至12~19小时,井壁并无任何破坏痕迹;但粘土却沿木板下沉,限于条件此时已不好再往上加压,此时井壁的粘着剪力为0.12MPa,虽然模型试验取得数据不多,但它却表明从整个井壁是不易下沉的。
料石与混凝土之间,混凝土与围岩之间主要有如下几种作用力,粘着力,粘着剪力及摩擦力(当砌体相互脱离时.才可能起作用),根据试验结果。
1.混凝土与土壤的粘着力随土壤温度,物理机就性质及混凝土强度而变化,当混凝土0.68MPa时与砌质粘土的粘着力在0- 0. 0085MPa之间(图1).
2.混凝土与料石(租琢)的粘着力,随混凝主强度变化,约为混凝土强度的1/25 •
3.混凝土与砂质粘土的粘着力,当混凝土强度为0.68MPa时与粘土的黏着力在0- 0.25MPa (圈2).,图
4.混凝土与料石的粘着剪力是混凝土强度及料石性质的函数。
5.混凝土与砂质粘土的摩擦力系数因土壤温度不同为0.24 - 0.70,
6.混凝土与料石(粗琢)摩擦系数为1. 02,
7.砂浆强度以掺入5%CaCl2较好• 14h强度即达0.417MPa为不掺入同期强度的3.5倍.
8.110号混凝土掺入CaC125%,14h强度为O.55MPa,如降低W/C=0.9 - 0.7则为 1.14MPa
9. 140号混凝土掺入5�C12·5 -伯即达到U9.8MPa以上,为不掺同期强度的2.33倍,一天的强度约为不掺的四天强度.如能降低W/C则效果好。
10.单纯的以粘着剪力来维护井壁,砂浆I昆凝土加入3% - 5�C1214h即完全可能超过14h即达到3倍以上的安全系数(到24h)•
11.正体圆形结构试验表明加入到CaC1214h左右已达到4倍以上的安全系数,随着间的增长,此值将更大。
这些试验数值,虽然有些简单粗糙,但却提供了施工的可能性和相当多的理论依据十矿三号风井,井筒净径3.5mD壁厚400mm,荒料石砌壁.在最初阶段打井平结成井l.4m,.以后安上15kW小绞车0.23的吊桶提升,风铺掘进,平均日进1.4-1.6m. 高2.53m,取得较好的效果. 十矿三号风井掘砌到底后就又到一矿西风井继续进行试验和推广,十二矿东风井亦同此法施工.平均日进成井1.6m,并有4-6天平均日进2.1m,均取得了良好的效 在工业性试验阶段井筒所穿过岩层见下表: 最初为红色粘土夹钙质结核,其内摩擦角150 .抗压强度0.3MPa.容量1.994,比重 72,涌水量5 - lOt/h., 在十矿三号风井软岩内进行了一次爆破试验,随后即在一矿西风井岩层内多次进行试验,均取得了良好的效果.。鉴定意见:
短段掘砌施工方法.完全解决了在缺乏钢材、坑木以及吊盘悬吊设备等情况下的打井司题.保证了质量,随掘随砌防止水冲片帮.亦保证了安全.并节约水泥等材料.表土内施工表明,速度辅t提高45.8%,成本下降35.3%,劳动效率亦显著提高.该方法有以下几个特点:
(1)地取材"能充分的利用地方性材料,如荒料石.低标号砂浆,混凝土等。
(2)工序大大简化,易管理,新工人易掌握;
(3)在目前材料、设备不足的情况下,采用这一方法有极大的价值.并给"一次成" ,十矿三号风井.一矿西风井,十二矿东风井和鹤壁等矿的相继采用.进一步说明它的强大生命力.,另外,专题本身尚存在一些缺点,如在岩层内附L爆破,短段如何发挥砌璧效朝日平行作业问题等.应在今后继续加以研究.。