[實用新型]基于恒阻大變形錨索的監測預警一體化深部立井井筒裝置

有效

• 申請號: 201821718697.6
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN209430236U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 喬亞飛;劉國釗;何滿潮;丁文其;肖穎鳴;王博
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E21D21/02
• 分類號: E21D21/02;E21D21/00;E21D5/11
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本實用新型涉及一種基于恒阻大變形錨索的監測預警一體化深部立井井筒裝置，該裝置包括：井筒結構：為一截面為環形豎向布置的圓筒，包括井頸、井身和井底，所述的井身包括井壁和系統錨桿；錨固結構：在井壁內沿豎直方向設有多層，每層結構相同，均包括多個沿環向均勻水平設置穿過井壁向外的恒阻大變形錨索；支撐結構：水平環向設置在井壁內側，用以支撐固定恒阻大變形錨索；監測系統：包括設置在恒阻大變形錨索上的壓變式力學傳感器以及與壓變式力學傳感器連接的預警系統，與現有技術相比，本實用新型具有提高承載能力、防止失穩、施工簡單易行、空間充足等優點。

技術領域

本實用新型涉及深部立井井筒的結構體系和監測預警方法領域，尤其是涉及一種基于恒阻大變形錨索的監測預警一體化深部立井井筒裝置。

背景技術

我國煤炭與石油、天然氣相比是儲存比較豐富的能源，在一次能源消費結構中占了60％左右，1949-2006年，我國共生產煤炭超過380億噸，長期的開采導致淺埋藏的煤炭資源日益減少，我國煤炭資源埋藏深度在1000m-2000m的約占總儲量的53.2％，深部煤炭的開采是勢在必行。近30年多年來，井筒的平均深度不斷加大，特別是華東地區的江蘇、安徽、山東，以及河南等產煤大省，無論是從滿足煤炭資源的需要還是從礦井接替的需要以及煤炭企業可持續發展的角度考慮，都迫切需要開展深部立井建設。以山東、安徽、河南等省為例，新建的井筒深達800～ 1000m。立井井筒的深度逐漸增加，帶來的是穿越地層條件更加復雜，施工更加困難等問題。一些淺部立井井筒可以忽略的問題在深部立井井筒的設計中也需要納入考慮范圍之內，諸如表土層和活動性斷層等復雜地層條件的影響。

在煤礦開采過程中，立井井筒非采動破壞是一種主要的井筒破壞形式，其主要表現為立井井筒在具有足夠的保安礦柱的條件下，立井井筒的部分井壁發生嚴重變形和破壞。立井井筒的非采動破壞會對運輸造成威脅，嚴重影響礦山的正常運營，危及生產安全，造成重大經濟損失。根據調查發現，立井井筒的破壞主要是由于表土層與基巖層交界處附近的底部含水層失水，井筒受到額外的負摩阻力作用產生較大的軸壓力，最后導致井筒內壁發生剝落、壓損或更嚴重的破壞。對于深部立井而言，因其具有更大的長細比，在相同的軸壓力下更容易發生破壞。

因此，實用新型適合深部立井的井筒結構形式，并實現井筒結構安全性的自動化監測，不僅具有領先的技術意義，更具有極大的社會及經濟意義。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于恒阻大變形錨索的監測預警一體化深部立井井筒裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于恒阻大變形錨索的監測預警一體化深部立井井筒裝置，該裝置包括：

井筒結構：為一截面為環形豎向布置的圓筒，包括井頸、井身和井底，所述的井身包括井壁和系統錨桿；

錨固結構：在井壁內沿豎直方向設有多層，每層結構相同，均包括多個沿環向均勻水平設置穿過井壁向外的恒阻大變形錨索；

支撐結構：水平環向設置在井壁內側，用以支撐固定恒阻大變形錨索；

監測系統：包括設置在恒阻大變形錨索上的壓變式力學傳感器以及與壓變式力學傳感器連接的預警系統。

所述的恒阻大變形錨索包括鎖具、承載板、填充材料、鋼絞線、套管、恒阻體、恒阻頭和導向頭，所述的鎖具、壓變式力學傳感器、承載板、套管、恒阻頭和導向頭依次設置，所述的套管內頂部設有恒阻體，底部設有填充材料，所述的鋼絞線頂端依次穿過鎖具、壓變式力學傳感器、承載板和套管后與恒阻頭連接，末端分別與相鄰的恒阻大變形錨索的鋼絞線末端相互連接。

所述的支撐結構采用魚腹梁結構。