[发明专利]一种冻结井的可缩性接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井井壁接头，尤其涉及的是一种冻结井的可缩性接头。

背景技术

近年来，在矿区相继发生了多个煤矿立井井筒破裂事故，主要为冻结法施工的井筒。现有研究成果表明：这些井筒破坏的主要原因是由于这些矿区的底部含水层直接覆盖在煤系地层之上，随着矿井建设和生产的进行，表土含水层的水位逐渐下降，加之冻结壁的融沉，土体中有效应力逐渐增加，从而引起井筒周围土层固结沉降，施加给井筒一个相当大的向下竖向附加力(又称为负摩擦力)，使井筒受到的竖向荷载加大，由于我国过去在井壁设计中未曾认识到这一特殊地层的竖向附加力问题，随着地层的沉降，竖向附加力逐渐增大，最终导致井壁因强度不足而破坏。

在井壁结构设计中，除考虑地层水平方向的水、上侧压力之外，还应考虑地层沉降引起的竖向附加力作用。

在井壁结构设计中，为减少或避免由于竖向附加力作用而引起的井壁破坏，可采取二种思路：一是采用“抗”的办法，即加大井壁厚度或提高混凝土强度等级；二是采用“让”的办法，即在井壁竖向适当位置设置可缩性接头。当作用在井壁上的竖向附加力达到一定值时，可缩性接头便产生压缩变形，使积聚在井壁内的竖向应力得以释放，从而可防止井壁破坏。由于竖向附加力非常巨大，显然，采用“抗”的方法在技术上难以实现，且经济上也不合理。所以，应采用竖向可缩性井壁结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种冻结井的可缩性接头，用以提高矿井的安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括位于外侧的环形立板、与所述环形立板同轴的内环立板、多个位于环形立板和内环立板之间的径向肋板、上法兰和下法兰；所述内环立板套设在环形立板之内，径向肋板沿冻结井的径向分布于环形立板和内环立板夹持形成的环形空间内，上法兰和下法兰分别设置于环形立板的顶部和底部用于连接上下混凝土结构井壁。

作为本发明的优选方式之一，所述上法兰和下法兰为平板式法兰盘。

作为本发明的优选方式之一，所述接头采用Q235钢材制成。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明既安全可靠、又经济合理；竖向屈服承载能力具有一定的临界值，其值可大于上覆井壁自重与其他施工荷载之和，并小于井壁混凝土的竖向承载能力；具有较大的竖向压缩率，可满足总压缩量与地层沉降量相适应的要求，防止井壁破坏；在水平方向能承受设计侧向水、土压力；在竖向产生屈服变形后仍具有良好的防水防漏和防腐能力；便于制作和安装施工。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的剖视图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，本实施例包括位于外侧的环形立板1、与所述环形立板1同轴的内环立板2、多个位于环形立板1和内环立板2之间的径向肋板3、上法兰4和下法兰5；所述内环立板2套设在环形立板1之内，径向肋板3沿冻结井的径向分布于环形立板1和内环立板2夹持形成的环形空间内，上法兰4和下法兰5分别设置于环形立板1的顶部和底部用于连接上下混凝土结构井壁上法兰4和下法兰5为平板式法兰盘。本实施例的接头采用Q235钢材制成。

外侧的环形立板1除承担竖向荷载作外，还要起到防水，抗水、土压力的作用；径向肋板3同样承受竖向荷载，但在水平方向上它起到防止环形立板1突然屈曲失稳，以提高整个接头抵御水、土压力能力的作用；上法兰4和下法兰5的平板式结构便于与上下混凝土结构井壁相连接。当接头位置井壁承受竖向荷载达到接头的临界荷载时，接头产生屈服变形，释放井壁中的竖向应力。