白垩系冻结井筒温度场分析：两壁相互作用研究

"白垩系冻结井筒“两壁”相互作用分析" 在矿井建设中，尤其是在白垩系地层中进行冻结井筒施工时，井筒的稳定性和安全性是至关重要的。白垩系地层的特性使得冻结法凿井成为一种常见的施工方法，然而这种方法面临着一系列的挑战。本文主要探讨的是冻结壁与砌筑井壁之间的相互作用及其对井筒稳定性的影响。 首先，当井筒开挖完成后，冻结壁会受到混凝土砌筑过程中产生的水化热的影响。水化热是混凝土硬化过程中的自然现象，由于混凝土与周围环境交换热量，会导致冻结壁局部温度升高，甚至可能融化，这对井筒的冻结状态构成了威胁。如果冻结壁的稳定性受到影响，整个井筒的结构完整性将面临风险。 另一方面，冻结壁的低温也会传递到外层的井壁上，造成井壁内外的温差增大。这种温差可能导致井壁材料的应力不均，对混凝土的强度增长不利。更重要的是，过大的温差可能会诱发温度裂缝，这些裂缝会削弱井筒的承载能力，对井筒的安全性构成严重威胁。 为了应对这些问题，研究人员利用ANSYS有限元分析软件进行了数值模拟研究。ANSYS是一款强大的工程仿真软件，能够精确模拟复杂系统中的热力学行为。通过模拟新庄煤矿风立井井筒在白垩系地层中的实际工况，研究人员能够深入理解冻结壁与井壁之间的温度场交互作用，揭示其变化规律。 通过数值分析，可以优化施工方案，预测和控制井筒的温度分布，从而减少温度裂缝的产生，提高井筒的整体稳定性和耐久性。这项研究不仅为新庄煤矿的工程实践提供了指导，也为其他类似地质条件下的冻结井筒施工提供了理论依据和技术支持。 关键词：白垩系；冻结壁；井壁；数值分析；冻结法；温度场 总结起来，白垩系冻结井筒的“两壁”相互作用分析是一项关于矿井建设中冻结井筒稳定性的关键研究。通过理解和模拟井筒内外壁的热交互效应，可以采取有效的预防措施，确保井筒的施工质量和长期安全。这项研究的应用不仅局限于新庄煤矿，而是对所有涉及白垩系地层冻结井筒建设的工程项目都有参考价值。