一种冻结井壁竖向可缩性接头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种冻结井壁竖向可缩性接头，所述第一环形法兰盘和第二环形法兰盘连接为一体形成上环形法兰盘，所述上防水圈垂直固定在上环形法兰盘的顶部，下防水圈垂直固定在下环形法兰盘的底部，垫板设置于下环形法兰盘和下防水圈之间，下环形法兰盘与上环形法兰盘相平行，多个立板由内至外依次设置于上环形法兰盘和下环形法兰盘之间，弧形板连接在上环形法兰盘和下环形法兰盘之间，弧形开口和最外层立板组成封闭结构。本发明的接头在水平方向能承受设计侧压力值，并具有良好的防水性，在产生竖向可缩变形前后，均不发生漏水现象，还能满足防腐及易加工等要求。
【专利说明】一种冻结井壁竖向可缩性接头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种矿井井壁，尤其涉及的是一种冻结井壁竖向可缩性接头。
【背景技术】
[0002]自1987年以来，在淮北、徐州、大屯、兖州、永夏和东荣等矿区相继发生了 100多个煤矿立井井筒破裂事故。现有研宄成果表明: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，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。近年来，为缓解日益突出的能源瓶颈问题，我国新井建设速度明显加快，而新建矿井多穿越深厚表土层。如果在矿井井壁设计中再不考虑上述问题，立井井筒在以后生产运营期间的安全性能就难以保障。
[0003]在矿井井壁结构设计中，除考虑地层水平方向的水、土侧压力之外，还应考虑地层沉降引起的竖向附加力。
[0004]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】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种冻结井壁竖向可缩性接头，提尚矿井的安全性。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述接头为圆环形筒状结构，所述接头包括下环形法兰盘、第一环形法兰盘、第二环形法兰盘、垫板、多个立板、多个弧形板、上防水圈和下防水圈；所述第一环形法兰盘和第二环形法兰盘连接为一体形成上环形法兰盘，所述上防水圈垂直固定在上环形法兰盘的顶部，下防水圈垂直固定在下环形法兰盘的底部，垫板设置于下环形法兰盘和下防水圈之间，下环形法兰盘与上环形法兰盘相平行，多个立板由内至外依次设置于上环形法兰盘和下环形法兰盘之间，弧形板连接在上环形法兰盘和下环形法兰盘之间，弧形开口和最外层立板组成封闭结构。
[0007]所述立板上开设沥青注入口，最内层立板的沥青注入口上连接沥青注入管。立板用于承载竖向荷载。
[0008]所述垫板上开设混凝土振捣孔，垫板的外沿为齿状，混凝土振捣孔位于相邻的齿之间。
[0009]所述多个弧形板沿最外层立板的圆周方向等间距设置。弧形板承载水平荷载，具体的数目由井筒净直径和提吊能力决定。
[0010]所述接头为0235-8钢焊接而成。结构性能优越。
[0011]本发明相比现有技术具有以下优点:本发明的接头在水平方向能承受设计侧压力值，并具有良好的防水性，在产生竖向可缩变形前后，均不发生漏水现象，还能满足防腐及易加工等要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的截面结构示意图；
[0013]图2是本发明的立体示意图。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]如图1和图2所示，本实施例的接头为圆环形筒状结构，截面呈“工”字形状，所述接头包括下环形法兰盘1、第一环形法兰盘5、第二环形法兰盘6、垫板7、外立板3、内立板4、多个弧形板2、上防水圈8和下防水圈9 ；所述第一环形法兰盘5和第二环形法兰盘6连接为一体形成上环形法兰盘，所述上防水圈8垂直固定在上环形法兰盘的顶部，下防水圈9垂直固定在下环形法兰盘1的底部，垫板7设置于下环形法兰盘1和下防水圈9之间，下环形法兰盘1与上环形法兰盘相平行，内立板4和外立板3由内至外依次设置于上环形法兰盘和下环形法兰盘1之间，弧形板2连接在上环形法兰盘和下环形法兰盘1之间，弧形开口和外立板3组成封闭结构。上防水圈8和下防水圈9能够防止井壁的水渗入。外立板3和内立板4上开设沥青注入口，内立板4的沥青注入口上连接沥青注入管11。立板用于承载竖向荷载。垫板7上开设混凝土振捣孔10，垫板7的外沿为齿状，混凝土振捣孔10位于相邻的齿之间。
[0016]多个弧形板2沿外立板3的圆周方向等间距设置。弧形板2承载水平荷载，具体的数目由井筒净直径和提吊能力决定。接头为0235-8钢焊接而成。结构性能优越。
[0017]接头水平方向能承受侧向压力，其竖向方向的临界荷载应满足下式:
[0018]02 ? ? ？2
[0019]式中--上覆井壁自重和井筒装备重量；
[0020]？0^--接头竖向临界荷载；
[0021〕 ？2 井壁结构的竖向临界荷载。
[0022]这样既可保证在竖向附加力增大到一定数值后、井壁自身所受荷载达到其材料极限承载能力之前，发生屈服及压缩变形，又可有效地衰减竖向附加力。
【权利要求】
1.一种冻结井壁竖向可缩性接头，其特征在于，所述接头为圆环形筒状结构，所述接头包括下环形法兰盘、第一环形法兰盘、第二环形法兰盘、垫板、多个立板、多个弧形板、上防水圈和下防水圈；所述第一环形法兰盘和第二环形法兰盘连接为一体形成上环形法兰盘，所述上防水圈垂直固定在上环形法兰盘的顶部，下防水圈垂直固定在下环形法兰盘的底部，垫板设置于下环形法兰盘和下防水圈之间，下环形法兰盘与上环形法兰盘相平行，多个立板由内至外依次设置于上环形法兰盘和下环形法兰盘之间，弧形板连接在上环形法兰盘和下环形法兰盘之间，弧形开口和最外层立板组成封闭结构。
2.根据权利要求1所述的一种冻结井壁竖向可缩性接头，其特征在于，所述立板上开设沥青注入口，最内层立板的沥青注入口上连接沥青注入管。
3.根据权利要求1所述的一种冻结井壁竖向可缩性接头，其特征在于，所述垫板上开设混凝土振捣孔，垫板的外沿为齿状，混凝土振捣孔位于相邻的齿之间。
4.根据权利要求1所述的一种冻结井壁竖向可缩性接头，其特征在于，所述多个弧形板沿最外层立板的圆周方向等间距设置。
5.根据权利要求1所述的一种冻结井壁竖向可缩性接头，其特征在于，所述接头为Q235-B钢焊接而成。
【文档编号】E21D1/14GK104453912SQ201410740333
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】孙静雯 申请人:安徽恒源煤电股份有限公司