斜井的案例
不同方位和井斜角（斜井）井眼井壁穩定研究巧妙處理方法
通常情況下，井壁穩定研究所用的模型為直井或水平井，斜井相關模擬極少，原因之一就是建模較不容易，網格劃分質量不行。
為此，本文給出了巧妙處理方法用以解決該問題。
考慮到前期已近給出了直井或水平井相關視頻教程，本教程中講解不清晰的地方可參考前期井壁穩定模擬相關具體操作。
本模擬采用的是ABAQUS2016版本
網址：不同方位和井斜角（斜井）井眼井壁穩定研究巧妙處理方法
lsdyna隧道爆炸事故分析
擅長領域：dyna/abaqus/hypermesh
專家檔案: http://www.yqgqt.org.cn/content/other/1586
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這是系列案例，后期將會有更多案例推出，歡迎大家關注并點贊～
引言
2012年12月25日14時40分左右，中國中鐵隧道集團公司六標項目部第六分部，在南呂梁山隧道1#斜井正洞進口右線違規銷毀爆炸器材，造成8人死亡，5人受傷。
1 工程概況
山西中南部鐵路通道，線路全長1260 km，設計時速120 km/h。西起山西呂梁瓦塘站，東至山東日照南站，為國家Ⅰ級雙線鐵路。南呂梁山隧道進口端位于蒲縣境內，出口端位于臨汾市堯都區與洪洞縣交界處，設計為雙洞單線隧道，線間距30 m。六分部承擔南呂梁山隧道1#、2#斜井及相應正洞施工。南呂梁山隧道為雙線單洞上下分離式隧道，左線全長23443 m，右線全長23469.7 m。其中，1#斜井長2507 m，2#斜井長2757 m，正洞左、右線各9343 m。兩單線隧道按500m間距設一聯絡通道。
隧道采用鉆爆法施工，其中Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用全斷面開挖法施工，Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用臺階法施工。
2 事故經過
事故發生前1#斜井工區右線僅剩一個開挖循環即到達預定里程，剩余部分由其他工區施工。
2012年12月25日上午11時30分左右，因2號炸藥庫房庫存剩余的火工品還有14000 m導爆索，4000 m導爆管、部分毫秒雷管和炸藥要全部進行清理，作業一隊工作人員違規將14000 m導爆索、4000 m導爆管和其他爆炸物品運至洞內，并將導爆索運到隧道右線掌子面后方約35m處卸下。工作面除了領工員、班長、副班長外，其他人員已經撤離。隨后，由領工員和班長將導爆索搬運至開挖工作面附近擺放。
展開 歷時800余天，香山隧道出口順利貫通
香山隧道5號斜井至出口段承擔施工任務2753.3m，于2018年11月11日正式進洞施工，歷時兩年零六個月，有效施工時間851天，客服 各種困難，創出了單頭掘進有效月進尺100m、日進尺為3.2m、首家掘進突破千米大關、最大單月進尺182m的等好成績。為實現5#斜井與出口段“首次會師”順利貫通奠定堅實基礎。
香山隧道5#斜井至出口段順利貫通是中蘭鐵路香山隧道“實現六會師 中蘭建新功”打贏的“首仗”。下階段，中鐵北京工程局參建員工將以此為契機，狠抓現場安全質量、持續做好信息化管理、不斷強化施工組織設計，為順利完成香山隧道各項施工任務目標夯實基礎，為中蘭鐵路順利實現通車提供堅強保障。
展開 建設規模世界第一！天臺山特長隧道貫通
秦嶺天臺山隧道全長15.5公里，設計為雙向六車道，采用“兩斜井+一豎井”分四段縱向分段送排式通風方案，分別設1號斜井、2號豎井、3號斜井及3座地下風機房、各8條聯絡通風道連接左右線隧道。該隧道建設過程中，共使用相當于8座埃菲爾鐵塔的鋼材5.6萬噸、相當于21座“水立方”的混凝土126萬立方米。出渣量約517萬方，按照高度1米折算，相當于723個標準足球場面積。
中鐵十二局集團寶坪高速公路LJ-12合同段主要承擔天臺山隧道正洞，3號斜井左右線，2、3號地下風機房及聯絡通道共計16.2公里的掘進任務，也是寶坪高速全線合同額最大的標段。施工中建設者嚴格落實業主“五化”管理目標，以標準化管理為主線，以打造精品工程、安全工程為目標。據項目經理程凱介紹，他們在陜西省高速公路建設歷史上首次全過程采用大斷面隧道大型機械化配套施工，引進三臂鑿巖臺車、濕噴機械手、整體式襯砌臺車等隧道施工 “重武器”，組成了集“探”“挖”“裝運”“支”“襯”為一體的機械化施工線，配以數據化分析、機械化運作、集成化調配，實現了機械設備集成化、模式化、智能化“協同作戰”。他們還通過總結施工經驗，改進并優化了三臂鑿巖臺車鑿孔技術，在確保安全質量的前提下，成功將每循環炮眼數從213個減少到196個，降低了開挖成本。
為確保施工進度和質量安全，建設者們開展技術攻關，采用水壓光面爆破施工技術，“我們這種技術爆破后，水袋中的水呈霧狀，容易與粉塵相融合，可有效將粉塵快速附著，改善洞內空氣質量，工人可盡快進洞施工”。現場技術員解釋道，“水壓光面爆破技術，比傳統爆破減少炸藥用量17%、減少導 爆索用量70%。”
展開 
日均進尺1米，汕頭灣海底隧道正在穿越第一處地質斷層
記者了解到，汕頭灣海底隧道礦山法段全長6762米，設進口、1號斜井、2號斜井3個礦山法工區，進洞口位于濠江區達濠街道青鹽社區，1號斜井位于達濠街道葛州社區， 2號斜井位于053縣道與沈海高速交界處，目前隧道正洞及兩個工作斜井已同步鋪開施工。
由于隧道礦山段線路較長且地質條件復雜，沿線存在軟弱圍巖、富水斷層等不良地質，礦山段洞身要穿越13條斷層帶和6處破碎區，安全風險較高、施工難度大。
光纖壓力傳感器FOP-M在礦井測量氣壓應用
有時把礦山地下開拓中的斜井、豎井、平硐等也稱為礦井。每一個礦井的井田范圍大小、礦井生產能力和服務年限的確定，是礦井自體設計中必須解決好的關鍵問題之一。礦井生產能力一般是指礦井的設計生產能力，以萬t/a表示。有些生產礦井原來的生產能力由于種種原因需要改變，因而要對礦井各生產系統的能力重新核定，核定后的綜合生產能力稱核定生產能力。
在地底下開采的礦山。有時把礦山地下開拓中的斜井、豎井、平硐等也稱為礦井。礦井開拓對金屬礦山或采煤礦井的生產建設的全局有重大而深遠的影響，它不僅關系礦井的基建工程量，初期投資和建井速度，更重要的是將長期決定礦井的生產條件、技術經濟指標。礦井開拓即從地面向地下開掘一系列井巷，通至采區。礦井開拓需要解決的主要問題是：正確劃分井田，選擇合理的開拓方式，確定礦井的生產能力，按標高劃分開采水平，選擇適當的通風方式，進行采區部署以及決定采區開采的順序等。礦井開拓通常以井筒的形式分為平硐開拓、斜井開拓和立井開拓。采用合理的采礦方法是搞好礦井生產的關鍵。
煤層在形成時，一般都是水平或者近水平的，在一定范圍內是連續完整的。但是，在后來的長期的地質歷史中，地殼發生了各種運動，是煤層的空間形態發生了變化，形成了單斜構造、褶皺構造和斷裂構造等地質構造。我們采煤就要注意煤層的走向傾向和傾角。
礦井的開拓可以分成立井開拓，斜井開拓，平硐開拓和綜合開拓，主井和運輸巷等都需要永久的支護，可以采用砌碹支護，架拱支護，架蓬支護，錨桿支護，錨噴支護，錨網噴支護，錨索支護，金屬拱形支架支護，料石支護，鋼筋混凝土支護，當然還有各類支護之間的聯合支護。采掘工作面就需要臨時支護了，主要有打點柱，液壓支柱支護，木支柱支護等方式。采煤一般都采用后退式采煤，邊采邊加強支護。采空區一般使用充填法或自然垮落法處理頂板。
展開 難難難難難難難難！高黎貢山隧道到底有何難？
斜井，準確的說，斜井的技術難度是幾個工點里面最小的，高地應力軟巖變形、地下水量不是國內最大的，地溫也不是最高的，但各項問題綜合在一起解決起來就麻煩的多。
目前斜井首要問題就是地熱，斜井井身期間由于溫度不高(37℃）、高溫水量不大，采用的冰塊配合局部風扇降溫。
進入正洞后， 整個隧道處于高地熱環境中，38℃高溫熱水不斷大量涌出，隧道上部溫度已達42℃以上，冰塊降溫已經滿足不了施工需求，現場已經開始采用工業降溫設備開始降溫，目前尚可解決，但工人、設備始終像在蒸籠里面作業，效率低、易生病。
目前的隧道面距離勘察的最近的導熱斷裂還有2km，也就是說，2km外的導熱斷裂從地層深處帶來的地下熱水，致使斜井施工困難，而隧道還要向導熱斷裂繼續施工，高溫高濕會隨著隧道施工不斷增加，后續施工難度可想而知。
1#豎井，工程地質條件是幾個工點最好的，但水文條件是最難預測的，雖然已經到底，但井下車場、隧道還需要繼續施工。井筒施工期間的幾個特點至井下隧道施工都存在：
一是水壓隨豎井深度等比增加，也就是豎井多深水壓就有多大。
764m的豎井水壓達到7.3Mpa，這是目前鐵路隧道行業所遭遇的最大水壓，說明700多米的巖層無法阻斷地下水的聯通。而這個水壓相當于潛艇潛入水下700多米深所承受的壓力。目前世界上的潛艇能否潛入700m深我們不得而知，但我們所知的高壓鍋爆炸威力極大，而其內部最大壓力僅相當于不到40m深的水壓。
二是隨著豎井深度的不斷增加，水量也越來越大，但注漿卻越來越難。
正常情況下，水量變大說明巖石間裂隙大才能大量出水，裂隙大說明堵水漿液更容易通過裂隙進入巖層對地下水進行封堵。但在1#豎井卻恰恰相反，隨著深度增加、地下水量加大，漿液卻越來越難以進入巖層，只能通過減小堵水材料粒徑提高可注性。
展開 選用鉆桿耐磨帶焊絲的3個關鍵因素
隨著深井、斜井和套管保護越來越多，碳化鎢耐磨帶焊絲逐漸被淘汰，這是因為碳化鎢耐磨帶會很快磨穿套管。
隨后，基于碳化鉻的耐磨帶材料取代了碳化鎢，成為耐磨帶合金的普遍技術方案。這些產品包括含鉻的鐵基噴焊粉末，以及碳化鉻耐磨帶焊絲。這些耐磨帶材料堆焊后，表面會有明顯的裂紋。多起鉆井事故表明，這些裂紋可能導致耐磨帶合金材料脫落和掉塊，發生事故。此外，在碳化鉻耐磨帶上進行復焊也是非常困難的工作，復焊后容易產生氣孔和脫落現象。為了保證良好的復焊效果，碳化鉻耐磨帶復焊時最好將舊的殘留耐磨帶完全去除，這極大地增加了施工單位的成本。為了節省成本，不完整地進行去除工作，又為以后的脫落和掉塊埋下了隱患。從2016年開始，碳化鉻耐磨帶材料逐漸被無裂紋的耐磨帶合金材料所取代，比如北京固本科技有限公司的KB150/350型耐磨帶焊絲。通過控制碳化物的類型和數量，新一代的無裂紋耐磨帶焊絲提供優秀的耐磨性能，同時對套管非常友好。
極具磨損性的地質條件，硫化氫的腐蝕，斜井，水平導向井等越來越復雜的因素，都對鉆桿耐磨帶材料的選擇提出了更多的挑戰和要求。除了必須對套管友好(也就是耐磨帶不能對套管造成太強的磨損)，同時必須考慮到鉆桿的工作要求：比如鉆井速度，井深，斜井甚至水平鉆井。所以，在耐磨帶材料選擇時，我們必須考慮以下3個關鍵因素：
1. 耐磨帶合金的選擇;
2. 堆焊工藝指南或手冊;
3. 新技術、新工藝;
一、耐磨帶合金的選擇
市場上的耐磨帶產品主要有噴焊鐵基粉末、等離子噴焊鎳基粉末、耐磨帶焊絲，品牌和價位也各自不同。在剛開始選擇耐磨帶合金和產品時，除了既要保證產品達到設計上的要求，還同時需要盡可能地降低采購成本，以及后期復焊的綜合成本。耐磨帶的選型和采購工作，對于沒有經驗或者沒有及時跟蹤市場動態的用戶來說，顯得非常困難。
展開 大瑞鐵路秀嶺隧道平導貫通，單頭掘進9677米再破亞洲紀錄
創造了單線鐵路隧道施工有軌運輸的第一
由于不具備開辟橫洞、斜井的條件，秀嶺隧道正面獨頭掘進將有10公里，如果隧道內采用柴油汽車運輸，隧道深處的汽車尾氣難以排出，將使隧道內溫度升高，同時不利于前方工人的身體健康。
為保障隧道內的施工環境，秀嶺隧道進口施工段采用有軌電車運輸組織施工，運輸電車采取“平導進、正洞出”的大循環模式。所有進隧道車輛利用平導錯車道及橫通道進行匯車。有軌運輸雖然改善了洞內環境，但不及汽車運輸靈活方便，導致隧道施工難以提速。
“為此，我們在隧道內設立了一個‘小型鐵路局’。”施工負責人介紹，“平均每6至7分鐘就有一個車次進洞運輸組織、調度、線路日常檢修、維護、保養，最大限度地提高運輸效率，降低故障發生率。”
據介紹，大瑞鐵路全長330公里，是我國《中長期鐵路網規劃》中完善路網布局和西部開發重要項目，是中國與緬甸等中南半島國家互聯互通、通往印度洋的陸路運輸大能力通道，建成通車后，將連通中緬國際鐵路中國境內的“最后一段”，改善滇西地區的交通運輸格局，成為中緬鐵路通道的重要干線，將結束云南省保山市、德宏州等少數民族聚居區不通火車的歷史，屆時大理至瑞麗的鐵路旅行時間，也將由目前公路運輸的6至7小時，縮短到2個多小時。
展開 中國最難修的10座隧道，你知道幾條？
2008年5月后，6個斜井先后大量涌水，全管段日涌水量最大可達32萬立方米，正常日涌水量也達24萬立方米，曾創下了一個斜井連續4個月日排水量超17萬立方米的國內高原鐵路隧道建設新記錄。
經過中鐵隧道局和中鐵十六局6年零5個月的建設，該隧道于2014年4月15日全線貫通。參建單位克服高寒缺氧、地質條件復雜、施工環境惡劣等困難，采用新技術、新工藝，不斷優化施工方案，確保了工程安全順利推進。
高寒、缺氧、凍土、涌水、高溫、熔巖、斷層、五毒氣體...你能想象到的所有難題，他們幾乎都經歷過，面對惡劣的自然環境和艱苦的施工環境，中國的隧道建設者付出了常人難以想象的艱辛，讓我們一起為建設者們點贊吧！
END
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展開 頁巖鉆井液鉆井井壁穩定性分析案例
物理場方程
鉆井液壓力分布
徑向應力
塑性區域
斜井鉆井液壓力
創多項紀錄 云南大瑞鐵路秀嶺隧道貫通
敢闖敢試，創下鐵路隧道施工有軌運輸紀錄
隧道獨頭掘進長達10公里以上，受地形限制無法增加橫洞、斜井，為解決作業環境需求，設計單位按照全隧有軌電車運輸組織設計，采取“平導進、正洞出”的大循環模式，全隧鋪設有軌運輸線路55公里，鋪設鋼軌5200多噸，車輛運輸距離每天達4800多公里，是亞洲有軌運輸的最長隧道。
由于隧道開挖斷面小，加之受高地應力、軟巖大變形等影響，有軌運輸維護難度大，成本高，極大影響了有軌運輸效率。為此，施工單位在隧道內設立了500多人的軌道運輸班組，建立信息化指揮調度系統，統一協調運輸組織、線路檢修保養，實現了每6至7分鐘就有一個車次進洞，進出口合計每天達240多趟。
展開 井下破巖過程計算機仿真分析
井下破巖過程計算機仿真分析
實際油井、氣井開采時，在幾千米的井下進行破巖是一件看不見、摸不著的過程，由于井壁有直井、斜井、分支井、水平井等多種形式，且巖層多種多樣，導致了研發工程師們需要為不同的油氣井類型制定不同的開采方案，并研制多種多樣的開采工具。一般來講，最常見的是旋進式鉆井過程，巖石在鉆頭的旋轉切割作用下被粉碎，然后在鉆井液的攜帶作用下被運送至數千米以上的地面。
今天以一種典型的井下造穴刀具為例，和大家探討破巖工具在破巖過程中的受力分析和優化的過程。
這個結構很簡單，刀柄與刀頭通過銷軸連接，不過內部有通道，從刀柄一直到刀頭的端部，是走泥漿或水的。初步鉆井完成后，采用此工具將指定部位直徑擴大，形成洞穴。
工具下井后，在水力反推作用下，刀頭折疊抵住井壁，刀柄旋轉，則刀頭部位的金剛石顆粒對井壁巖石開始切割，可以將直筒形狀的井壁切出一個很大的直徑，這種刀具適用于比較軟的巖層。
ABAQUS中提供了多種材料失效模式，我們根據巖石的材料特性定義材料模型，
由于切割過程中巖石不多脫落，刀頭與周邊巖石的表面及內部的任何部位都有可能接觸，因此需要定義整體模型的接觸關系：
計算時采用顯式分析方法，對刀柄施加一定的下壓力和轉速，便實現了刀具的旋轉和切割：
根據刀具的受力分布對刀具進行結構優化：
根據刀具表面的磨損情況在刀具表面焊接防磨涂層：
通過計算機仿真分析可以完成的工作有：
1、 判斷刀具的主要磨損區域，從而在磨損區域焊接抗磨材料，提高工具壽命；
2、 得到各零部件受力情況，從而控制井上鉆壓及轉盤扭矩，避免產生斷裂事故或塑變問題，因為工具斷裂是小事，但是打撈不上來廢掉的是一口井，是大事故；
3、 對刀具進行結構優化
此方法還可以解決沖擊、金屬切削、巖土爆破等工程問題。
展開 DrillWorks——地層孔隙壓力和破裂壓力預測和分析工具
軟件配備的“用戶定義方法”及“用戶定義程序”極大地擴展了這套系統的功能，使之得以處理井壁穩定和巖石力學的分析，而這些方面的分析因為斜井、大位 移井的出現，變得越來越重要。
Risk Management: 降低土木|采礦事故(6/24/2021)
(類似事故: 2018年12月15日，重慶能投集團渝新能源公司逢春煤礦發生一起副斜井提升矸石的箕斗“跑車”運輸事故，造成7人死亡、1人重傷、2人輕傷。) 定期進行運輸設備的檢測和維修是避免發生這類事故的主要手段.
(2) 2021年6月14日20時39分，鄂爾多斯市內蒙古恒東集團匯隆煤炭有限公司發生一起煤礦機械傷害一般事故，造成1人死亡。隨著設備機械化程度的不斷提高, 目前發生這類事故的概率相對要小些, 不過還需要小心. 設置安全距離是避免發生這類事故的主要手段.
(3) 2021年6月16日22時43分許，內蒙古赤峰市喀喇沁旗世昌礦業有限公司發生一起高處墜落一般事故，造成1人死亡。井下墜落事故一般是在溜礦井口發生的, 設置明顯的安全標識和避難路徑是避免發生這類事故的主要手段.
(4) 2021年6月21日9時55分，山西柳林寨崖底煤業有限公司井下3912回采工作面輔助運輸巷900m處，1名管道工在維護抽采管路時，被吸入直徑520mm的低負壓瓦斯抽采管路，經搶救無效死亡。說實話, 沒想到會發生這樣的事故. 同一設備維修和運行不能同時工作. 當設備需要進行檢修時, 一定得在停止工作后才能進行.
(5) 2021年6月22日下午14點, 在福州海峽國際會展中心附近潘墩路和濂水路交叉口，往東方向車道上，一輛大型水泥攪拌車行經此處突然路面塌陷，車尾部及后車輪掉入長約2米、深約1米多的大坑中，可能是頂管施工作業導致路面塌陷. 地面塌陷是國內城市逐漸顯現出來的一個問題, 近年來已經發生過多次重大事故, 今后也還會發生這樣的事故. 淺部的地下空間開挖是造成地面塌陷的主要原因.
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