煤炭科学技术

作者：杜明泽, 许延春, 姜鹏,

关键词：立井井筒, 注水法, 厚松散冲积层, 附加应力, 地层变形,

注水法是近年来新兴的预防井筒破坏的方法，是从控制含水层疏降的角度考虑，通过维持厚冲积层底部含水层水位稳定来预防井筒破坏。针对注水法预防井筒破坏机理认识不足、现场应用效果及可行性还需要系统的研究与探讨等问题，采用室内试验、数值模拟和现场实践等方法分析了黄淮地区深埋黏土的工程性质及失水变形机理，研究了疏、注水条件下井筒受力状态和地层变形情况，并对注水法的应用效果及可行性进行了探讨。结果表明：深埋黏土主要由伊利石、高岭石等膨胀性物质组成，且随埋深增大向半固态转变，松散冲积层底部含水砂层失水上覆土层变形以整体滑移为主；疏水条件下井壁垂直压应力持续增大，地层压缩量增大，注水后，井壁垂直压应力减小，地层压缩量减小甚至出现微抬升，注水有效抑制了附加应力的产生，缓解了井壁的受压状态。在此基础上，通过对济三煤矿注水法的应用效果以及朱仙庄煤矿大降深疏降条件下注水法应用的可行性分析，得出济三煤矿工业广场松散底部含水层可控性较强，现场多孔联合注水效果较好，有效预防了井筒破坏；朱仙庄煤矿地层注水的可控性较差，在大降深疏放的条件下，不适宜采用注水法进行预防井筒破坏。研究结果进一步揭示了注水法预防井筒破坏的机理，为同类井筒破坏防治提供理论基础与应用参考。

来源：2020年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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