煤炭科学技术

作者：李延河, 倪小明, 王保玉, 谭学斌,

关键词：采动井, 套管破断, 防控对策, 加强件, 上覆岩层组合,

准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策，能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象，采用理论计算与数值模拟软件模拟方法，确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律，分析了上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的相关性，拟合出上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的关系式；根据研究区采动井的实际开发经验，确定出最佳布井区域下的套管主要破断类型，结合常用套管力学参数，得出“两场”演化下的套管破断位置及长度等特征；对常用的采动井局部防护技术进行总结，并提出对应的防控对策。结果表明：工作面推进过程中，上覆岩层应力呈现出“波动−线性降低”的变化规律，位移呈现出“几乎未发生变化−类双曲线型”的变化规律。最佳布井区域下的采动井套管主要以拉伸缩径和剪切破断为主，选择施加套管加强件对采动井套管进行加固。研究区地面采动井三开段采用N80套管时，需在煤层上部46 m亚关键层处、54 m软硬互层处分别加设抗拉伸套管加强件和抗剪切加强件；采用P110套管时，需在煤层上部46 m亚关键层处加设抗拉伸加强件。建议研究区地面采动井三开段均采用P110套管，增加采动井的井筒稳定性。该研究成果为平顶山矿区及相似条件下采动井预防套管破断提供了理论指导。

来源：2024年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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