厚表土薄基巖鑿井突水潰砂井筒破壞治理技術(shù)研究

程 樺，周瑞鶴，姚直書(shū)，居憲博，王曉健

(1.安徽理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.安徽大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230022；3.中煤新集能源股份有限公司，安徽 淮南 232001)

0 引 言

自1987年淮北臨煥礦區(qū)9個(gè)井筒井壁發(fā)生嚴(yán)重破裂以來(lái)，我國(guó)黃淮、東北地區(qū)相繼已有100多個(gè)立井井壁發(fā)生不同程度破壞，嚴(yán)重威脅礦井生產(chǎn)安全，造成重大經(jīng)濟(jì)損失[1-3]。造成上述多數(shù)井筒破損的主因是上述破壞煤礦立井穿越的沖積層底部含水層(底礫層)多直接覆蓋在煤系地層之上，煤礦生產(chǎn)導(dǎo)致底含疏水[4-6]，引起井筒周圍土層產(chǎn)生二次固結(jié)沉降，產(chǎn)生作用于井筒之上的豎向附加力[7-10]，次因是凍結(jié)壁融沉和季節(jié)溫度應(yīng)力等疊加效應(yīng)[11-14]。對(duì)此，提出了“豎讓橫抗”和“地面注漿加固井筒周圍地層”2種治理方案，其中以前1種方案為主，并收到預(yù)期的良好效果[18-17]。

2009年4月18日，淮南礦區(qū)某在建煤礦副井突發(fā)涌水潰砂，造成淹井事故，井筒呈現(xiàn)出豎向壓裂、法蘭盤(pán)拉開(kāi)、偏斜等破壞特征。由上可見(jiàn)，淮南礦區(qū)某在建煤礦副井大直徑鉆井井筒破壞特征與上述井筒明顯不同，且井筒水文與地質(zhì)條件復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單套用其井筒治理方法。為此，經(jīng)多次論證，本著修復(fù)、預(yù)防并重的原則，制定了“注、凍、修、防”綜合治理方案。即通過(guò)地面注漿改善巖層性能，防止下部基巖再次發(fā)生彎曲變形；通過(guò)套壁與原井壁形成復(fù)合井壁，提高井筒在該復(fù)雜地層條件下的結(jié)構(gòu)安全度；凍結(jié)作為套壁的措施工程，為其施工提供安全保障。……