多重采動下大傾角上覆煤巖移動及地面井變形規律

王智民 ，梁運培 ，鄒全樂 ，張碧川 ，冉啟燦

（1.重慶大學 煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室, 重慶 400044；2.重慶大學 資源與安全學院, 重慶 400044）

0 引 言

在地理環境、成煤條件等因素的影響下，我國煤層普遍存在碎軟、低滲透性的特點，這也給煤礦瓦斯治理帶來了巨大的挑戰。煤炭開采的采動卸壓作用往往會使得煤層的滲透性有所提高，進而改善瓦斯在煤層中的解吸和流動狀態。采動卸壓區地面井瓦斯抽采技術就是運用了該原理，利用煤層開采的采動卸壓作用使得瓦斯大量涌出，進而利用地面鉆井充分抽采卸壓范圍內涌出的瓦斯[1-4]。但同時采動作用引起的巖層移動也必然會對采動范圍內的地面井井身結構產生影響，進而導致地面井的失穩破壞。

國內外學者針對近水平、單一煤層開采情況下地面井的變形規律、失穩模式、失穩機制等進行了系統的研究，建立了地面井套管的剪切破壞、拉伸破壞、擠壓破壞等數學模型。孫海濤等[5]基于采場上覆巖層組合劃分規律建立了地面鉆井變形破壞的層面拉剪變形破壞模型，并在晉城礦區地面鉆井試驗中進行了驗證。魯義等[6]利用地面沉降理論，建立了地面垂直鉆井井身位移與變形的數學模型,得到了鉆井水平位移與水平變形的函數，并基于數值模擬軟件FLAC，實現了地面垂直鉆井水平應力場的模擬。WHITTLES[7]利用數學模型分析了不同地質條件下，采動區地面井井身破壞的影響因素。PéRIé[8]根據鉆井周圍的圍巖破壞特征，提出了鉆井圍巖中間主應力是導致鉆井發生變形破壞的重要影響因素。……