采動影響下地面鉆井的變形破壞機理研究.pdf

1、地面鉆井抽采采動影響煤層及采空區(qū)瓦斯是進行煤礦瓦斯治理和抽采利用的有效方法。然而,煤層的采動影響使得回采工作面通過地面鉆井位置附近時鉆井往往迅速發(fā)生破壞,不能充分利用地面鉆井的抽采效能。本論文依托國家重大基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)課題“煤巖瓦斯動力災(zāi)害的動力學(xué)演化機理”和國家科技支撐計劃課題“地面鉆孔抽放采動影響煤層及采空區(qū)瓦斯關(guān)鍵技術(shù)”,對地面鉆井的變形破壞機理進行了如下幾方面的研究:
　　(1)基于地表沉陷規(guī)律和復(fù)合巖梁變形規(guī)

2、律,分析了采動影響下采場上覆巖層層間剪切滑移和擠壓變形規(guī)律,構(gòu)建了采動影響下采場上覆巖層的復(fù)合等效巖梁模型,獲得了等效復(fù)合巖梁層間滑移和擠壓變形的分布規(guī)律。
　　(2)通過分析地面鉆井套管變形形式,構(gòu)建了采動影響下地面鉆井變形破壞的層間剪切滑移破壞模型和擠壓變形破壞模型,分析了采動影響下地面鉆井的變形破壞機理,獲得了地面鉆井在采動影響下的“S”型剪切破壞模式和橢圓形擠壓破壞模式;
　　(3)基于采動影響下的采場上覆巖層移動規(guī)

3、律和建立的地面鉆井變形破壞的剪切滑移破壞模型和擠壓變形破壞模型,分析了地面鉆井剪切滑移變形和擠壓變形沿采區(qū)傾向方向的空間變化規(guī)律和隨回采工作面推進的時間變化規(guī)律,獲得了地面鉆井變形破壞的時空影響效應(yīng),以為地面鉆井布井位置的選擇提供理論基礎(chǔ);
　　(4)分析了關(guān)鍵層、厚基巖層、厚表土層等地質(zhì)因素和采場尺寸、頂板管理方法和回采速度等回采工藝對地面鉆井變形破壞的影響效應(yīng),為地面鉆井的工程防護措施的選擇提供理論依據(jù);
　　(5)通過