隨著我國煤炭資源開采逐步轉(zhuǎn)向深部,立井井筒穩(wěn)定性成為制約煤礦建設的關鍵問題之一。尤其當井筒穿過深厚的軟弱巖層時,這一問題將會更加突出。因此,在深部立井井筒建造過程中,如何防止深厚軟巖對井壁的破壞就成了一個亟待研究并解決的關鍵技術難題。本論文通過調(diào)研分析后認為:當井筒穿過軟弱巖層時,軟弱巖層的性質(zhì)、賦存深度和厚度是影響井筒穩(wěn)定性的關鍵因素。據(jù)此,論文通過建立井筒基礎力學模型,選取圍巖塑性區(qū)厚度、彈性模量和泊松比作為表征軟弱巖層性質(zhì)的指標,研究了軟弱巖層的性質(zhì)對井筒穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:在本模型中,軟弱巖層彈性模量是影響井筒穩(wěn)定性最重要的因素。利用FLAC^3D軟件建立井筒三維地質(zhì)模型,選取井筒的變形矢量、變形、圍巖塑性區(qū)分布和應力作為指標,分析軟巖賦存深度和厚度對井筒穩(wěn)定性的影響。研究表明:1)隨著軟巖賦存深度和厚度的增加,井筒變形值和范圍都增大,給維護井筒穩(wěn)定性帶來了極大的困難;2)水平應力是影響井筒穩(wěn)定性的主要因素,豎直應力加劇井筒的不穩(wěn)定性,水平應變和圍巖塑性區(qū)的破壞形式是判斷井筒失穩(wěn)最重要的指標;3)井筒的應力和變形存在反比例的關系,剪切應力對井筒穩(wěn)定性的影... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

三維數(shù)值計算模型

方案 A-5圖 3-3 軟弱巖層賦存深度對井筒變形矢量的影響示意圖 3-3 Influence schematic diagram of weak rock occurrence depth on shaft deformab井壁時，各點的位移矢量不明顯，因此對變形矢量放大處理。 3-4 可知，由于軟弱巖層承載能力較差，將較大的地壓傳遞給了井較大的變形矢量，對井壁造成極大的危害；井筒最大變形矢量發(fā)生；豎直變形矢量僅占水平變形的 20%，但因井壁與圍巖整體下沉，變很小，對井壁破壞較��；此外，井壁厚度的增加提高了井壁的承矢量減小，保證井筒的安全生產(chǎn)。

方案 A-7 方案 A-8圖 3-4 井壁厚度對井筒變形矢量的影響示意圖gure 3-4 Influence schematic diagram of shaft wall thickness on shaft deformable ve軟弱巖層賦存深度對井筒水平變形量的影響（a）無井壁時水平變形取值位置 （b）有井壁時水平變形取值位置圖 3-5 井筒水平變形取值位置示意圖igure 3-5 The schematic diagram of the value position of shaft horizontal deformati5堅硬巖層堅硬巖層軟弱巖層井筒5 5 10測點 測點測點測點測點26中軸線堅堅硬軟井筒測點測點測點5 5032內(nèi)井壁外井壁6中軸線

【參考文獻】：
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本文編號：3423660