煤炭和石油天然氣資源重疊區(qū)中,由于石油埋藏較深,導(dǎo)致石油井貫穿煤系地層,而廢棄石油井套管對工作面頂板變形破壞產(chǎn)生作用,改變了頂板原有的力學(xué)狀態(tài)。目前井下出現(xiàn)CH4、H2S等有毒有害氣體嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象,部分原因是油層中的尤其通過老舊破損套管擴(kuò)散到含煤地層中。因此研究廢棄石油套管影響下工作面覆巖結(jié)構(gòu)特征、移動(dòng)破壞規(guī)律、支架載荷,對資源重疊區(qū)頂板控制提供理論基礎(chǔ),同時(shí)為油氣在煤系地層中擴(kuò)散提供重要依據(jù)。本文以雙馬煤礦為工程背景,研究廢棄石油套管對工作面頂板的影響。研究表明:1、通過力學(xué)分析與計(jì)算,石油套管增大了巖土體的抗剪切能力,略微增加了圍巖內(nèi)摩擦角,套管錨固體粘聚力增加了 91.5MPa,彈性模量為16884MPa,泊松比為0.274。由此改變了巖體的承載能力、受力特性和力學(xué)參數(shù),提高了巖體的穩(wěn)定性。2、通過有無套管兩種情況物理相似模擬實(shí)驗(yàn)的對比,由于套管的影響,工作面初次來他步距增加18m,平均周期來壓步距增大6.93m,來壓時(shí)支架工作阻力增大1698kN,且來壓強(qiáng)度有所增加,壓力增高區(qū)擴(kuò)大10～30m,應(yīng)力峰值增大1OMPa左右,上覆巖層下沉量在不同層位有不同程度減小,尤其在有套管處...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1技術(shù)路線

圖2.1試件制作試樣如圖2.1所示：試件運(yùn)用ZS-100型自動(dòng)取芯機(jī)加工而成，試件具體尺寸為：直

圖2.1試件制作試樣如圖2.1所示：試件運(yùn)用ZS-100型自動(dòng)取芯機(jī)加工而成，試件具體尺寸為：徑φ50mm，高h(yuǎn)為30～100mm不等，每種巖樣取出試件長、中、短三組，分別做抗壓抗拉、抗剪試驗(yàn)。取出的試件如圖2.2所示：(a)單軸抗壓試件(b)抗拉試驗(yàn)試....

圖2.2制成的試件

2.3.2煤巖體物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)雙馬煤礦煤巖體物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要進(jìn)行單軸抗壓實(shí)驗(yàn)、抗拉實(shí)驗(yàn)、抗剪試驗(yàn)三方面。通過從現(xiàn)場取得煤巖體樣本，在實(shí)驗(yàn)室中使用空心鉆進(jìn)行試件的制作。圖2.1試件制作試樣如圖2.1所示：試件運(yùn)用ZS-100型自動(dòng)取芯機(jī)加工而成，試件具體尺寸為：直徑φ5....

圖2.3單軸抗壓實(shí)驗(yàn)

(a)試件加載(b)試件出現(xiàn)裂隙(c)試驗(yàn)完成后的試件圖2.3單軸抗壓實(shí)驗(yàn)（2）抗拉試驗(yàn)（巴西法）這種試驗(yàn)方法施加給實(shí)心圓柱體試件徑向載荷直至其破壞，從而得到巖石的抗拉強(qiáng)度。DtPRt2（2.13）式中tR——抗拉強(qiáng)度；P——試件破壞時(shí)的極限壓力；D——試件的直徑；....

本文編號：3895987