厚表土层深井卸压开采地面钻井变形破坏及其预防——以淮南顾桥矿为例

任波^1,2，袁亮^1,2,3，桑树勋⁴，郭华⁵，薛俊华¹，黄华州⁴，李源⁶，武杰⁷

1. 煤炭开采国家工程技术研究院深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室2. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院3. 安徽理工大学4. 中国矿业大学资源与地球科学学院5. The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization6. 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心7. 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司

摘 要：以顾桥矿工程实践为基础,结合物理模拟实验和现场监测结果,研究了厚表土层深井卸压开采地面钻井变形破坏及其预防。结果表明:钻井破坏是地面卸压瓦斯抽采失败的关键,采动影响下地面瓦斯抽采井破坏以变形和错断为主,破坏深度不一,主要集中在松散层中下部和基岩中上部;在钻井完好情况下,将钻井终孔位置布置于断层附近、"O"型圈范围内更有利于卸压瓦斯抽采。采动引起的上覆岩层离层、应力集中、竖向破断以及厚表土层"杠杆效应"造成地面瓦斯抽采井破坏,其由下至上多次出现是导致地面井多处变形破坏的主要原因。煤层采动对工作面前方巷帮应力、顶板应力的影响范围分别可达320 m、350 m,对轨顺相对位移影响范围可达工作面前方50m和后方200m,采场中部覆岩与地表之间的相对位移量远大于采场边缘附近,更容易导致井孔破坏。采用"抗"和"让"相结合的井身结构、"上止下泄"固井–完井施工工艺以及合理的井位布置等措施,可有效防止卸压开采地面钻井变形破坏,实现瓦斯稳定高效抽采。

关键词：厚表土层;地面井;瓦斯;变形破坏;预防措施;顾桥矿;