基于光纖光柵監(jiān)測的厚松散層井筒變形預(yù)測研究.pdf

1、我國華東地區(qū)的淮北、大屯、徐州、兗州、淮南等礦區(qū)相繼有百余個(gè)立井井壁發(fā)生了不同程度的破壞，系該地區(qū)巨厚松散層底部含水層的疏排水固結(jié)沉降所致。使用正確、有效的監(jiān)測方法預(yù)測預(yù)報(bào)含水層固結(jié)沉降變形，及時(shí)識別從微觀到宏觀的變形特征，是避免上述災(zāi)害的根本所在，有著非常重要的意義。 研究了我國華東地區(qū)厚松散層立井井筒破壞的基本特征和規(guī)律，井筒破壞的工程地質(zhì)條件，分析了井筒破壞過程及發(fā)生機(jī)制?；诤畬覶erzaghi固結(jié)理論，研究底部含水層

2、疏水沉降變形規(guī)律，分析了松散層沉降時(shí)井壁外表面剪切力，建立了井壁豎直附加應(yīng)力的計(jì)算模型，提出了井壁破壞的校核方法。 研究了松散地層變形與載荷傳遞規(guī)律，井筒穩(wěn)定性分析及強(qiáng)度校核方法和流程，并給出一個(gè)井筒強(qiáng)度校核的實(shí)例。基于井簡破壞的各種預(yù)測方法的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，提出了一種“以光纖光柵監(jiān)測為主，其它幾種監(jiān)測方法為輔，多種監(jiān)測方法相結(jié)合”的綜合井筒安全性評價(jià)與預(yù)測系統(tǒng)。 采用鉆孔植入式光纖Bragg光柵監(jiān)測松散地層沉降變形，建立

3、鉆孔植入式光纖Bragg光柵巖層變形監(jiān)測力學(xué)模型，進(jìn)行了應(yīng)變傳遞理論分析，得出了應(yīng)變傳遞率隨水泥砂漿彈性模量、泊松比和鉆孔直徑的變化規(guī)律，并設(shè)計(jì)了應(yīng)用于巖層變形監(jiān)測的光纖Bragg光柵傳感器，計(jì)算了該傳感器在擬定鉆孔直徑下的應(yīng)變傳遞系數(shù)，分析了底部含水層應(yīng)變與井壁豎直附加應(yīng)力的關(guān)系。 針對濟(jì)寧三號煤礦風(fēng)井松散層的沉降變形進(jìn)行了鉆孔植入式光纖Bragg光柵傳感檢測方法的應(yīng)用，開發(fā)了巖層變形光纖Bragg光柵傳感監(jiān)測軟件，實(shí)現(xiàn)了對地