采动条件下井壁变形对井筒涌水量的影响.pdfVIP

第３０卷 第１期 湖南科技大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．１ ２０１５年　 ３月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｍａｒ．２０１４ ｄｏｉ：１０．１３５８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７２－９１０２．２０１５．０１．００８ ① 采动条件下井壁变形对井筒涌水量的影响 １，２ １ ３ 连会青 ，夏向学 ，王世东 （１．中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京 １０００８３；２．华北科技学院安全工程学院，河北 三河０６５２０１； ３．中国煤炭科工集团西安研究院，陕西 西安７１００７７） 摘　要：大口径深立井开挖过程中，较准确预测井筒涌水量一直是工程实践中需要解决的难题．以山东龙固矿主井为 例，采用理论分析、实验测试和数学计算探讨井筒开挖阶段涌水量的合理预测方法．首先，开展了实验测试分析应力应变－ 渗透性的关系，提出了覆岩的渗透性与岩石性能有关，且渗透性在岩石破坏前后其值达到最大．其次，采用岩石力学理论和 ３Ｄ Ｆｌａｃ数值模拟对井筒破坏带范围进行计算，得出风化基岩段产生２．５ｍ左右的破坏带，二叠系砂岩中产生５ｍ左右破坏 带，在石炭系岩层中产生３ｍ左右的破坏带．最后，分别对是否考虑岩层破坏带影响的２种情况，使用解析法、数值模拟法、 达西渗流断面法计算了井筒涌水量．得出结论：忽视井筒破坏带对涌水量的影响导致预测值偏小；达西渗流理论公式应用 在上覆第四系松散层中应用效果较好，在深部基岩裂隙岩体中数值法效果更好． 关键词：采动条件；井壁变形；井筒涌水量；破坏带；数值模拟 中图分类号：ＴＤ７４１；Ｐ６４１．４　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１６７２－９１０２（２０１５）０１－００４７－１０ Ｉｍｐａｃｔｏｆｗｅｌｌｂｏｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｉｎｆｌｏｗｕｎｄｅｒｂｏｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ １，２ １ ３ ＬｉａｎＨｕｉｑｉｎｇ ，ＸｉａＸｉａｎｇｘｕｅ，ＷａｎｇＳｈｉｄｏｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓａｎｈｅ０６５２０１，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｘｉ’ａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏｒｐ，Ｘｉ’ａｎ７１００７７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｉｎｆｌｏｗｏｆｗａｔｅｒｆｒｏｍｓｈａｆｔｉｓａｌｗａｙｓａｐｒｏｂｌｅｍｎｅｅｄｅｄｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ，ｉｎｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｅｐａｎｄｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｈａｆｔ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄｗｈｉｃｈｏｆｗａｔｅｒｉｎｆｌｏｗｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｈａｆｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｂｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａ