双源协同井筒变形监测系统的应用研究

煤矿井筒的损坏会造成一定程度的生产风险和经济损失,本文结合马泰壕煤矿地质条件与井筒工程实际情况,在综合分析国内外现行各井筒变形监测方法特点后,本着可靠性、先进性、经济性、重点区域监测等原则,确定采用融合钢丝基线法和传感器法的双源协同监测法。首先采用钢丝基线变形监测法,获得井壁现状数据,通过附有参数的条件平差拟合得到34个井筒断面的圆心与半径,利用MATLAB软件对井筒进行三维拟合分析,计算井筒中心线的倾斜、曲率等变形参数,对井筒现行状况进行初步判断;然后采用传感器监测方法,利用自动监测系统中的倾角计和静力水准仪实时采集井筒的沉降数据与倾斜数据,实现井筒变形数据的实时采集与展示分析,达到持续监测的目的。本次井筒变形监测系统的应用研究验证了双源协同监测法在井筒变形监测工作中的可行性与可靠性,为后续类似井筒监测工程提供了经验依据。

小官庄铁矿北区开采扰动的地表及井筒变形规律

针对由于地下开采引起的小官庄铁矿地表及井筒产生较大移动变形的问题,利用FLAC^(3D)程序对小官庄铁矿地下开采进行了数值分析,为现场的采矿方案确定提供指导。根据对-387 m阶段、-450 m阶段矿体开采的数值模拟,北区-450 m阶段矿体的开采必然导致地表及井筒移动变形的继续增大,采用充填采矿法能够限制地表及主、副井井筒移动变形的发展。权衡考虑降低采矿成本和限制地表和井筒变形的需要,提出了小官庄铁矿北区-450 m阶段保安矿柱外150 m范围内的矿体采用充填法过渡开采,其他部分继续采用无底柱分段崩落法开采的方案。

基于WTLS的井筒变形监测算法及方案设计

针对基于最小二乘的常规井筒变形监测算法中,系数矩阵往往包含观测值误差影响,难以解算出井筒变形最优解,提出一种抗差加权整体最小二乘算法。该算法通过同时对待求参数和系数矩阵进行估计,克服常规最小二乘系数矩阵受观测值随机误差影响;同时结合IGGⅢ三段权函数抗差因子,调整各观测值权函数,消除观测值粗差对最终变形估计值的影响,得到最优的井筒变形值。最后分别采用模拟和实测井筒数据对算法进行了验证,结果表明:当观测值含有随机误差时,整体最小二乘算法优于最小二乘,但都无法抵御观测粗差影响;抗差加权整体最小二乘算法可以有效抵御观测粗差,修正观测随机误差影响,且精度优于抗差最小二乘;采用抗差加权整体最小二乘算法对实测井筒变形数据进行解算结果与实际相符,可以增强变形监测结果的可靠性,提高井筒变形量精度。

双激光基准在井筒变形监测中应用的研究

立井井筒对于采用立井开拓方式的矿山来说是及其重要的生产和安全设施,对其进行变形监测是保障立井安全运营和维护的重要措施。利用激光垂准仪建立双激光基准进行井筒的变形监测具有效率高、稳定性强和占用井筒时间短等特点。本文针对双激光基准在井筒变形监测中的应用进行研究,提出了激光基准的建立和坐标传递的方法,并对其结果进行精度评定;分析了特征点和基准点位置关系对测量结果精度的影响,阐述了布设井筒变形监测网的要求。结果表明,激光基准能够代替钢丝锤球基准应用于井筒的变形监测中,并能获得较高的精度。

考虑井筒变形的深层射孔井岩石破裂压力计算模型

为了准确预测井筒变形下岩石破裂压力和研究水力射孔参数对其的影响,基于保角变换方法和断裂力学理论,推导了射孔孔眼尖端应力强度因子,建立了射孔椭圆井筒岩石破裂压力计算模型。通过理论计算与实验结果对比,验证了模型的可靠性,并基于该模型分析了井筒变形程度、射孔参数对岩石破裂压力的影响。结果表明:非变形井筒状态下所预测的破裂压力偏高,随着井筒变形程度的增加,岩石破裂压力降低;射孔方位角控制在20°以内,有利于裂缝起裂和减小近井裂缝弯曲度;随着射孔深度的增加,裂缝起裂角增加,岩石破裂压力降低且幅度逐渐减小。综合考虑降低破裂压力和避免近井裂缝弯曲率过大这两方面因素,推荐最优射孔深度为井筒尺寸的1.5~2.0倍。该模型为射孔椭圆井筒岩石破裂压力计算提供了新的手段。

井筒变形预测与保护措施研究

针对鹤壁二矿井筒与工业广场保护煤柱的开采,确定了采用膏体充填分层下行式开采的方法,并计算出了允许的地表最大下沉系数为0.15。在此开采方法下,进行了井筒变形的预测,得出随着工作面向井筒推进,井筒下沉和拉伸变形也相应变大,当工作面推过井筒50 m时,井筒变形达到稳定;并根据预测结果进行了保护措施的选择。

矿山井筒变形的数学模型及应用

在对矿山井筒变形多次实际监测和理论分析的基础上 ,有针对性地提出了井筒变形的数学模型和变形模式分析方案 ,描述了井筒变形的 5个子模式数学模型 ,阐述了变形模型中的参数解算和模型中各影响因素的分析方法 ,并给出了应用实例。结果表明 ,该数学模型概括了井筒变形的具体特性 ,能够反映变形状态、影响因素及其影响程度。

井筒变形预测与治理

山东某金矿1#井筒近年受民采影响发生变形错位、开裂破坏,为了保证矿区的安全生产,对1#井筒进行了下沉和拉伸压缩变形预测,并根据预测变形值采用了爆破卸载和预应力锚索加固等治理措施,经倒垂线井筒变形观测,治理取得了很好的效果。

基于黏弹性理论的干热岩井筒变形与损伤破坏研究

干热岩地热深钻施工过程中井筒围岩失稳是一个技术难题。针对我国青海共和盆地勘探孔所揭露的干热岩地质构造,基于黏弹性理论,推导出三维应力下井筒围岩损伤破坏判别式。借助COMSOL有限元软件开展数值试验,研究不同影响因素(如温度、最大水平应力、井径等)下,含有结构层的井筒变形与损伤破坏规律。结果表明:结构面是干热岩井筒围岩破坏与失稳的关键部位,也是干热岩井筒围岩稳定控制的重点;温度是造成干热岩井筒变形的主要因素,温度对于含有结构面的井筒围岩的损伤破坏影响显著,300℃是一个温度阈值;温度和井径是造成干热岩井筒围岩损伤破坏的主要因素,且结构面处井筒围岩较花岗岩层内井筒围岩易发生破坏。

钢丝基准线法井筒变形监测误差分析

在分析钢丝基准线法井筒变形监测的基础上,针对其测量精度偏低的问题提出监测改进方案、改正计算公式,以利广泛推广采用。

金桥煤矿井筒变形实时测量与井筒破坏突变模型

针对金桥煤矿副井涌沙引发井筒变形的实际问题 ,研究了采用GPS技术实时监测井筒动态非线性变形方法 ;运用了突变理论 ,建立了井筒破坏的突变模型 ;给出了井筒变形的控制变量与状态变量表达式 ;对有效地治理损害的井筒具有重大指导作用 .

张双楼煤矿井筒变形原因分析

通过分析张双楼煤矿工业广场范围内主井、副井、新副井投产以来的井筒沉降、偏斜数据,结合区域地层特征、含水层水位变化情况、水源井位置分布以及井筒受力变化规律综合分析,总结出井筒变形的3个主要原因,对其它条件相似矿井具有指导意义。

基于双激光基准井筒变形监测的精度分析

误差分析和精度评定是双激光基准在井筒变形监测中的重要组成部分。文中针对双激光基准在井筒变形监测中的应用，详细说明了交会角对测量结果精度的影响。根据双激光基准在井筒变形监测中的应用原理知测量步骤，建立井筒变形监测点的误差模型进行误差预计。实例证明该误差模型可以用于井筒变形监测的实际生产中，并得到良好的效果。

谈谈用位移法检测井筒变形

本文依据生产实践，提出了对变形井筒检测的必要性和用位移法检测井筒变形的观测方法。

开采高坑矿立井工广煤柱的井筒变形预计与采煤方法选择的探讨

本文通过井筒变形预计,分析研究了全部陷落法、风力充填、水力矸石充填及混合开采等不同采煤方法对高坑矿立井工广煤拄开采时井筒的变形与损害,得出了水力矸石充填采煤法为最佳的结论。

海孜煤矿井筒变形监测及分析

介绍海孜煤矿井筒变形的监测方法、监测结果及分析与处理方法。

任楼煤矿副井井筒变形破坏机理研究与防治

在分析任楼煤矿副井井筒变形破坏特征的基础上,结合新生界松散层地质和水文地质条件分析,阐述了地面供水和地下采煤引起的松散含水层水位动态变化、地面沉降特征,研究了二者之间的内在联系,得出了松散层地下水水位下降与地面沉降之间的正相关关系。在此基础上建立了副井井壁变形破坏的工程地质模型,解释了该矿副井井壁的变形破坏机理,进而提出并实施了有针对性的修复技术——井圈加固和注浆加固,取得了良好的治理效果。

非采动地表沉陷及引起井筒变形破坏机理

本文以众多的现场观测资料分析和成功的实践经验为基础，建立了厚冲积层条件下非采动地表沉陷引起不同结构井筒井壁的应力状态的系列理论计算公式和参数的确定方法，为预防和治理非采动地表沉陷对井筒的不利影响。

立井井筒变形与检测方法的研究

分析了地下开采引起立井井筒变形与破坏规律，并提出了井筒变形现场观测研究的理论根据、方法和手段。

荆各庄矿工业场地煤柱开采对井筒变形影响研究

煤矿井筒是整个矿井的咽喉,在对资源枯竭型矿井的工业场地煤柱进行回收时,必须对井筒进行合理保护,只有井筒及工业场地建筑物满足变形要求时,才能对煤柱进行合理回收,因此在对工业场地煤柱进行开采方案设计后对开采方案进行准确的移动变形预计十分重要。通过概率积分法和FLAC软件进行模拟分析,2种方法计算结果相近,FLAC软件形象地模拟了井筒附近煤柱采动后岩体的应力、位移和破坏特征,为工业场地煤柱开采提供了依据。