煤矿井筒畸变与罐道劣化的关联性研究

针对井筒畸变难以监测及量化表达的难题,开展了煤矿井筒畸变与罐道劣化的关联关系研究,提出了利用罐道劣化程度预警井筒畸变的方法。首先,搭建了井筒试验平台,模拟在深厚表土层挤压下井筒内部变形情况,分析了井筒畸变位置、结构特点及变形机理;其次,利用MATLAB及最小二乘法,对井筒内表面状态进行三维拟合,获取井筒变形后的姿态;再次,通过激光位移传感器测量罐道间距变化,分析罐道倾斜、弯曲、错位、节距变化情况;最后,结合分析灰色系统理论,解析数据分析阵列,探究井筒畸变与罐道劣化指标间的定量关联程度。研究表明:井筒破坏最严重的位置为深厚表土层和基岩交界面附近;罐道倾斜与井筒曲率的关联度达到0.9032,与井筒径缩量的关联度达到0.8723,为高关联度因子;罐道弯曲、罐道错位和罐道间隙值与井筒径缩量、井筒曲率的关联系数均小于0.7,为低关联度因子;当罐道倾斜较为明显时,即使罐道弯曲、罐道错位和罐道间距变化不大,井筒发生畸变的几率也很大。本研究为井筒畸变、罐道劣化等研究提供了新思路,对保障提升安全有重要理论意义和实用价值。