煤矿采动井预防套管破断的加强件位置及长度的确定——以平顶山矿区为例
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煤炭科学技术
- 网络首发时间:2024-01-11 18:43:11
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作者
李延河倪小明王保玉谭学斌
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单位
平顶山天安煤业股份有限公司中国平煤神马控股集团有限公司河南理工大学能源科学与工程学院河南理工大学煤系气资源高效开发研究院
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摘要
准确确定出煤矿采动井预防套管破断的加强件的位置及长度能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的相关性,拟合出相应函数;根据研究区采动井的实际开发经验,确定出最佳布井区域下的套管主要破断类型,结合常用套管力学参数,得出预防套管破断的加强件位置及长度。结果表明:工作面推进过程中,上覆岩层应力呈现出“波动-线性降低”的变化规律,位移呈现出“几乎未发生变化-类双曲线型”的变化规律。最佳布井区域下的采动井套管主要以拉伸缩径和剪切破断为主。研究区地面采动井三开段采用N80套管时,需在煤层上部46m亚关键层处、54m软硬互层处分别加设抗拉伸套管加强件和抗剪切加强件;采用P110套管时,需在煤层上部46m亚关键层处加设抗拉伸加强件。建议研究区地面采动井三开段均采用P110套管,增加采动井的井筒稳定性。该研究成果为平顶山矿区及相似条件下使用加强件加固优化采动井套管提供了理论指导。
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关键词
套管变形采动井加强件上覆岩层组合
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文章目录
0引言
1平顶山矿区地质概况
2加强件位置及长度的确定方法
3.基于数值模拟的离层段应力和位移分布
3.1 关键层的确定
3.2上覆岩层应力和位移分布规律
4加强件位置和长度的确定
4.1 煤矿采动井套管破断类型
4.2 采动井套管加强件位置和长度的确定
5 结论