钢筋混凝土井壁冬季施工技术措施

矿山竖井钻井法施工中，钢筋混凝土井壁承受着较大的水土压力，对矿井的安全起着极为重要的作用。结合工程实际，阐述了钢筋混凝土井壁的冬季施工技术措施。     

抗动压井壁结构型式的模拟优化研究

安阳鑫龙矿业有限责任公司根据公司发展规划,对现有矿井进行全面技术改造和矿区扩建,计划在采动影响范围内建设一个新的风井。运用Flac3D数值模拟软件对不同结构形式的井壁(素混凝土、钢筋混凝土、井壁外侧加垫层的复合井壁、井壁内加垫块的复合井壁)进行模拟比较,同时研究不同垫块位置(刚度),进行模拟比较。得出井壁内加垫块的井壁结构较好、垫块位置(刚度)对井壁受力影响较小的结论。     

深厚表土中煤矿立井非采动破裂的研究

本文介绍了近年来我国华东矿区深厚表土层中煤矿立井井壁非采动破裂的特点。分析了井壁破裂的工程地质条件，研究了井壁与土接触面上土─混凝土作用变形和强度参数，并将该接触面视为接触面单元，用弹塑性有限元法，模拟了深厚表土底部含水层失水时土与井壁的相互作用，得到了井壁附加应力随深度和含水层水头降的变化规律，分析了井壁稳定性，揭示了井壁破裂的内在机理。     

表土含水层疏排水时井壁破裂原因的研究

本文建立了表土含水层疏水时井壁受力的弹性模型，对它的弹性解进行了分析，得到了井壁附加轴向力与各影响因素的理论关系，并在此基础上分析了华东地区井壁破裂的原因和机理。     

非均匀岩石钻孔崩落方位的模拟与研究

钻孔崩落法是地应力测量的一种重要方法，但是考虑到岩石力学性质的非均匀性，崩落方法角会偏离最小主应力方向。用Weibull分布来描述岩石力学性质的离散性，用RFPA方法对非均匀岩石的钻孔崩落方位角进行了模拟。通过对模拟结果的分析，研究了非均匀岩石钻孔崩落方位角的分布情况。指出了RFPA方法进一步应用的前景。     

机井定点补损机具的研制与应用

本文针对洗井过程中出现的井壁漏洞,研制成功了一套定点探损、补损机具。经实践应用表明,该机具具有构造简单、操作方便、补损效果好、造价低廉等优点。     

井壁破裂与砼的徐变破坏

黄淮地区煤矿井壁破裂大都是由于厚松散覆盖层底部含水层失水固结,地层沉降,导致井壁外侧出现负摩阻力,从而在竖井轴向上形成附加的下拉荷载而引起。这些破裂始见于保护层砼的剥落,而后见壁中砼发育密集的竖直砂浆裂隙,砼中骨料因界面裂隙的发育而被剥离,砼向井内膨胀并呈现“假塑性”等。除这些特征外,从负摩阻力的出现及增荷过程来看,井壁破裂是在轴向高压应力长时间作用下的结果,它涉及的是井壁砼的长期强度,故井壁破裂属于砼徐变破坏。      

塔里木盆地深部煤层失稳机理及防塌钻井液技术

针对塔里木盆地深部煤层钻井过程中钻井液漏失和井壁垮塌等井下复杂问题,采用镜质体反射率分析、X射线衍射、扫描电镜等方法测试了煤的微观结构和理化性能。明确了煤层的失稳机理:煤中固定碳质量分数平均超过60%,镜质体反射率大于1.0%,煤化程度高、性脆、易破碎;黏土矿物总的体积分数低于25%,黏土中不含强水敏性矿物蒙脱石;煤层割理呈网状分布,其宽度主要集中在1~10 μm,易漏失。综合判定煤层失稳类型为力学失稳。以煤层微观结构为目标,结合钻井液材料粒度分布,优选沥青类封堵剂,设计出适用于煤层的沥青质聚磺防塌钻井液体系,其性能测试结果表明:沥青质聚磺防塌钻井液滤失量低、泥饼薄,能有效封堵煤的绝大部分割理,减少钻井液侵入量,防止煤层垮塌。研究成果一定程度上为塔里木盆地深部煤层的安全高效钻井提供技术保障。      

高密度油基钻井液体系优选及其在页岩气水平井的应用

为解决威远-长宁地区泥页岩地层井壁失稳、井眼清洁等问题,通过试验优选出适用于高密度油基钻井液体系使用的乳化剂、有机土和降滤失剂等处理剂;通过正交试验设计确定出一种适用于威远-长宁地区页岩气长短水平井使用的高密度油基钻井液体系。其最终配方比例为：5%主乳化剂+2.0%辅乳化剂+2.0%润湿剂+5%降滤失剂+2%有机土+3%CaO、油水比80∶20（25%CaCl2水溶液）。对其性能进行评价,结果表明该体系可加重密度至2.2 g/cm3,加重后性能稳定,可抗水污染达9%,抗岩屑污染至18%,具有较好的抗污染性能,页岩回收率95.11%,抑制性能好,乳化性能稳定。现场应用表明：高密度油基钻井液满足威204H378井页岩气水平井钻井施工需求,全井性能良好,无井漏,井径规则,测井未见异常,顺利完钻。     

工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究

对于包括大部分煤矿和部分其他矿山在内的自重应力型矿山,采用随机介质理论进行开采地表移动和变形预计,其处理工程问题的准确性和可靠性已成为不争的事实.然而,对于大多数金属矿山及部分其他矿山,由于其成矿条件总是与腚残余构造应力相联系,当矿区的残余构造应力显著时,构造应力影响会改变地表沉陷盆地的形态,并使沉陷盆地的范围急剧扩大,其开采引起的地表移动与变形表现为下沉系数减小,移动范围增大的特征,用随机介质理论进行研究时,往往需与其构造应力相联系,加以改进;而其中采用崩落法开采所导致的地表塌陷坑的变形与原有应力场之间,同样存在其特定的规律.