采動(dòng)影響下天然氣井套管變形破壞機(jī)理與保護(hù)煤柱合理留設(shè).pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對(duì)能源的需求不斷增大,使得在同一礦田范圍內(nèi),同時(shí)開采兩種或者多種資源成為可能。如何實(shí)現(xiàn)在同一礦田范圍內(nèi)安全、經(jīng)濟(jì)、有效的同時(shí)開采兩種或多種資源成為目前急需解決的重大技術(shù)課題。目前人們對(duì)同一井田范圍內(nèi)單一資源的開采已經(jīng)做了大量的研究和實(shí)踐工作,取得了一系列較為豐碩的研究成果,積累了許多值得借鑒的、寶貴的成果經(jīng)驗(yàn)。對(duì)單一的礦產(chǎn)資源地下開采后的采場(chǎng)上覆巖層移動(dòng)變形的機(jī)理、規(guī)律有了深刻的認(rèn)識(shí),但是對(duì)于兩種或者多種以上資源

2、在同一礦區(qū)范圍內(nèi)不同埋深開采時(shí)對(duì)采場(chǎng)上覆巖層所帶來(lái)的影響及多種資源開采時(shí)他們之間的相互影響的研究幾乎為空白。因此開展采動(dòng)影響下天然氣井套管穩(wěn)定性的相關(guān)研究具有重要意義。本文以斌郎煤礦101采區(qū)及雷11＃天然氣井為工程背景,運(yùn)用理論分析,室內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)、FLAC3D數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等綜合性的研究方法,對(duì)采場(chǎng)覆巖的變形破壞特征以及采動(dòng)影響下天然氣井套管變形破壞特征、機(jī)理及其保護(hù)煤柱留設(shè)等問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要工作和取得的研究成果如下:

3、r>　　(1)系統(tǒng)地調(diào)查研究了斌郎煤礦101采區(qū)的工程地質(zhì)條件以及雷11＃天然氣井的開采情況等,對(duì)該區(qū)域主要巖體的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試,并對(duì)該區(qū)域的原巖應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試,獲得了該區(qū)域的原巖應(yīng)力及主要巖層的物理力學(xué)參數(shù)。
　　(2)通過(guò)分析采動(dòng)影響下覆巖的移動(dòng)規(guī)律以及天然氣井套管變形形式,構(gòu)建了采動(dòng)影響下天然氣井變形破壞模型,提出了采動(dòng)影響下天然氣井套管受力模型、采動(dòng)影響下天然氣井套管變形破壞機(jī)理以及采動(dòng)影響下天然氣井套管變

4、形破壞判別條件。
　　(3)以礦山保護(hù)煤柱相關(guān)理論為基礎(chǔ),結(jié)合天然氣井套管受采動(dòng)影響的變形破壞模型,提出了天然氣井套管保護(hù)煤柱的留設(shè)方案。
　　(4)通過(guò)構(gòu)建三維數(shù)值模型,獲得了天然氣井套管變形破壞隨工作面推進(jìn)時(shí)在煤層傾向方向和煤層走向方向變化的直觀規(guī)律、套管圍巖及套管的彈塑性及應(yīng)力分布規(guī)律。對(duì)建立的采動(dòng)影響下天然氣井套管變形破壞理論模型以及天然氣井保護(hù)煤柱進(jìn)行了驗(yàn)證分析,獲得了采動(dòng)影響下天然氣井套管變形破壞的過(guò)程和特征,確