针对煤矿非均衡开采(工广保护煤柱开采)情况下引起的立井井壁破裂现象,用弹性力学方法解释了该种情况下的井壁破裂机理。在此基础上,应用卸压槽法修复破裂井壁技术对该立井井壁进行了修复。工程实践表明,该修复技术可达到根治井壁破裂的目的。
【非均衡开采下立井井壁破裂机理】
在煤矿开采过程中，非均衡开采，即工广保护煤柱开采，是一种常见的开采模式。然而，这种开采方式可能导致立井井壁的破裂，严重影响矿山的安全和生产效率。非均衡开采引发井壁破裂的机理主要涉及到以下几个方面：
1. **原岩应力场变化**：当井筒保护煤柱被回采，井筒周围的原岩应力场会发生改变。原本稳定的压力平衡被打破，导致井壁承受额外的应力。
2. **附加应力分布**：在采动影响下，井壁受到的水平附加应力是非轴对称的。这会导致井壁不同方向上的切向最大附加应力，当这些附加应力超过井壁材料的强度时，井壁就会破裂。
3. **软弱岩层的影响**：如果井筒围岩中存在软弱岩层（如煤线或断裂破碎带），它们的刚度低于井壁，会在垂直方向上产生更大的变形，进而将覆岩的重量转移到井壁，形成压应力集中，加速井壁的破坏。
4. **地质条件**：深厚的冲积地层和复杂的地质结构使得井壁破裂的不确定性增加。例如，沛城矿主井的井壁破裂发生在第三、四纪表土层，其中的粗砂层可能加剧了破裂现象。
【井壁修复技术——卸压槽法】
针对非均衡开采导致的井壁破裂问题，卸压槽法是一种有效的修复技术。这种方法通过在井壁上开凿卸压槽，释放井壁内部的过量应力，从而防止或减少井壁的进一步破坏。卸压槽可以减小井壁与围岩之间的压力差，恢复或保持井壁的稳定性。在沛城矿的实践中，采用卸压槽法修复破裂的井壁，有效地解决了井壁破裂问题，确保了矿山的正常生产。
【结论】
非均衡开采下的立井井壁破裂是一个复杂的问题，需要深入理解井壁破裂的机理，并结合实际地质条件选择合适的修复策略。卸压槽法作为一项实用的技术，已成功应用于工程实践，证明了其在防治井壁破裂方面的有效性。对于煤炭矿山来说，预防和修复井壁破裂不仅关乎安全生产，也直接影响经济效益，因此，对这一领域的研究和技术开发具有重要意义。
