废弃石油套管对工作面顶板影响研究

发布时间：2024-02-05 17:51

　　煤炭和石油天然气资源重叠区中,由于石油埋藏较深,导致石油井贯穿煤系地层,而废弃石油井套管对工作面顶板变形破坏产生作用,改变了顶板原有的力学状态。目前井下出现CH4、H2S等有毒有害气体严重超标的现象,部分原因是油层中的尤其通过老旧破损套管扩散到含煤地层中。因此研究废弃石油套管影响下工作面覆岩结构特征、移动破坏规律、支架载荷,对资源重叠区顶板控制提供理论基础,同时为油气在煤系地层中扩散提供重要依据。本文以双马煤矿为工程背景,研究废弃石油套管对工作面顶板的影响。研究表明:1、通过力学分析与计算,石油套管增大了岩土体的抗剪切能力,略微增加了围岩内摩擦角,套管锚固体粘聚力增加了 91.5MPa,弹性模量为16884MPa,泊松比为0.274。由此改变了岩体的承载能力、受力特性和力学参数,提高了岩体的稳定性。2、通过有无套管两种情况物理相似模拟实验的对比,由于套管的影响,工作面初次来他步距增加18m,平均周期来压步距增大6.93m,来压时支架工作阻力增大1698kN,且来压强度有所增加,压力增高区扩大10～30m,应力峰值增大1OMPa左右,上覆岩层下沉量在不同层位有不同程度减小,尤其在有套管处...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1技术路线

图2.1试件制作试样如图2.1所示：试件运用ZS-100型自动取芯机加工而成，试件具体尺寸为：直

图2.1试件制作试样如图2.1所示：试件运用ZS-100型自动取芯机加工而成，试件具体尺寸为：径φ50mm，高h为30～100mm不等，每种岩样取出试件长、中、短三组，分别做抗压抗拉、抗剪试验。取出的试件如图2.2所示：(a)单轴抗压试件(b)抗拉试验试....

图2.2制成的试件

2.3.2煤岩体物理力学实验双马煤矿煤岩体物理力学实验主要进行单轴抗压实验、抗拉实验、抗剪试验三方面。通过从现场取得煤岩体样本，在实验室中使用空心钻进行试件的制作。图2.1试件制作试样如图2.1所示：试件运用ZS-100型自动取芯机加工而成，试件具体尺寸为：直径φ5....

图2.3单轴抗压实验

(a)试件加载(b)试件出现裂隙(c)试验完成后的试件图2.3单轴抗压实验（2）抗拉试验（巴西法）这种试验方法施加给实心圆柱体试件径向载荷直至其破坏，从而得到岩石的抗拉强度。DtPRt2（2.13）式中tR——抗拉强度；P——试件破坏时的极限压力；D——试件的直径；....

本文编号：3895987