矿业安全与环保

作者：董俊亮, 王林, 张燊, 翟瑞昊, 王泽伟, 宋宇航

关键词：重复采动, 协调开采, 煤与天然气, 煤柱宽度, 覆岩运移

我国鄂尔多斯盆地存在煤与天然气资源重叠区域开采相互扰动问题。以新街一井为例，研究煤层重复采动下天然气井套管应力演化特征及位移变形规律，分析了不同煤柱宽度下套管损伤破坏区域与应力峰值变化情况。在套管、水泥环、围岩之间设置接触面以模拟实际生产中三者的接触关系，利用FLAC3D数值软件模拟不同保护煤柱宽度时套管的应力峰值与弯曲程度，为套管的正常生产提供新的思路。研究结果表明：煤层回采过程中套管经历向左侧采空区偏移再向中心回正的过程，在煤层及顶底板处弯曲变形剧烈，应预先加固并重点监测该区域套管损伤与破坏情况。开采2-2上煤层时覆岩移动剧烈导致套管峰值应力增长速率较大，在煤层及顶底板等软弱岩层层位应力集中，上煤层开采对2-2煤层产生卸压效果使得下煤层开采时应力上升缓慢，应力仍集中于煤层处。基于套管应力分布及位移情况, 分析保护煤柱留设宽度，主要以套管应力集中情况作为判断依据：当保护煤柱宽度为300 m时套管应力峰值为287 MPa；当保护煤柱宽度为200 m时应力峰值为312 MPa，超出套管屈服应力导致套管破坏进而影响安全生产，留设300 m左右宽度保护煤柱能够保障套管的稳定性，提高煤炭的采出率。

来源：2025年第3期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

查看矿业安全与环保杂志2025年第3期