基于有限元強(qiáng)度折減法的地面鉆井安全性判識方法研究.pdf

1、地面瓦斯抽采技術(shù)是近年來興起的治理礦井瓦斯超限的一種有效的手段，但是由于地面瓦斯抽采井要經(jīng)歷煤層在回采過程中上覆巖層的劇烈的移動變形，其受力形式是比較復(fù)雜的。正因?yàn)槿绱说孛嫱咚钩椴删陌踩栽u估成為一直困擾著人們的難題。本文將巖土工程中廣泛使用的有限元強(qiáng)度折減法應(yīng)用到地面鉆井安全性的評估中，對地面鉆井進(jìn)行了以下幾個方面的研究:
　　(1)通過數(shù)值模擬煤層開挖過程得出巖層界面處是位移和應(yīng)力比較集中的地方，尤其是關(guān)鍵層與下部巖層交界處

2、是鉆井破壞的高危位置;
　　(2)建立不同直徑和不同壁厚的地面鉆井套管的三維模型，通過對煤層開采的模擬得到拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力在地面鉆井套管橫截面上的分布規(guī)律，并得到了地面鉆井套管最大拉伸和剪切應(yīng)力隨直徑和壁厚的變化規(guī)律;
　　(3)引入有限元極限分析思想，通過對套管抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度進(jìn)行折減分別得到地面鉆井套管的抗拉和抗剪安全系數(shù)，并且通過套管塑性區(qū)隨折減系數(shù)的變化情況得到了地面鉆井套管抗拉和抗剪的破壞形式和破壞過程;