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摘要
地面井在煤层开采引起的采动作用下极易发生变形直至失稳破坏，这也是制约采动卸压区地面井瓦斯抽采技术应用的关键性问题。以新疆1930煤矿大倾角煤层群开采为背景，开展了大倾角煤层群开采下地面井变形的相似模拟试验，通过监测覆岩移动、煤层应力变化、地面井管道不同位置的轴向与环向变形，揭示了大倾角煤层群采动下地面井变形规律，研究表明：首先地面井在采动过程中处于剪切、挤压、拉伸的复合应力状态，但由于煤岩层倾角的存在，环向的剪切变形大多时间大于轴向的拉伸变形，即地面井受到的剪切作用占主导地位，同时采动过程中，地面井环向的剪切变形与轴向伸缩变形存在一定的负相关关系，在一定程度上说明地面井所受的剪切作用和拉压作用存在相互制约的关系；其次地面井轴向变形规律整体呈现增大趋势，但过程中出现拉缩交替的现象，与近水平煤层重复采动时的一直增大存在较大差异，而环向的剪切变形的变化趋势则与近水平煤层重复采动时较为相似，出现了反复错动的特点，但最终剪切位移的方向始终为煤层的倾斜方向；最后研究也发现在主关键层上部地面井变形规律整体呈现“增大—减小”反复三次交替，在主关键层及下部呈现“增大—减小”反复四次交替。研究成果可以为大倾角多重采动区地面井的工程应用提供一定的理论支持。
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单位煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室; 重庆大学
