煤炭工程

作者：范文博,赵晓东,冯旭海,生帅,焦威,周国庆,赵光思

单位：1. 中煤建设集团有限公司，北京 1022182. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室，江苏 徐州 2211163. 中国中煤能源集团有限公司，北京 1001204. 中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710000

关键词：鄂尔多斯盆地 , 白垩系砂岩 , 构造裂缝 , 冻结法凿井,

鄂尔多斯盆地白垩系具有强富水、含泥质、弱胶结等特征，具有显著的工程环境效应，给盆地竖井施工带来显著的地质挑战。通过总结调研鄂尔多斯盆地竖井施工过程中的问题发现：盆地白垩系地层中冻结壁厚度与井筒最大荒径比最大相差50%以上；竖井井筒实际揭露涌水量与预测涌水量相差大，冻结、注浆、掘砌等施工参数难以把握；盆地竖井建设呈现出普通法无法通过，注浆法收效甚微，冻结法存在风险的尴尬局面。受燕山期和喜山期两期构造应力作用和地层非均质影响，鄂尔多斯盆地内部发育两组区域性构造裂缝；盆地周围构造应力表现为先期不均匀挤压和后期不对称剪切（扭转）作用，使得盆地内部构造裂缝具有压扭特征；竖井围岩构造裂缝不同于宏观断层和微尺度裂纹，其具有和竖井井筒直径相同的尺度量级，导致水-岩-缝-井间的强非线性耦合规律，严重时诱发井壁破裂甚至淹井。研制压扭裂缝CT可视化实验系统和强富水、含泥质、弱胶结砂岩重塑制备方法，揭示压扭裂缝形成特征和受扰演化致灾机理，建立原位精细监测方法，将为建立基于水-岩-缝-井耦合作用的井壁荷载模型，创新发展竖井井壁防灾理论体系，克服西部竖井建设、运维面临的地质挑战提供科学依据。

来源：2025年第10期

《煤炭工程》期刊编辑部

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