特殊地层条件竖井井壁破坏机理及防治技术

回顾了１９８７年以来竖井井壁破裂灾害发生的概况，介绍了１０ａ来联合，分工攻关研究防治所取得的成果和应用概况以及需要探讨的问题。  

论深厚表土层中确定地下结构物外载的基础理论——深土力学

基于深厚表土层中建井工程实践和模拟试验研究，分析深表土中井壁的外载、井壁与土的相互作用，探讨了深土与浅土之力学特性的区别，提出深土力学的概念、内容、框架，认为深土力学是土力学的一个生长点，是厚表土中确定地下结构物外载的基础理论．  

特殊地层条件竖井井壁破裂机理

应用模拟试验与现场工程监测等研究方法获得的井壁破裂机理说明，在深厚表土层中的含水层直接覆盖在煤系地层之上或与煤系地层有较好水力联系，含水层含水丰富，但疏排水时水补给不足的特定条件下（即特殊地层条件），由于采矿活动或人为疏排水使含水层水位下降而固结压缩，造成地层下沉；在下沉过程中，地层对井筒外壁施加一个竖直附加力，该力是导致井壁破裂的主要原因。对其它影响因素也进行了讨论。  

华东地区立井井壁破坏原因浅析

根据华东地区立井井壁破坏位置，地层条件及破坏时间，对立井井壁破坏特征进行分析。初步分析表明立井井壁的主要原因，是立井井壁和周围地层间垂直方向上相对运动产生井壁外侧面向下的“井壁负摩擦力”，造成井壁内应力超地原来设计中取无负摩擦力时的允许值，导致井壁破坏。  

关于疏水沉降地层中井壁破坏问题的认识与建议

总结并分析了近１０ａ来对生产矿井井壁竖向压缩破坏问题的研究成果。认为引起井壁破坏的根本原因是冲积层疏水沉降引起的井壁竖向附加力，而与地质构造运动和地下水流动等关系不大，地压、井壁自重、温度应力等井筒所共有的外力应作为初始力来考虑。分析并指出了目前按模型试验和井壁混凝土强度反算的井壁竖向附加力可能偏小的原因。综合评述了疏水沉降地层中井壁破坏的治理途径和存在问题，并提出了在施工钻井井壁时，采用局部固井方法以减小井壁负摩擦力等建议。  

地面与破壁注浆治理井壁破裂灾害的工程分析

对黄淮地区厚松散表土层覆盖区矿山坚井破裂的治理方法进行了讨论，分析了地面注浆与破壁注浆方法应用于井壁破裂治理工程中的基本工艺流程及其优缺点。根据工程实例，对两种方法的实际效果开展了分析研究，证实了注浆法的良好效果；采用弹塑性轴对称力学模型和有限元数值计算方法分别对正常状态（不注浆），破壁注浆和地面注浆3种条件下的井壁纵向应力进行了模拟计算，从力学机理上指出破壁法的缺陷，提出地面法的可行性及其工程设计要点。  

特厚冲积层冻结法凿井外层井壁受力实测研究

为解决济西生建煤矿主、副井筒特厚冲积层中冻结法凿井的技术难题，在施工过程中对外层井壁的内、外力进行了实时监测，获得了400m以下深厚黏土层冻结压力的实测数据。通过实测信息反馈，两井筒实现了动态设计和信息化施工。  

深表土中高强钢筋混凝土井壁力学性能的试验研究

针对500～700m深表土中冻结井筒的支护难题，提出合理的技术途径，即采用现浇高强钢筋混凝土井壁结构。通过模型试验，对这种井壁结构的应力特性和强度特征进行了深入研究，结果表明：高强钢筋混凝土井壁具有很高的承载力，且增大钢筋含量对井壁承载力影响很小，但提高混凝土的强度等级可显著地提高井壁的承载力，并根据理论分析和试验结果推导出了这种井壁承载力的计算公式，从而为该种高强井壁结构的工程应用提供了设计依据。