温德华

(上海大屯能源股份有限公司，江苏沛县 221000)

1 前言

自1987年以来，我国已有110多个井筒在表土段或基岩风化段发生了井壁破裂灾害，主要集中在徐州、大屯、兖州、淮北、永夏等矿区［1，2］，对煤矿生产和安全构成了巨大的威胁。根据破裂井壁的状况，通过近20年的研究得出结论:井筒周围土层下沉过程对井筒外表面产生较大的竖直附加力，这一附加力是发生破裂灾害的主要原因［3～6］。井筒是煤矿安全顺利生产的咽喉部位，也是整个煤矿安全保障系统的重要组成部分，掌握其在建设和生产运营期间的安全稳定状况及井壁受力发展趋势对于确保煤矿的正常安全生产有重要意义。分别在井筒内外井壁建立长时安全性监测系统，分析掌握井壁在垂深100～180 m范围的受力变化规律和井壁外壁与周围土体的相互作用力，预测预报井壁的安全度，为保证矿井井筒的安全具有重要意义。

2 监测方案

2．1 工程概况

孔庄混合井设计深度为1088 m，净径为8．1 m。井筒表土段及风化基岩段采用冻结法施工，基岩段采用普通凿井法施工。冻结段包括表土和风化基岩共346 m，冻结表土段为187 m，井壁为双层钢筋混凝土支护。

2．2 传感器选择

井壁受力和变形监测选用的传感器为埋入式混凝土应变传感器，如图1(a)所示，用于测量井壁混凝土的竖向应变。这种规格的传感器使用寿命长、精度高(误差在6 με以内)，同时可测量温度(精度为0．5℃)，反映温度应力对井壁受力的影响。测量井筒外壁和周围土体土压力选用振弦式二次感应土压力传感器，如图1(b)所示，它具有二次密封性能，增加了受力面积，能消除不均匀受力影响，安装方便，适用于长期测量土压力变化，并可同步测量埋设点的温度。……