深厚表土层中煤矿井筒的变形破坏是黄淮地区普遍存在的一种矿山工程地质灾害,而井筒作为煤矿中最重要的井巷工程,肩负着煤矿整个生产系统的安全保障,其对煤矿的重要性不言而喻。近年来皖北矿区已有多个煤矿出现过非采动条件下不同程度的井筒变形或破坏现象,在给煤矿造成巨大经济损失的同时也给煤矿安全生产带来严重威胁。因而针对井筒的变形破坏这一工程问题开展相应的研究不仅具有理论价值,更具有重要的实际应用意义。临涣矿区任楼煤矿副井井壁自发生变形破坏后已严重干扰煤矿的正常生产。为弄清该矿副井井壁变形破坏机理,并在此基础上给出适当的治理措施,本文先从任楼矿副井变形破坏的特征入手,通过现场实测、理论分析与数值模拟等方法,开展相关研究,取得主要成果如下:(1)基于任楼矿副井周边松散层地质及水文地质条件的研究,分析了工业广场地面水源井取水及地下开采等活动造成的松散含水层水位及工业广场与副井四周地面沉降的变化情况,研究了松散含水层失水与地面沉降二者之间的内在联系,给出了副井井壁变形破坏机理的理论分析;(2)构建了任楼矿副井变形破坏的工程地质模型,借助数值模拟计算的结果,分析了松散层失水与井壁最大竖直附加应力的相关性,并得到了具体的拟合公式。而且数值模拟的研究结果也验证了副井变形破坏机理的理论分析结果;(3)根据井筒变形破坏的已有的治理方法、技术及经验,结合任楼矿副井变形破坏的实际情况,对副井实施了槽钢井圈加固和注浆加固等工程修复的治理措施,有效缓解了井壁竖直附加应力的增大,取得了良好的治理效果。此外,还从矿区水源井的取水区域、取水层位及矿井水资源的利用等角度,提出了防止地层疏水沉降的治本建议。