朱仙庄煤矿北部主采煤层8煤上覆侏罗系砾岩含水层,即“五含”,为确保安全开采,朱仙庄煤矿采用对“五含”先截流、疏放水后再开采的综合治理方案。由于“五含”与冲积层底部的“四含”水力联系密切,“五含”疏放水必然引起“四含”水位下降,这将引起含水层有效应力增加、土体固结、地层沉降,施加给井壁一个相当大的竖向附加力,从而对井筒的安全运行构成严重威胁。为此,本文以朱仙庄煤矿“五含”疏放水为工程背景,开展了井壁受力变形机理分析和安全监测研究。论文采用井壁受力理论分析、疏放水条件下井壁变形的数值模拟、现场监测传感器性能室内试验和工程安全监测相结合的方法,系统研究了地层疏水沉降条件下井壁的受力变形特性,以分析井壁的安全状态。首先,分析了井壁分别在自重、侧压力以及竖向附加力作用下的应力计算方法,然后应用叠加原理,给出了疏水沉降条件下井壁在三者共同作用下的应力计算公式;在数值分析方面,采用FLAC数值模拟软件,分析了朱仙庄煤矿副井井壁在不同降水深度条件下的井壁附加应力大小及地层沉降量,对井壁的安全状态进行了预测分析。在井壁安全监测方面,为了分析比较钢弦式应变传感器和光纤应变传感器在井壁监测中的精确度,开展了室内模拟试验,结果表明,二种传感器均能满足井壁安全监测的精度要求。最后,根据工程地质条件和井壁受力分析,制定了朱仙庄煤矿“五含”疏水条件下井壁安全监测方案,进行了测试元件安装,并通过半年多的测试,获得了井壁的受力变形数据,实时分析井壁的安全状态,并给出了防止井壁破裂的预案,为矿井的安全生产提供了决策依据。图[69]表[15]参[54]