注水法是近年来新兴的预防井筒破坏的重要方法之一。该方法通过控制含水层疏降,维持厚冲积层底部含水层水位稳定,从而有效预防井筒破坏。然而,关于注水法的机理认识仍有待深入研究,尤其是在其现场应用效果及可行性方面,尚需系统探讨。

在对黄淮地区深埋黏土的工程性质及失水变形机理进行研究时,采用了室内试验、数值模拟和现场实践等多种方法,分析了不同水文地质条件下井筒的受力状态和地层变形情况。研究表明,深埋黏土主要由膨胀性物质如伊利石和高岭石组成,随埋深的增加,这些黏土逐渐转变为半固态,导致地层变形主要以整体滑移为主。

疏水条件下,井壁的垂直压应力不断增加,导致地层的压缩量也随之增大。而在注水后,井壁的垂直压应力显著减少,地层的压缩量有所减小,甚至出现微抬升现象。这表明注水法在抑制附加应力产生和缓解井壁受压状态方面是有效的。

进一步分析了济三煤矿朱仙庄煤矿的注水法应用效果。在济三煤矿,由于松散底部含水层的可控性较强,通过多孔联合注水取得了显著效果,有效预防了井筒的破坏。相反,在朱仙庄煤矿,由于地层在大降深疏放条件下注水的可控性较差,导致注水法的效果不佳,因此并不适宜采用该方法进行预防。