钻井法凿井是一种煤矿立井施工技术,也是当前通过深厚冲积层凿井的可靠方法之一。随着煤炭资源深度开采的需要和大型钻机、破岩机具的更新和问世,新建钻井井壁越来越深,接近千米。而钻井井壁结构在悬浮下沉至井壁底但尚未壁后充填时,存在着井壁结构竖向失稳的可能。本文将突变理论应用到钻井井壁结构竖向性的理论分析中,应用弹性稳定理论建立了井壁结构系统的势能函数,建立了钻井井壁系统尖点突变模型。通过建立井壁结构竖向失稳的判别式,提出了基于突变理论的钻井井壁结构竖向稳定临界深度计算公式。结合当前钻井井壁结构井型和施工特点,给出了基于突变理论等断面满配重水、等断面非满配重水、变断面满配重水和变断面非满配重水四种工况下的钻井井壁竖向稳定临界深度的计算公式。以信湖矿主井为工程算例为背景,利用C#语言对所确立的基于突变理论的临界深度计算公式进行编程,编写了新公式的计算运行程序,得出了四种工况下钻井井壁竖向稳定临界深度运算界面及计算结果,并通过与室内试验的比较,验证了该方法的正确性。分析了井壁结构内直径尺寸、井壁结构自重和配重水高度等因素对井壁结构竖向稳定性的影响,并与以往的计算公式进行了比对,分析了钻井井壁结构竖向稳定的一般规律。通过综合分析,提出了基于突变理论的钻井井壁结构竖向稳定性理论分析的新方法,验证了突变理论在该问题中的适用性和可行性,为深入研究钻井井壁结构竖向稳定性提出了新的尝试与研究方向。图[21]表[11]参[75]