近年来,山东巨野矿区厚松散层薄基岩地层立井井筒出现一种松散层段井筒偏斜与竖向压缩变形共存的新破损形态,与以往我国黄淮地区井筒因竖向负摩擦力受压破坏特征有明显区别,且偏斜破损机理不清,严重威胁生产安全。为此,本文以郭屯矿厚松散层薄基岩非对称开采主、副、风立井井筒偏斜为研究对象,采用理论分析、相似模型试验、现场实测相结合的研究方法,围绕厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理问题,系统开展开采与底含疏水共同作用地层沉降及水平变形特征、地层移动预计模型、井筒偏斜机理等研究,对解决科学留设类似条件工业广场井筒保护岩（含煤）柱难题,防止井筒偏斜和破损事故,具有重要的理论意义和应用价值。论文完成的主要研究工作和结果如下:（1）开展了厚松散层薄基岩开采相似材料模型试验。结果表明,充分开采条件下,基岩导水裂隙带发育至底含,引发底含疏水固结沉降变形;底含疏水引起松散层沉降和水平位移加剧了煤层开采引起的松散层移动变形,约占地层总变形的10%～40%和5%～35%;随着底含疏水量的增加,地层下沉边界和水平移动边界逐渐向井筒方向延伸,最终由底含疏水引起的松散层扰动影响波及至立井井筒,致使井筒向非对称开采工作面方向偏斜,且其偏斜量随底含疏水量的增加而增加。（2）给出了该类地层煤层开采和底含疏水共同作用覆岩移动理论解,并得到现场实测验证。计算表明,底含疏水引起的地表沉降占总沉降的15%～30%,引起的地表水平位移占总位移的10%～25%,且底含疏水引起的地表沉降和水平移动影响范围相对于单独采煤作用下的影响半径大幅增大80%左右。（3）基于Knothe时间函数模型,提出地表点某一时刻沉陷量对时间的n阶导数与该点的最终下沉值和瞬间下沉值之差的n次方成正比例关系的新模型假设,建立了改进Knothe时间函数模型。采用郭屯矿1301工作面沉陷盆地走向主断面上6个监测站的实测数据,验证了改进Knothe时间函数模型精度。结果表明,改进Knothe时间函数模型地表沉降值与实测值吻合程度明显高于传统时间函数模型。（4）将改进Knothe时间函数模型与煤层开采与底含疏水引起的地层移动计算模型结合,建立了该类条件地层移动时空计算模型,采用该模型对郭屯矿立井井筒偏斜数据进行反演,揭示该矿主、副、风井发生偏斜的机理为:煤层开采引发的底含疏水固结沉降叠加作用,加大了地层沉降影响范围,其沉降主要影响角正切值tanβ2=0.6,远小于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》规定的2.41～3.54。因主、副、风井在地层沉降影响范围内,导致在非对称煤层开采（西北方向）条件下,深厚松散层向该方向发生水平移动,致使井筒发生偏斜。（5）理论计算分析了影响井筒偏斜的主要影响因素。结果表明,井筒偏斜量与底含厚度、松散层与基岩厚度比和底含水位降深呈正相关,与松散层主要影响角正切值呈负相关。对井筒偏斜影响的敏感性依次为:底含水位降深>松散层与基岩厚度比>松散层主要影响角正切值>底含厚度。（6）建立了地层与井筒相互作用的“上塑下弹”剪切力学模型,推导了井筒竖向附加应力和弯曲应力解析解,分析了偏斜井筒受力特性。研究表明,井筒偏斜引起的弯曲应力很小,基本可忽略;竖向附加应力由上而下逐渐累积,在松散层与基岩交界处,主、副井筒轴向总应力超过其极限承载力,但因井筒预埋了可压缩性接头,上覆压力随可压缩性接头的变形逐渐被释放。图[85]表[27]参[164]