在煤炭生产过程中,井壁的破裂给矿井的安全生产带来了严重的威胁。研究表明,深厚表土层底部含水层在采矿活动或人为疏水过程中产生水位下降是导致井壁破裂的主要原因。为了预防及治理井壁破裂的发生,本文通过现场实测、理论分析和数值计算,以桃园煤矿副井为研究对象,对底部含水层水位下降与的地表沉降及井筒变形之间的关系进行了研究。通过现场的监测,获得了井筒压缩变形及地面沉降的规律。在监测期间,井筒压缩变形几乎不随时间产生波动,总体上呈现出线性变化的规律,井壁混凝土平均压缩量增速约为0.942mm/y。井筒地面沉降累计沉降量为5-6mm,沉降量随时间呈线性增加,平均沉降增加速率为2.095mm/y,地面沉降量大于井壁的竖向压缩量。通过理论分析,对邓肯-张模型进行修正,得出适合深部土层的邓肯-张模型,并通过二次开发嵌入到大型有限元软件Abaqus中,以便进行数值模拟计算。基于流固耦合理论,采用Abaqus模拟第四层含水层水位下降对地面沉降及井筒变形的影响。发现第四含水层水位的下降导致井筒周围土体整体下沉,且主要是由于第四含水层压缩以及第四含水层上部的第三隔水层部分压缩导致土体整体下沉。总的整体沉降量5.348cm,其中第四含水层的压缩量为4.62cm,达到总沉降量的86.39%。第三隔水层的压缩量为0.532cm,约为总沉降量的10%；在靠近井筒周围的土体由于受到井筒的摩擦力,沉降量小于远离井筒的土体的沉降量,约为土体沉降量的19.5%。同时,井筒受到周围土体产生负摩阻力,井筒发生压缩下沉,井筒的压缩量远小于土体的压缩量；井筒应力最大的部位为井筒底部,井筒底部最大主应力26.03Mpa,最小主应力为2.317Mpa,井筒快要达到极限强度。本文针对底部含水层水位下降与的地表沉降及井筒变形之间的关系进行的研究,取得了一定的成果,为相关理论和类似工程提供了一定的借鉴。