采空区受煤矿乱挖无序开采影响，地面会出现采空塌陷及沉降，影响煤矿人身及财产安全。为彻底消除存在安全隐患，采空区塌陷治理采用了充填工艺，于采空区地面钻孔揭露空体，并通过钻孔灌注水泥砂浆进行充填，可以消除采空塌陷隐患。
矿区采空区塌陷治理方案
采空区注浆孔布置原则
根据采空区治理的边界范围,可把注浆孔分为中间注浆孔和边缘注浆孔,中间注浆孔主要是起到充填加固地基作用,边缘孔主要起帷幕作用,以保证中间孔注浆时控制浆液扩散距离,防止浆液流失。中间孔采用梅花形均匀布孔法布置,孔距20m,边缘�***拙嗍实奔跣�,取15m,施工中先施工边缘孔,后施工中间孔。边缘孔隔孔分2次施工,中间孔先施工岩层倾向处深部采空区治理区,隔孔也分2次施工。
根据采空塌陷区的工程地质情况,采空区内地下富水,孔内静止水位46m左右,浆液由于水的浮托作用较难下到孔底,另则可能浆液沿塌落裂隙上窜,浆液过多流失到非注浆部位,注浆管宜下到注浆孔底部采取类似于水下混凝土的灌注方法,但考虑注浆管可能产生堵塞,注浆管下到所注采空区以上3~5m,且封孔位置适当下移至基岩面以下15~20m左右。
浆液配合比设计
注浆材料采用42.5***普通硅酸盐水泥和当地粉煤灰,浆液水固比为1:1.0和1:1.3,固相比为水泥:粉煤灰为30:70。施工时,添加水泥重量2%的速凝剂水玻璃。
采空区注浆施工工艺
成孔工艺
成孔用回转式钻机成孔,用127mm开孔钻具开钻跟管钻进,清水循环。对于多层采空区进入基岩(含全、强风化层)8m后,对套管外侧间隙用水灰比(1:15)~(1:2)的纯水泥浆进行封闭处理,然后改用89mm钻具进行钻进,钻探至煤层采空区底板,起钻,下注浆管,套管顶部安装注浆封孔装置,准备注浆。在注浆结束2d,待孔内浆液初凝后,在原孔位用89mm钻具自�***诳贾匦陆凶晏�,钻至20煤层底板下1m,下入带法兰的d50mm注浆管至20煤层采空区上面3~5m处,孔内放入少量砾石,然后放入少量粘土,灌注水灰比为(1:1.5)~(1:2)的纯水泥浆(添加水泥重量2%的速凝剂)进行封闭处理,待水泥浆和注浆管、孔壁凝结牢固后,进行注浆。注浆结束后,拔出(或部分拔出)注浆管。
采空区注浆工艺
单层采空区和孔深≤50m的多层采空区中间注浆孔采用�***诜獗找淮稳嘧⑹┕すひ�;对孔深大于50m的多层采空区的中间注浆孔和所有多层采空区边缘注浆孔采用上下2段注浆工艺。
采空区注浆方法
(1)注浆开始前,先向孔内压水冲孔5mn。
(2)注浆采用1:1.0和1:1.3两种浆液配合比。
(3)采用间歇式注浆时,间歇时间应≥12h。间歇前,应进行适当的压水,以保证注浆管畅通。根据室内标准配合比试验浆液的初、终凝时间,上下段注浆之间的间歇时间应≥36h。
(4)中间注浆孔的次孔,采用间歇式定量注浆方式,其单孔设计注浆量按平均注浆量225m3的13~1.5倍控制,注浆过程中注浆量分别为单孔设计量2、34时进行间歇。当完成该孔的设计注浆量后结束注浆。中间注浆孔的次孔,采取定压注浆方式,即只有满足注浆结束标准后,才能结束注浆。
(5)边缘注浆孔采取间歇式定量注浆方式,平均注浆量为300m3。次边缘孔,其单孔设计注浆量按平均注浆量的13~1.5倍控制;次边缘孔其单孔设计注浆量按平均注浆量的07~1.0倍控制。对于分段注浆的边缘孔,其上段注浆量按单孔设计注浆量的1/控制。注浆时原则上100m3左右间歇1次。注完单孔设计注浆量后结束注浆。
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