地表注浆充填减沉开采研究.pdf

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1、第2期矿山测量NO．22Ol4年4月MINESURVEYINGApr．2014doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．02．21地表注浆充填减沉开采研究徐坤(淮北矿业集团亳州煤业股份公司，安徽亳州233600)摘要：文中以刘店煤矿注浆减沉工程为例：介绍通过地面打孔，对煤层开采的采空覆岩分离层进行注浆充填从而减少地表沉降；对该项目应用实际效果进行了分析，实现不迁村开采，并有效保护了耕地：为实现矿山绿色开采的可能途径提供借鉴。关键词：注浆减沉；地表沉陷；保护耕地中图分类号：TD327文献标识码：B文章编号：

2、1001—358X(2014)02—0060—03煤炭是我国最主要的能源之一，在我国的能源消费结构中占74％左右。煤炭资源开发能为矿区提供致富机遇，同时也给矿区带来地表沉降、耕地损毁等环境破坏、搬迁矛盾的不和谐的地矿关系等问题，矿山开采带来的实际效益被降低。同时建(构)筑物下压煤是井工开采一项难题，特别在村庄密集的矿区构建(构)筑物下压煤是矿区发展一项主要难题，在矿井开采中减少地表沉陷，做到不迁村开采、耕地不破坏，是实现矿山的绿色开采，提高开采的实际效益的一项重要举措。1概况刘店煤矿隶属于淮北矿业集团，坐落在涡阳县境内，是一座设计

3、年产150万t的机械化矿井，主要撑力，可以使地表沉陷量减少。注浆法就是将水泥、开采煤层为10煤层，7煤层局部可采。井田区域内粉煤灰等及水的混合悬浮浆液用泥浆泵通过已埋设地势平坦，村庄密集，压煤量大；地下地质条件复杂，的注浆管注入地层，在一定压力的作用下以填充、渗个别采区大断层及其滋生下断层呈网状，实际可采透等方式将地层中的空洞、裂隙充填，通过控制灌浆范围缩小，开采储量缩小。四采区仅10煤可采，第压力，基岩充填、密实达到减少地表沉陷的目的。四系覆土层均厚320m，煤层埋深在582m到672m2．2设计方案之间，煤层平均倾角9。，地质

4、条件复杂，只可布置两在104采区工作面设计期间，充分利用地质条个综采面，工作面上方有一座村庄(如图1所示)。件，将25～60m的断层保护带作为两面间隔离煤按正常地表塌陷开采其实际经济效益不高。为尽可柱，在工作面对应地表各设计两个注浆孑L(04—1、2、能的多增加效益，就要求工作面布置合理、革新开采3、4孑L)，每个面两钻孑L间距200m，每个钻孔的注浆方法实现不迁村开采。有效半径钻孔为150m；在两面之间加一个注浆孔04～5，在两面回采后补充注浆孑L和兼顾效果检验2设计方案空。为确保注浆的效果、减少浆液对矿井水系及对2．1基本原理

5、工作面开采的影响，终孑L位于距工作面煤顶140rn井工开采使地表基岩层失去支撑力，层层剥离处的覆岩中，注浆压力保持在4～6Mpa之间，浆液下陷，地表表现为沉陷。将下层基岩剥离空隙进行的水灰比保持在1．3～2之间。工作面开始回采后，充填，减少岩层的离层空间，从而增加地表基岩的支在回采到距切眼最近注浆孔100m时开始注浆，回60第2期徐坤：地表注浆充填减沉开采研究2Ol4年4月采到过第一个孔120m后，同工作面第二个钻孔开始注注浆；工作面回采结束后各面注浆延迟半年结束，实施04—5钻孔，检验补注。在工作面正常开采期间，根据注浆量调整开

6、采速度。3实施情况3．1注浆实施情况(a)首采面开采部分观测沉降图首采区首采面04—1孔、04—2孔先后注浆112240m，在首采面结束1年半后首采区第二个面开始回采并注浆，O4—3、04—4孔先后后注浆145930m，04—5孑L注浆55000m；首采区累计注浆313170m。两工作面先后共采出煤炭85万t。3．2地表沉降数据结果分析在104采区两个工作面回采前，在采区地表布设了4条地表位移监测点，并在地面注浆开采期间(b)第二个面开采部分观测沉降图进行了74次连续观测，并根据测量结果对104采区图3矿用铁路测线下沉曲线面地表进

7、行注浆效果进行综合分析。采区地表监控线，部分测点沉陷数据分析结果通过最终测量结果分析得工作面村庄内下沉最如图2、图3所示。大值为297mm；同时根据地表房屋多处裂缝变化观测，仅有一条裂缝开采前后变化达3mm(为土坯房)，其余变化均小于2mm，经分析可知地面建(构)筑物处于，级破坏内(轻微损坏)，可正常使用。耕地最大下沉不超过300mm，不影响正常耕种。综合分析，最大下沉值不足预计值的13％。3．3效益分析3．3．1经济效益通过注浆减沉的效果可以看到，对地表的破坏量很小，减少了迁村和土地复垦费用，节约搬迁费用(a)首采面开采部分观测

8、沉降网3．0亿元，减少耕地破坏173×10m，复垦和征用土地每亩按2万元计算，可节约5200万元，扣除注浆费用后可约生产成本2．8亿元。3．3．2社会效益矿井发展中地矿关系矛盾的主要因素为塌陷与搬迁，通过注浆减沉开采，实现了不迁村，从源头化解了地矿