采空区注浆地基处理方案的设计与施工探析

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1、采空区注浆地基处理方案的设计与施工探析摘要：煤矿采空区无法直接作为城镇建筑用地，为冇效运用土地资源，可在对采空区采空范围和地质条件深入调查的基础上，采用注浆地基处理方案，本文选取采空区注浆地基处理角度，并展开相应论述。关键词：采空区；注浆地基；处理方案屮图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：一、工程概况XX城镇选定的搬迁场地中有煤矿采空区，该釆空区有lkm²的范围，因上世纪九十年代百姓无序开采而形成，有30个遗留的采煤井俺I,虽然已经停止采煤，但这一区域已经出现下沉迹象，且局部区域已经形成地农移动盆地，采空区顶

2、部也可见少量的拉裂缝。该场地是XX城镇搬迁的最理想区域，但场地内存在下伏采空区，将对上覆盖层和基岩形成破坏,使其无法承受建筑荷载和交通荷载，容易出现不均匀沉降现象，对地面建筑及人员都构成安全隐患。止因如此，极为有必要选取适合的工程措施，改善场地地质条件，从而保障XXX城镇新址建设的顺利进行。二、采空区场地工程条件1・地层结构和岩性特征受地层结构和岩性特征影响，煤矿采空区形成自身采空特点，对建筑物形成不同程度影响。XX城镇新址采空区的地层结构和岩性特征为：(1)采空区出现缓倾。XX城镇新址内煤矿总体构造单斜，其倾斜角度为17°

3、左右。(2)存在开采层差异。煤矿矿区内的煤层较为集中，且各煤层间的距离不大，一般采取立体多层开采的方式，只冇较少的区域开采单层或五层,而大多区域开采三到四层。该区域煤层开采具有复杂性，这决定了该采空区变形复杂，需要较长的稳定时间。(3)重复开采的影响。开采行为会对岩层和地表形成影响，使其发生移动、变形、甚至是破坏，而重复开采行为将对岩层和地表形成更大的影响。(4)采空区的埋深浅。XX城镇新址矿区的倾斜角度不大，在煤层的浅层甚至有所露头，地层结构上不为复杂，且采空区的埋深很浅。(5)地质条件很复杂。XX城镇新址矿区因为长期的、

4、高强度的排水，水位已经大幅下降，又由于局部区域有大量水砂填充，往往形成高压水势,将给后期注浆治理带来难度。2•简耍概述采空区塌陷原理(1)浅部出现塌陷坑。当煤矿开采深度不大时，煤层尚不稳定，可能出现上覆岩层局部受破坏的现象，导致地表出现分布不均匀的塌陷坑。(2)地表大面积下沉。地下煤层因被采出而形成采空区，致使采空区顶板变形，出现弯曲、移动或破碎掉落现象，而这种变动将波及到地表,导致地表地面人面积下沉。XXX城镇新址釆空区受多层、反复、长期煤矿开采的影响，地表地面下沉情况严重，治理难度较大。(3)复采活化的不利影响。当煤矿上

5、部煤层被开采后，将对该煤层下一工作面或下部煤层进行开采，导致矿区地表和岩层的移动范I韦I增大,而总体稳定时间也有所增长。复采活化不利影响加剧了煤矿岩层和地表的移动变化。（4）对松散层的冲蚀。在煤矿矿区开采范围内，某些区域因为煤层埋深较浅而出现裂隙带或冒落带，在水流动力的作用之下，大量水砂涌入釆空区，也能引起该区域地表的塌陷。三、采空区的注浆处理方法1•可行性治理方案依据煤矿采井公式计算，该矿区所存采空区冇沉降屮心，以垂向下沉为主，倾斜角度偏小，更多的是水平位移；但盆地边缘和外缘裂隙拉伸带却存在水平位移和倾斜位移，并以这两种位

6、移为主。鉴于采空区地质对建筑工程的影响，需要采取特定措施加以规避，针对XXX城镇矿区采空区状况，有如下两种方案可供选择：A方案:在保留采空区原冇保安煤柱的前提下，依据煤嗣距地表的不同而采取不同策略。对于灰地表较深的煤丽，可沿巷道按特定间距与规格设置灌浆孔，然后实施灌浆加固工序，从而实现对煤刪上覆变形岩体的加固;对于距地表较低的煤丽，可以用块石混凝土加以填充。B方案：在矿区未从事开采活动的情形下，可先将地表居民迁移，再从地表注孔，实施孔内爆破，以此来实现对煤嗣采空区的填充。2•注浆方案的选定A方案具体设计：对于采空区已然直接穿

7、越的煤嗣，可根据其与地表的距离采用不同的手段。首先是针对浅层煤彳同的治理，在穿越煤侦I长度1.5倍的场地范围内，可以用煤嗣内现存的块石混凝土进行回填充实处理。其次是针对深层煤丽的治理，因为与地表间茨离较人，受治理工程费用及治理效果的双重影响，不能采用和浅层煤爾相同的治理办法。在采空区顶板岩体质量及安全丿孚度均不能达到要求的情形K,可以选用灌浆治理方案，从而实现对岩体裂隙的填充和加固，这在极人程度上减轻了采空区岩体变形状况，也有效增强了采空区上覆的荷载能力。XX城镇新址采空区注浆治理工程中，所采用的注浆孔径为120伽，间距为4

8、m。该注浆治理工程中共涉及到主干道地段废弃煤爾12个，压实处理长度共为270m,灌浆处理长度为150m,共有28个注浆孔。根据当地现有消费水平，需要支付100.36万元的费用。B方案具体设计：需搬迁12家住户，拆毁住房2458?,通过地表爆破方法來填充煤術采空区，以实现对主干道地段废弃煤爾