公路下伏煤矿采空区综合治理技术研究.pdf

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1、马吉奇：公路下伏煤矿采空区综合治理技术研究147公路下伏煤矿采空区综合治理技术研究马吉奇(中煤科工集团西安研究院有限公司。西安710077l【摘要】结合实际工程，介绍了煤矿下伏采空区特征。采空区将影响其上方覆岩的稳定性，使路基发生破坏，对人身安全和财产构成一定的威胁。利用极限平衡法对采空区的稳定性进行了评价，得出采空区处于不稳定的状态，确定采空区的影响深度与治理深度。提出利用注浆充填的方法对该采空区进行治理，然后简单介绍了注浆充填过程中需要注意的一些方面，给今后煤矿下伏采空区的治理工程带来一定的参考意

2、义。【关键词】煤矿；采空区；治理方案；注浆充填【中图分类号】TU472【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)11—0147—02采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞⋯。的影响，地质因素包括工程地质与水文地质条件、采空随着经济发展，近年来高等级公路的建设在迅速展开，区上覆岩体力学性质及采空区地应力条件；非地质因在路线的规划中不可避免要穿越一些采空区，给交通素则包括开采方式与施工技术条件等。采空区具有一建设带来一定的困难。假如建设过程中忽略采空区的定的影响范围，当新建公路在此影响范围之

3、内时，有必存在，那么由于采空区上覆岩层由于应力发生变化，将要通过对采空区的埋深、影响范围、上覆岩层的力学性会使上方地面产生一定的移动与变形，进而破坏公路质的研究来分析采空区对路基的影响作用，必要时并路基与路面、使桥梁失稳，给工程建设与日后公路维修提出一定的工程治理措施。养护带来严重问题。采空区上覆岩层在开采前，内部应力处于平衡状采空区的稳定性评价与治理技术是采空区问题态，且只存在水平应力与垂直应力。开采后围岩应力中的关键部分，国内外学者早已对此展开广泛研究。发生变化，围岩失去原来煤层的支撑，顶板岩体在

4、重力对于稳定性分析方面，国内主要有采空区矢量法分析的作用下可能向下移动，根据力的平衡原理，当岩体处法引、模糊数学方法、有限元法⋯等，在治理技术方于平衡状态时，上覆围岩受采动影响的高度与采空区面，目前国内最常用的是注浆充填法，如陈金水等跨度之间有以下关系】：人利用水泥粉煤灰对采空区进行充填处理，具有较好风：——————一(1)的社会效益与工程经济效益。taIl2(45。一)+tamp二1工程概况式中，为采空区上覆岩层的临界厚度，m；口为大柳塔至石马川一级公路(以下简称“大石公采空区跨度，m；为岩体内摩擦

5、角，(。)。路”)位于陕西省北部，起点始于神木县大柳塔镇敏盖根据采空区顶板埋藏深度日与临界深度风，可大兔村，终点止于府谷县石马川与接神府高速相接，全长86．35kin。公路路基设计宽度为24．5m，自然地面算起体上评价顶板的稳定性：当H1．500，顶板稳1：1．75。定。2采空区分布特征根据勘察资料得知，采空区高度h：2m，采空区该公路煤矿下伏采空区具有以下主要特征：采空平均埋深H=75．

6、9m，采空区跨度b=40m，围岩内摩区埋深小，煤层平缓，单层一次开采，地质构造不发育，擦角=50。，但是采空区内已经被部分冒落的岩石、采空区局部积水。冲填土等部分充填，但较为松散，强度较低，故利用原通过采空区勘察，查明三道沟煤矿采空区沿大石采空区的跨度的1／2进行计算，故取采空区跨度b=公路里程为K37+135一K37+425(长度为290m)，三20／1'1o道沟煤矿采用长壁式机械化综采，顶板全垮落管理方则根据上式，对于该采空区：法，开采5-2号煤，开采时间为2012年11月，路线段采空区埋深68．

7、5～867m，平均埋深75．9m。Ⅳ0=击=l26m3采空区稳定性评估则Ho>H采空区稳定性受到多种地质因素及非地质因素所以，当前采空区顶板不稳定，采空区处于不稳定低温建筑技术2014年第11期(总第197期)状态。区。注浆孔根据各段采空区分布特点沿公路轴线布根据采矿条件、停采时间及残余移动变形计算结设，排距15～20m，孔距为20m，原则上按梅花型布置。果，结合采空区勘察的资料，综合分析三道沟煤矿2段本次共布设注浆孔108个。采空区处于不稳定状态，鉴于采空区对路基、桥梁的危(3)注浆压力与停注标准。

8、注浆压力由注浆泵害性极大，需采取必要工程处治措施及防治对策。的压力和孔口管压力两部分组成，有利于浆液的充填、4采空区治理扩散、压实，但压力不宜过大，否则会造成采空区上覆4．1采空区影响范围构筑物的破坏。注浆压力一般控制在0．3～1．0MPa采空区治理以实际分布为基准，处理宽度为为路之间，当注浆压力达到1．5MPa，泵量在75—100L／面范围向外侧按应力扩散角口来考虑，加两侧保护带min，且持续时间为15rain左右，此时可以结束注浆。及边坡的宽度，示意