注浆技术在地面沉陷控制中的研究与应用.pdf

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1、第6期矿山测量NO．62015年12月MINESURVEYINGDec．2015doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．06．009注浆技术在地面沉陷控制中的研究与应用黄宝柱(开滦集团唐山矿业分公司，河北唐山063000)摘要：近些年来，注浆技术已普遍应用于采矿、建筑、隧道等多个行业，其适用性和可靠性也得到了广泛的认可。文中在探究采空区覆岩移动破坏规律及注浆加固机理的基础上以唐山矿原京山铁路煤柱的铁二区南一采区为例，重点分析了多层位、大流量连续注浆技术在地面沉陷控制中的应用，并详细介绍了注浆参数选取、工艺流程与注浆效果。结

2、果显示注浆有效的控制了地表的沉陷，保护了地面的大片土地，使铁路实现了正常运营，为矿山的绿色开采和发展循环经济开辟了一条新路。为类似工程的设计和实施提供一定的借鉴和参考。关键词：覆岩破坏；加固机理；工艺参数；减沉效果中图分类号：TD327文献标识码：B文章编号：1001—358X(2015)06—0030—04开滦集团唐山矿业公司是开滦集团公司的主力计煤层上覆岩层各类砂岩占95．5％，平均抗压强度矿井之一，具有130年的开采历史，目前矿井产量仍为94．10Mpa，按《“三下”采煤规程》属较坚硬覆岩。维持在每年400万t，由于历史的原因矿井坐落于城地表为

3、第四系松散层，厚度175m。市中心区，“三下”压煤问题十分突出，原京山铁路纵本区域实施注浆开采为9煤层，平均采厚11．28贯井田中央，建筑物密集，为解决建筑物和铁路下压m，倾角10。～2O。，开采深度630—790m，走向长度煤的开采问题，开滦集团公司于1993年开始进行地约1000m，倾斜长度约840m。煤层顶板为灰色沙面高压注浆减沉试验研究，经过引进、消化、吸收和质泥岩和粉砂岩，其粒级由粉砂岩到粗砂岩不等。阶段性试验，于2000年开始，在唐山矿业分公司原采煤方法为综合机械化放顶煤开采，全陷式顶板管京山铁路煤柱铁二采区9煤层综放开采条件下进行理。在

4、采区上方有原国家一级京山铁路正线和金属了深入的研究和应用，形成了具有自主知识产权和库、木材库、物资回收公司三个物资周转储备库。特点的全段高多离层和大流量高浓度的连续注浆减2覆岩移动破坏规律及注浆加固机理沉技术，成功地从建筑物和铁路下采出优质焦煤1000多万t，在充分开采的条件下注浆减沉效果达到2．1覆岩移动破坏规律了50％以上，取得了良好的经济效益。文章以唐山覆岩移动破坏规律和注浆加固机理是注浆减沉矿原京山铁路煤柱的铁二区南一采区为例对相关内技术的理论基础，为了搞清离层注浆的机理，必须首容进行详细分析。先探索和研究煤层开采后上覆岩层的移动规律。从力学

5、角度分析，当地下煤层开采后，在地下形1铁二采区地质采矿条件成一定的开采空间，即采空区，地层中的原始应力场铁二采区位于唐山矿井田2O～24号地质剖面的平衡状态被打破，采空区上覆岩层中的应力场不之间，北部为风井工广煤柱，南部为铁一区未开采煤再是均匀的，而是经过重新分布的非均匀应力场。层，东界为南翼开采的采空区，西界为唐山矿西翼北在采空区正上方形成降压区，在采场两侧的煤壁和翼生产区。开采区域在空间上位于矿井11水平～岩体中形成了应力集中区，形成压力拱，上覆岩层的13水平之间，走向长度860～1034m，倾斜长度840重力通过此拱传递给采场边界的煤层和岩体，

6、老采m，区域构造较为简单，地层发育较为平缓，为宽缓褶空区覆岩破坏结构模型见图1。曲所形成的向斜和背斜单斜构造，地层走向N45。E采空区上方的煤层顶板由于上覆岩层压力及自左右，南西北倾向，煤层倾角l0。～17。，一般l0。左身重力的作用发生断裂冒落，形成冒落带，冒落的岩右；为石炭二迭系煤系地层，以各类砂岩为主，据统石充填到采出空间。位于冒落带之上的岩层随着下30第6期黄宝柱：注浆技术在地面沉陷控制中的研究与座2015年12月3注浆材料及工艺本次注浆工程选在唐山矿原京山铁路煤柱的铁二区南一采区实施，并根据唐山矿地层结构的特点采用多层位大流量连续注浆减沉技

7、术。图1老采空区覆岩破坏结构模型3．1材料的选择位岩层的冒落逐渐产生弯曲、断裂，在同一层位及不该技术的基本特点就是通过地面钻孔向覆岩中同层位的岩层中产生法向和层间裂隙，形成导水裂注入某种介质，使其随离层的发育在采空区上覆岩隙带，在导水裂隙带中由于的产生裂隙使岩体本身层中扩散，充填材料的选择必须合乎要求，既要来源扩容，吸收一小部分开采空间。导水裂隙带之上的广泛，又要不再加工或进行简单加工就可采用，经调岩层也会在其上位岩层压力及自身重力的作用发生研在矿区内存有大量的电厂粉煤灰，其化学成分中弯曲下沉，形成弯曲下沉带，即整体移动带，在这段主要是SiO、A1：

8、O和Fe：O，因此，粉煤灰具有一定岩体中各岩层象连续梁一样弯曲变形，产生向采空的抗压强度，把它注入离层空间后