煤矿开采后地表岩层失去支撑力，地表出现沉陷现象，通过地面打孔，对煤层开采后的采空区离层带和冒落带进行注浆充填，减少地面沉陷。

煤矿地面治理注孔注浆法就是将水泥、粉煤灰等及水的混合悬浮浆液用泥浆泵通过已埋设的注浆管注入地层,在一定压力的作用下以填充、渗透等方式将地层中的空洞、裂隙充填,通过控制灌浆压力,基岩充填、密实达到减少地表沉陷的目的。

在相对应的地表设计两个注浆孔，两个钻孔间距200米,每个钻孔的注浆有效半径钻孔为150米。为确保注浆的有效性减少浆液对地下水系及对井下工作面开采的影响,终孔位于距工作面煤顶140米处的覆岩中,注浆压力保持在4~5Mpa之间,浆液的水灰比保持在1~2之间,工作面停采后将钻孔下延至冒落带注浆,巩固注浆效果。

在工作面正常开采期间,根据注浆量调整开采速度。同时为实时掌握工作面地表沉陷情况,检验地面钻孔注浆减沉后的效果,在工作面对应地表村庄内和铁路附近沿工作面走向、倾向方向布设三条监控测线。

根据工程需要和现场所具备的条件,注浆采用新型CF型粒状混合浆材(水泥~粉煤灰浆材),通过对不同配合比浆液性能的对比研究,确定在工程中使用水固比为1:1,0.75:1的浆液,CF型粒状材料的水泥、粉煤灰的混合比为4:6。

地面钻孔布置及注浆顺序

钻孔均设计为梅花型布置,孔距和排距一般为10~20m,具体根据地层资料和注浆要求确定,注浆钻孔应避开保护煤柱。

注浆起始深度及注浆段高

注浆起止深度为2煤底板以上8~10m,主要指采空区垮落带高度。这一高度的底部确定为2煤底板硬质页岩,顶部可根据钻进中的钻进难易程度,漏浆及落钻情况综合确定。

由于注浆区的注浆段总长只有8~10m,所以结合以往煤矿注浆经验,将8~10m段高分成2~3m岩帽段和注浆段两段注浆,施工时可根据钻探成果调整注浆段高。

地面注浆压力

注浆压力是提供浆液在裂隙中流动、渗透等作用的动力,注浆压力越大,浆液扩散半径越大,结石体强度越高,但压力太大浆液扩散太远,易造成浆液的浪费,一般根据注浆层位的静水压力来计算注浆压力。

地面注浆浆液注入量

采空区注浆的特点是注入量大,压力小。采空区注浆主要针对煤系地层,煤系地层平均裂隙率3%~4.5%之间,垮落带裂隙率一般不小于10%,采空区下沉系数0.7~0.85。