煤矿采空区工程地质条件

煤层开采后，覆岩发生冒落塌陷，按岩石的破坏、移动程度，自下而上划分为三个带：不规则的冒落带，有断裂裂隙的岩层裂隙带，保持连续性的岩层弯曲帮。本区煤层厚度6~8m，用条带状短壁式兼仓房式破仓法开采，一次采全高。按矿山开采沉陷学中经验公式计算，平均煤层摩度取7m;曾落带和裂隙带两带相加影响深度100.8~154.7m之间，由于本区煤层埋深为100~150m，可知管落裂隙高度已达到地表。本区覆岩结构特点是：坚硬岩层约占.60%.软岩层约占30%，第四系松散物约占10%。由于采空区是近1~2年来形成的，冒落塌陷将会维续发生，当公路修筑完成后，势必破坏地基的岩土平衡，导致地面不均匀沉陷。施工前近半年的地表观测表明：在采空区范围内，地表已形成沉降盆地，因此，必须治理。

煤矿采空区地基注浆加固治理方案

通过查阅国内外有关的资料，结合柏井采空区治理试验工程的经验，经对图台式端承桩法、上部灌注成板法和用注浆方祛充填，加固采空区和冒落带等三种方案优缺点进行反复研究后，决定采用一种方案进行冶西采空区地基治理工程，工程量为：注浆孔数约260个，进尺约2万m，检查孔约12个.进尺约1200m，注空洞体积约6万m*，采空区注浆材料选用水泥和粉煤灰，采空区注浆浆液的结石体在采空区及上覆的裂隙管落带中充填率应达75%以上。

煤矿采空区注浆灌注施工方案

采空区注浆施工治理范围

煤矿采空区位于石太高速公路寿阳至西郊段k101+100~k101+830之间，影响公路总长度约730m，分东，西两区，东区影响公路长度约250m.西区影响公路长度约350m，治理深度是15#煤层底板至K，灰岩庞板之间的采空区和冒落带，高度约50m，一般上界深度为50~90m，庞界深度为100~140m，横向治理宽度随煤层埋藏深度和产状面变化，一般为120~160m。

采空区注浆孔的成孔

注浆孔在路基范围内为三排孔，排距10m左右，相邻孔孔距10m，不同排的孔在平面上星梅花状分布，路基至治理边缘部分。排距和孔距为15~20m，边缘一排为帷幕注浆孔。不同排的孔在平面上也呈梅花状分布。

注浆孔用回转式钻机成孔，用中130mm钻头开孔，钻至风化带底界，下入127mm孔口管护壁，用108mm钻头钻至K;灰岩顶部砂岩5~10m处，变径，用89mm钻头钻至15#煤层底板。

整个钻探过程中，要求用清水钻进，采取岩芯，做简易水文地质观测，每隔40~50m时，测量一次孔斜，终孔孔斜要求不超过2°。

对于治理边缘地带，在帷幕注浆孔内用注固料、注浆的方法来控制浆液的流动。其施工过程同上，只不过是孔径加大，用146mm钻头开孔.P127mm钻头钻人K，灰岩顶部砂岩5~10m处，变径，P108mm钻头钻入目的层。

终孔后，用内径为P50mm一端带有环形托盘(直径约为105mm或120mm左右)的注浆管，下人K，灰岩上部的变径处。注浆管与注浆管之间用接箍相连，在中部或上部用一个反丝接箍相连，以便在注浆结束后，使上部注浆管能够反转提出重复使用，然后从托盘开始向上用525#快硬水泥止浆.将管壁与孔壁固结严密，止浆高度约6~8m。

因本采空区内存在有瓦斯气体，用等待排气法，将其排完。对于那些没有明显掉钻现象的注浆孔，要进行压水试验，测量单位耗水量(g)值，为注浆工作提供很有用的资料。

采空区注浆施工

注浆治理工程采用水泥，粉煤灰灌注材料：水泥为425#矿渣水泥，粉媒灰，在现场建立3个大型注浆站，具体工艺流程是先向一级搅拌池中加人一定数量的清水，随后按规定比例分别加人水泥、粉煤灰，制成水泥浆、粉煤灰浆，慢拌均匀后放人二级搅拌泡中混合。充分搅拌后，制成水泥粉煤灰浆，由注浆泵经高压管注入注浆孔内。

对于那些帷幕注浆孔和明显具有掉钻现象的注浆孔，为控制浆液扩散过远，节省材料消耗，在孔口安装漏斗状注砂器，将沙或矿渣用水泥粉煤灰浆带入孔内。

采空区注浆浆液先稀后树，一般采用水固比1：1.5配方，水泥古水泥与粉煤灰总量的20%~30%之间，现场试验室每天抽取2~4个样品.测试粘度，韧终凝时间.7d、14d、28d抗压强度，以**浆液的质量。

在注浆孔的注浆末期.泵压逐渐升高，当孔口管压力大于1.5MPa.泵量小于70L/min， 二者稳定15min以上， 作为该礼住浆量达到结束标准。

采空区注浆孔成孔是分二序完成的，孔内注浆与成孔工作同步.也是分二序次完成。