水泥、粉煤灰作为采空区充填材料，可以减低工程施工成本，加固采空区地基。

采空区注浆机理

该工程采用地表注浆充填法,即在上部地表向采空区垂直打钻,使地表与采空区相互贯通,然后利用注浆泵沿着注浆管路将由粉煤灰、水泥和水配置而成的浆液注入至采空区的冒落带和垮落带之中。破碎松散的岩体在浆液的作用下充填为具有稳定结构的固体,从而使采空区岩体的稳定性大大增加。

注浆钻孔的布置

钻孔的位置由采空区和巷道的位置而确定。因8#煤层采空区设有绞车房,布置孔间距为20m,在采空区边界2m处设置治理范围,一共布置16个钻孔。另外,在采空区的上部地表布置6个钻孔。在井筒保护范围之内布置10个钻孔,检查是否存在采空区有未标示的现象。

注浆工艺流程

采用地面注浆法处理采空区塌陷问题的工艺

流程为:钻孔定位一成孔一孔口压盖一注浆。制浆过程中必须严格遵循相关地质特征及规定设计配浆比,根据水固比计算材料用量。

注浆压力的确定

煤矿采空区的浆压力范围在1MPa~1.5MPa,

建筑物采空区注浆压力范围在1.5MPa~2.5MPa

实际注浆压力根据现场注浆实验进行优化得来。

浆液配比

目前,我国煤矿地面注浆充填法采用的浆液一般具有以下几种特征:

①浆液的黏性较小,可注性较好,有较大的扩散半径;②浆液凝结时间可以人为进行调整和控制;③浆液的来源广泛,价格较低,便于工人操作制作;④浆液必须拥有较好的稳定性,在裂缝中有较好的流动性,还有较高的结石率。结石具有较好的抗压强度,才能确保岩层的稳定性,达到有效的充填效果。

该矿采用粉煤灰、水泥和水配置浆液作为采空区的主要充填原料,水固比为1:0.8~1:1.3,其中水泥约占1/3,粉煤灰约占2/3。水玻璃有速凝剂的作用,当浆液进行输送时添加其中可以起到增压增量的作用,使浆液达到更好的充填效果。