煤矿开采后如不及时进行充填，会造成地面塌陷、位移，影响煤矿安全生产。对采空区进行注浆充填可以加固围岩，煤矿全充填治理采空区注浆，将粉煤灰、水泥等配置成的浆液注入至采空区冒落带，使采空区岩体稳定性大大增加。
采空区注浆施工工艺
钻孔定位 → 成孔 → 孔口压盖 → 注浆。
依据试验区段压水试验成果,水固比为1:1~1:1.3的浆液浓度配比适合本区使用。其中水泥含量占固相总量的25%,粉煤灰含量占固相总量的75%一般情况下,压水后先用水固比为1:1的稀浆灌注浆量达到设计量的30%,孔口若无压力,改用水:固=1:1.2的稀浆灌注,当注浆量达到设计量的60%时,孔口仍无压力,停注间歇12h~24h后注稠浆或投骨料或用小流量灌注,孔口起压后,般根据压力上升的快慢程度,调整系量或浆液配比,直至注浆正常结束。
注浆过程中,要定时观测毗邻钻孔的孔深、水位情况。发现两孔或多孔之间串浆时,应采取多孔同时注浆或交替注浆,**每一个孔的注浆量以利于采空区各部位能均匀受浆,避免因串浆造成个别钻孔通道被堵而报废。
注浆中,要注意观察地表变形情况,如出现地裂缝弥合,地面隆起,局部冒浆等,要采取间歇注浆法。注浆间歇前后,均应进行一定时间的压水工作(10min~20min),视孔深、管道长度计算顶替水量,**管道畅通:注浆中或注浆后期,个别钻孔会出现吃浆量少的现象,孔口压力上升较快。除本身孔壁裂隙发育差或邻孔注浆时己将附近的采空裂隙充填因素外,不排除注浆管道自身不畅通的因素一般情况下,可采取稀浆小泵量进行长时间的灌注,确保浆液能均匀压入空洞及裂隙内;注浆中,个别尤其是采空处理区边缘的帷幕钻孔,会出现如稠浆大泵量孔口仍不起压现象。可能意味着此处裂隙延展较远或空洞大之异常,灰浆己外溢出处理区城。导致注浆材料的流失,造成浪费。
此时,可采取向灰浆中加水泥速凝剂或投骨料手段进行灌注。正常情况下,随着浆液的注入,地下空洞、裂隙逐渐被填实充满孔口压力会稳定地逐渐上升,单位吸浆量逐渐减少,当裂隙被充满时孔口压力会短时间急剧上升。据试验资料,当压力达到1.0Mpa以上,单位注浆量≤70L/min并持续稳定10min~15min,此时采空区己被充满,可以结束停注。
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。
煤矿全充填治理采空区注浆设备
