CN108661705B - 条采采空区四位一体综合治理施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种条采采空区四位一体综合治理施工方法，涉及煤矿采空区治理领域，采用了四位一体、综合减沉的施工策略，首先对采空区进行注浆充填，凝固后的矸石胶结稳定性强，使条带开采后的采空区重新具有了承载能力，减少了煤柱承载的载荷；然后对采空区上覆岩层的裂隙和离层进行注浆处理，使原本产生裂隙的岩石重新连接在一起，防止了上覆岩层向采空区的继续垮落；最后对煤柱进行注浆处理，增强了煤柱的强度，上述四个方面的注浆处理大大增强了条采采空区的整体性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿采空区治理领域，具体的说是一种条采采空区四位一体综合治理施工方法。
背景技术
条带开采是一种有效的控制地表沉陷的开采方法，被广泛的应用到我国“三下”压煤开采中。随着经济、社会的发展，我国矿业城市的许多新建建（构）筑物不得不修建在采空区上，采空区的稳定性是影响地表新建建（构）筑物的重要因素。因此，在进行条采采空区治理时，应综合考虑顶板垮落情况、煤柱破碎区、塑性区分布而开展综合性治理。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明主要针对顶板完全垮落型条采采空区提供了一种四位一体综合治理施工方法，在采空区多层面进行注浆施工，提高采空区的承载载荷，增强整体的稳定性。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种条采采空区四位一体综合治理施工方法，通过如下步骤实现：
1）采空区的注浆：顶板全部垮落状态下，从地面向采空区设置钻孔若干，每个钻孔内放置具有若干注浆孔的注浆管，通过向注浆管内注浆对采空区进行自流式浆液充填，使浆液和采空区垮落的岩石凝固形成胶结体；
2）上覆岩层裂隙和离层的注浆：将若干注浆管的底部注浆孔设置止浆塞使底部封闭，向注浆管内高压注浆，浆液通过注浆管上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；
3）煤柱的注浆：从地面向采空区两侧的煤柱中分别设置竖向钻孔，放置竖向注浆管，在所述竖向注浆管的底部连接水平注浆管，所述竖向注浆管与水平注浆管连通形成L型的注浆管路，所述竖向注浆管延伸至煤柱的部分及水平注浆管置于煤柱的部分均设置注浆孔，浆液通过竖向注浆管和水平注浆管同时注入，将煤柱中的裂隙充填完整。
所述竖向注浆管设置于弹性荷区靠近屈服区的一侧。
本发明具有如下的技术效果：
1）采用了四位一体、综合减沉的施工策略，首先对采空区进行注浆充填，凝固后的矸石胶结稳定性强，使条带开采后的采空区重新具有了承载能力，减少了煤柱承载的载荷；然后对采空区上覆岩层的裂隙和离层进行注浆处理，使原本产生裂隙的岩石重新连接在一起，防止了上覆岩层向采空区的继续垮落；最后对煤柱进行注浆处理，增强了煤柱的强度，上述四个方面的注浆处理大大增强了条采采空区的整体性和稳定性；
2）在上覆岩层裂隙和离层注浆处理过程中，通过在注浆管末端设置止浆塞控制注浆的位置，调节方便；
3）水平注浆管与竖向注浆管形成的L型注浆管路，通过注浆孔向煤柱进行注浆，使煤柱中的裂隙注浆更加充分，防止了煤柱的变形，增强了煤柱的整体强度；
4）施工方法简单，调节、操作方便，成本低廉，确保采空区整体稳定性和承载力，减沉效果显著，适合大规模推广应用。
附图说明
图1为本发明采空区初始状态示意图；
图2为本发明采空区注浆结构示意图；
图3为本发明上覆岩层注浆结构示意图；
图4为本发明煤柱注浆结构示意图。
具体实施方式
本发明设计了一种条采采空区四位一体综合治理施工方法，通过如下步骤实现：
1）采空区的注浆：顶板全部垮落状态下，采空区中部堆积了大量垮落的岩石，从地面向采空区设置钻孔若干，每个钻孔内放置具有若干注浆孔的注浆管1，通过向注浆管1内注浆对采空区进行自流式浆液充填，使浆液和采空区垮落的岩石凝固形成胶结体，具体如图1所示；
2）上覆岩层裂隙和离层的注浆：将若干注浆管1的底部注浆孔设置止浆塞2使底部封闭，向注浆管1内高压注浆，浆液通过注浆管1上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整，具体如图2所示；
3）煤柱的注浆：从地面向采空区两侧的煤柱中分别设置竖向钻孔，放置竖向注浆管3，在所述竖向注浆管3的底部连接水平注浆管4，所述竖向注浆管3与水平注浆管4连通形成L型的注浆管路，所述竖向注浆管3延伸至煤柱的部分及水平注浆管4置于煤柱的部分均设置注浆孔，浆液通过竖向注浆管3和水平注浆管4同时注入，将煤柱中的裂隙充填完整。
作为优选的方式，所述竖向注浆管3设置于弹性荷区靠近屈服区的一侧。
作为具体的实施例，对本发明进行详细的说明。
1）采空区的注浆处理：如图1-2所示，顶板全部垮落时，采空区中部堆积了大量垮落的岩石，从地面向采空区设置若干个钻孔，在钻孔内放置注浆管1，所述注浆管1上设置若干注浆孔，利用注浆设备对注浆管1分别注入水泥和粉煤灰混合的浆液，采用自流的方式对采空区进行浆液充填，使浆液和采空区内垮落的岩石凝固形成胶结体。
2）上覆岩层裂隙和离层的注浆处理：如图3所示，在采空区注浆完成以后，将所有的注浆管1底部的注浆孔加上止浆塞2，将底部的注浆孔封闭，此时采用高压注浆的方式，使浆液从注浆管1上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层充填完整，增加了整体的稳定性和强度。
3）煤柱的注浆处理：如图4所示，煤柱长期承受上覆岩层的压力，屈服区产生裂隙，使煤柱强度降低，通过公式计算出煤柱的屈服区的宽度后，在煤柱的弹性荷区靠近屈服区的一侧从地面向煤柱中设置竖向钻孔，放入竖向注浆管3，在煤柱中设置水平钻孔，放入水平注浆管4，使得水平注浆管4与竖向注浆管3连通形成L型的注浆管路，所述竖向注浆管3延伸至煤柱的部分以及水平注浆管4置于煤柱的部分均设置注浆孔，浆液分别通过竖向注浆管3和水平注浆管4注入，将煤柱中的裂隙充填完整。
经过上述步骤，完成了整个条采采空区的注浆施工处理，大大增加了整体的稳定性和承载能力，提高了整体的强度。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种条采采空区四位一体综合治理施工方法，其特征在于，通过如下步骤实现：
1）采空区的注浆：顶板全部垮落状态下，从地面向采空区设置钻孔若干，每个钻孔内放置具有若干注浆孔的注浆管（1），通过向注浆管（1）内注浆对采空区进行自流式浆液充填，使浆液和采空区垮落的岩石凝固形成胶结体； 2）上覆岩层裂隙和离层的注浆：将若干注浆管（1）的底部注浆孔设置止浆塞（2）使底部封闭，向注浆管（1）内高压注浆，浆液通过注浆管（1）上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整； 3）煤柱的注浆：从地面向采空区两侧的煤柱中分别设置竖向钻孔，放置竖向注浆管（3），在所述竖向注浆管（3）的底部连接水平注浆管（4），所述竖向注浆管（3）与水平注浆管（4）连通形成L型的注浆管路，所述竖向注浆管（3）延伸至煤柱的部分及水平注浆管（4）置于煤柱的部分均设置注浆孔，浆液通过竖向注浆管（3）和水平注浆管（4）同时注入，将煤柱中的裂隙充填完整，所述竖向注浆管（3）设置于弹性荷区靠近屈服区的一侧。
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