注浆技术在桂中治旱工程煤矿采空区治理中的应用摘要：结合工程实践，介绍充填注浆在煤矿采空区治理的应用效果及存在的问
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。关键词：煤矿采空区、注浆工艺、灌浆效果检测、治理 一、工程概况桂中治旱工程输水隧洞穿过合山煤矿采空区，具体概况：窑瓦～六浪隧洞窑瓦～陈村段穿越合山煤矿采空区，桩号B4+613.650~B5+381.150，穿越保安煤柱段，桩号B5+381.150~B6+074.982。采空区上方岩体已严重松动变形，目前仍处在变形阶段，存在成洞条件差和隧洞沉陷变形问题，需对松动变形岩体进行加固处理。二、工程地质隧洞约在桩号B4+701～B5+336m段通过合山煤矿采空区上方，围岩主要为中厚层状含燧石灰岩、泥浆加少量煤层，节理裂隙较发育，岩体破碎，自稳定能力差。历史上，合山煤矿发生过几起瓦斯爆炸事故。北干渠窑瓦～六浪隧洞窑瓦-陈村段经过溯河煤矿采空区，采空区已有30年的历史，采空区内可能聚集瓦斯、沼气等有害气体，通过对采空区的灌浆可以驱除大部分有害气体，但不能排除所有的有害气体，陈村～六浪段B15+006～B15+444m段经过含煤地层，也可能遇到有害气体。三、施工方法依据设计图纸及技术要求，采空区采用“全充填压力灌浆法”处理，即在地表钻孔，将水泥粉煤灰浆液注入采空区及上覆岩体裂缝中，浆液经过固化，胶结岩层裂隙带，同时采空区内的浆液形成的结石体对其上覆岩层形成支撑作用。灌浆孔从输水隧洞中心线向两侧布置，布置在采空区处理范围内最外边的一圈孔为封边孔，孔距5m；其余孔为灌浆孔，排距18m，每排中心孔距18m，三角形布置。灌浆孔的设计深度为地面至采空区底板以下5m，灌浆孔的灌浆长度为输水隧洞洞顶高程以上20m至采空区底板以下5m。1施工流程及灌浆示意图（1）施工流程：封边孔→注浆孔；各排分三序施工：I序孔→II序孔→III序孔；每层采空区施工程序：钻孔→灌浆→下一层采空区钻孔。（2）灌浆示意图：2设计灌浆参数（1）封边孔空腔段粉煤灰水泥浆液配合比为：水：粉煤灰：水泥为1:0.75:1.25，水玻璃掺量为水泥的4%~8%；非空腔段及灌浆结束封孔时采用稀浆（1:0.44:1.6）进行灌注。封边孔采用砂浆灌注的配合比选用：0.6：0.8：0.2：1.0（水：水泥：粉煤灰：砂），水玻璃掺量为水泥2%~8%。注浆孔采用配合比1:1.25:0.75进行灌注。（2）灌浆压力：封边孔开灌时不考虑灌浆压力，结束灌浆时压力达到0.3MPa；注浆孔压力0.3~1.5MPa。采用循环式灌浆的，以回浆管压力表中值控制；采用纯压式灌浆的，以进浆管压力表中值控制，封孔采用该孔最大灌浆压力。3混合浆液性能指标经过现场多次试验调整后的混合浆液性能指标见表1，结石经实验室测试指标都能满足设计要求（结石抗压强度≥0.3MPa），因此在施工中根据混合浆液其他性能指标并结合工区的地质情况选择相应的配合比进行灌浆施工，效果显著。表1四、灌浆效果1设计要求灌浆形成充填体的质量指标：灌浆充填体压水试验：≤50L/min；结石体抗压强度≥0.3MPa；充填率≥90%；2效果检测充填灌浆最终质量检查方法主要采用钻孔取芯、注水成果及分析灌浆资料来确定，并结合隧洞施工时洞内开挖情况进行观测。本次检查孔数量为充填灌浆孔数的5%，检查孔布置于两相邻灌浆孔之间，压水检查在灌浆结束后14d天，灌浆体芯样室内试验在灌浆结束后28d后进行。检查孔注水情况见表2表2从上表成果可知，封边孔、注浆孔的注水量均小于设计要求的50L／min，说明采用该灌浆参数进行灌浆能到达设计要求；该区域透水情况较灌前无法注满的情况降低明显，说明采空区经注浆处理后，改变较大，表明注浆效果较好。采空区地层复杂，漏水情况变化较大，规律性差，该地层通过灌浆，封边孔能形成防渗体，注浆孔能充分填充采空区，灌后注水试验能达到设计的
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，注浆效果良好。五、存在问题及建议施工过程中发现采空区因受地质变异的影响,地层岩性中泥岩含量较大,加之风化破碎严重,尤其是采空区冒落带内的钻孔,经过多年沉降挤压,造成地层破碎、塌陷。钻进中部分钻孔卡钻、缩径现象十分严重,由此引发的的问题有:（1）非灌浆段的钻孔，由于岩石地质情况特殊，钻孔时漏水严重，掉块时有发生。孔段灌浆无法隔离，在进行原设计灌浆孔段灌浆施工时，顶线以上孔段造成大量浆液流失。解决办法是采取措施进行堵漏护孔。岩石较破碎的，采用套管护孔，达到堵漏、护孔目的；岩石相对完整性较好，但漏水漏浆较严重的，采用灌浆进行固结堵漏护孔。(2)导致注浆前孔深与钻探成孔孔深存在较大误差,钻孔局部注浆孔段封闭使浆液达不到注浆目的层,注浆量减小。解决方法是:此类钻孔增加注浆花管长度,除0至变径处为实管外全部改为注浆用花管,增加受注段长度。(3)注浆花管密封胶皮在下放安装过程中被钻孔孔壁或钻孔孔内充填物划破,孔内泥浆进入注浆管内将注浆管堵死,致使注浆孔打开困难或打不开,导致注浆工作失败。解决方法是:此类孔在注浆花管处适当增加胶皮层数,并在下管时在管内注清水以平衡管内外压力,以防胶皮在划破时不致使管外泥浆进入管内堵塞注浆管。（4）采用潜孔钻及XY-2型岩芯钻机、合金钻头的钻孔工艺经济、高效；采用孔口封闭法注浆，遇到地层空腔大，耗浆量多，需要采用集中制、供浆系统。遇到注浆孔较深，空腔大，耗浆量多，用此方法注浆易发生射浆管“抱管”现象。建议射浆管下入深度宜根据钻孔情况、漏浆量大小等情况来决定。（5）空腔段的注浆采用的双液工作管同时下至空腔底，双液在孔底汇合的灌浆工艺；非空腔段采用孔口封闭法注浆的注浆工艺可行；灌浆效果检测表明，灌浆布置设计合理，浆液扩散情况良好，灌浆体可有效填充采空区的空腔，灌浆
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可行，希望对类似工程有所参考。六、结束语合山煤矿采空区开采方式属小煤矿开采,具有不规则性。采用全充填压力注浆进行治理,技术上可行、经济上合理，同时又能满足施工进度的要求。1.在采空区治理中，当采空区塌陷冒落带的间隙较大或采空区地段变形尚未结束时，采用全充填注浆法治理，效果良好。全充填注浆法施工工艺简洁、易于操作、实用性强。全充填注浆法固体原料以粉煤灰为主，廉价经济，可使电厂粉煤灰变废为宝，利于环保。2.采空区治理中，要解决注浆中的可控与可灌问题。对封边孔要用较浓的浆液，注浆工艺较复杂，注浆要经过多次复灌才能达到结束标准，在空腔较大的地层要及时调整浆液，因此需要技术经验丰富的施工队伍才能保证灌浆质量。参考文献1.山西省交通厅中交通力公路勘察设计工程有限公司.高速公路采空区(空洞)勘察设计与施工治理
手册
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[M].北京:人民交通出版社,2005.2.高等级公路下伏空洞勘探[A].危害程度评价及处理研究报告集[C],2000.3.《水工建筑物水泥灌浆施工技术
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》DL／T5148-20014.《高速公路采空区（空洞）勘察设计与施工治理手册》，山西省交通厅、中交通力公路勘察设计工程有限公司，2005年
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