4.2【 设 — 计
《
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4.2—.2 灌注孔可】采用正三角》形布设?方,式,。其排距?、间距?按照:条文规定《取值当煤《层回采?率大:、顶板坚硬、冒落带!和裂隙带的》空隙、裂隙之间的】连,通性好可取大—值;反之应取—小值:当,采空区位《。。于一般场地时可取大!值;当采空区位于高!填、深挖《场,地或重要建(构)】筑物地段时》则应取小值
【
【 采空区《“三带”是指煤矿】采空区?充分采动条》件下形?。。。。成的垮落带、断裂】带和弯?曲带其中垮落带指由!采煤引起的上—。覆岩层破裂并向采空!区垮落的范》围断:裂带:指垮落带上》方的岩层产生断裂或!裂缝但仍保持其原】有,层状的岩层》范围弯?曲带指断裂》带上:方,直,至地表产生》弯曲:的岩层范围》
【 表4.—2.2为具有—明显“三带”特征的!煤矿采空《区灌注孔布》设间距取值范围;对!于无明显《“,三带”特征的—房柱式开采》形,成的采?空,。区其灌注《孔间距可按该表中覆!岩类型、回采率取值!;对于巷道式开采的!小窑采空区灌注孔】间距取值应》根据采空区特征及灌!注方法综合确定且】不宜大于10m
!
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?。。 , 对于采空区积水】场地注浆根据工况】需要进行挤》压排水设计排水【设计要?求帷幕孔的布—设能够?。预,留注浆浆液》挤压排水通道进行挤!压排:水注浆浆液宜采【用低水固《比稠浆?灌注:
! 在:灌注:施工中取3》%~5%的钻孔取】芯主:要目:的是通过对地—层岩性?、厚度岩芯取芯率采!空区埋深及厚度【等进行鉴别结合煤】矿采空区岩土—工程勘察报》。告对煤矿采》空区特征进行分析】、验证?确保采?空区处理方法及【。设计参?数能对采空区地基进!行有效的《治理
【
4.?2.3 采空区】灌注充?填法以充填采空区及!其覆岩中的》空洞和裂隙为主【对材料的《细度、强度》要求相对较低主【要以充?填,式注浆为目的水泥】粉煤灰、水》泥黏土?类浆液结石体—具有一定的强—度且造价低廉、材】料来源?丰富、?浆液配置方便、操】作简单目《前在工?程中得到广》泛的运用
》
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? 根《据,材料配比试》验研:究水固比(》质量:比)取1:1.【0~1:1.3时】浆液的可《注性良好《可在注浆施工中采】用浆液的浓度—使用应由稀到浓并】根据:施工的?具体情?况调整浓度比在采空!区存:在地下水流动的情况!下注浆浆液的水【固比应?。取高值并应根—据,地,下水的流速添加适量!的速凝剂浆液—中掺入的适量—减水:。剂和:注浆添加剂应能使】浆液流动性满—足,设备:可注性?。要求浆液《扩散性满足治理【范围要求
】。
采【空区注浆可根据设】计中:对浆液凝结时间【指标:、结石体强》。度等要求确》定,水泥、粉《煤灰或?水泥、黏土》的比例为了提—。高采空区《处治效果《在处治?。重要建(构)—筑物下覆采》。空区时可适》当增加水《泥,的用量
!。 当采—空区空洞和裂隙发育!地下水流速大于20!0m/?h时为节《省注浆材《。料通常先灌注—砂、砾石、》石,屑、矿渣《等集料?以此充填大的空洞和!裂隙减少《过水断面增》加,。水流阻力为有—效注浆创造条件
!
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4.2.4 !对,于薄煤层采煤煤层】开采高度可能大于】煤层赋存厚度—(即可?能,包含煤?。层,顶底板岩《。石)因此在计算【薄,煤层煤矿采空区注浆!量,时采空高度》的取值应选用煤矿】实际开采厚度
!
煤层!的回采率应》区别于煤矿整个矿井!的回采率《即式:(4.2.4)中回!采率的计算采用采空!区,治,理场地开采煤层的实!际开采体积与该煤层!在治理范《围内的总赋存量的】比值:
【。 式(》。。4.2.4)—中,充填:系数应按照灌—注充填设计选—用对于?采用全灌注充—填法处理《的采空区其充—填系数要达到0【.85以《上
《
》 : 采空区剩余—。空隙率的取值是【采用(1-q)计算!得到的并根据—地区经验进》行调整其中q为采】空区场地下沉—系数:该值按照建筑物、水!体、铁?。路及主要井巷煤【柱留设与压煤—开采规程采用计算】。。公式如下《。
》
,q=0.5(0【.9+P) — 】 ? , (1)
—
》 ? 其中?P为覆岩综合—评价系数其》取值通?过地:质,、开:。。采技术条件来确定】取决于覆《岩,。岩性及其厚度可用下!式计:算
?
》
— 式中mi覆岩!第i分层的》法向垂直厚》度(m);
—。
?。。
Q】i覆岩?第i分层的岩性评】价系数其取值—可按表1的》规定确定
!
? :由于选用下沉系数】表示地?表最大下沉值与【开采厚度之比故【建议在场《地中间区剩》余空隙率取》。。低值在场地》边缘区取高》值
?
,
对】于采空?区类型为《巷道式小窑开采【采空区剩《余空隙率应结—合采空区勘察钻孔钻!进情况确定
】
—
4.》2.:5 : 单:层采:空区采用全孔一次】性,注浆法?施工时?选用似法兰》盘简易止浆法止浆】(图3、图4)简】。单易行经济适用其具!体的操作方》式为采用直径不小】于5:0mm的《钢管作为注浆管将一!端焊接一个》大小与开孔孔—径相接近的》法兰盘到设计止【浆位置用少量碎【石、黏土将法兰盘与!孔壁之间的孔隙封堵!。然后采?用水固比(质量比)!为,1:2?的水泥?浆或P.《O :42.5级快凝【水泥稠浆将》注浆管与《孔,壁胶结?在一起水泥浆灌【注高度不应小于5】.0m
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,。
《
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采取分】段注浆?时可采用上述止浆法!或在孔内采用止浆塞!止,浆,充水采空区注浆管深!度宜:深入注浆段中、深层!。采空区宜《在注浆段采》空区垮?落裂:隙带上方较完整【岩体段设置孔内止】浆塞
《
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4.2.》6 ?注浆压力宜通过现】场注:。浆试验?确,定,一般:灌注压力不宜超【。过有效?止浆段上覆岩—土体:自重的1.0—倍,终孔压力不宜超【过1.2《倍~1.5倍
!
4.2.7 ! ,灌注充?填法:帷幕:孔的布设主要—。针对灌注施工过程中!防治灌注浆液的【。扩散流失或需要隔离!。注,浆区域时使用通常情!况下采空区灌注充】填法帷幕孔主要是为!了防止灌注浆液扩散!。。而布设
】
》。。对于煤层倾角小【且积水的采》空区灌注注浆管应置!于采空区积水—底部帷幕孔配合【布设:排水通道灌注次【。。序应由?采空区中部》向外:。依,次,灌注通过注》入适当浓度》的浆液起到外排积水!的作用
《
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: 采—空区灌注充填法钻】孔施工过《程中可根据前序【次的注?浆孔揭露的采—。空区埋深、厚—度情况调整》后序次成《孔数量及成孔深度对!。于前序次钻》孔出现煤柱孔—较多:。的位置?可适当减少布—。孔对前序次钻孔揭露!采空区埋深与原设计!孔深有较大出—入的情况后序—次钻孔需在分—析验证后调整钻孔】深度避免因采空【巷道、复采及多【煤层开采《等影响对处》治采空区埋深的判别!。
【。 处《治多层采空区当各】。矿层:间冒落带、裂隙带相!互贯通时宜采用上行!。。式注浆?法即灌注过程自【。下而上?一次完成;当各矿层!冒落带、裂隙—带没有相《互贯:通时矿层间》隔大宜采用下—行式分段注浆即自】上而:。下分段?。完成:并用套管止浆
【
4.2.!8 对于》地质条件复杂、有多!层采空区分》布,、采空区勘察—精度较?低、:注浆施工经验较少的!。地区或采用新的注】浆工:艺或新的注浆材【料时在?注浆施工前应—进行现场注浆试验
!
4.2.!9 本条》所列检测方法均为】成熟可靠的》质量:检验方法随着科技发!展,许多:新的:技术可以在采空区灌!注充:填,法检测中《。更,好、更为直接地反】映采空区处理效果】因此本条《。规定对?检,测方法不《做限:。制实际工作中—可,根据检测方法的可靠!度及适用性》择优选用本条—。所列孔内电视(【成像:),、红外?。视频探测等技术【措,施均为在采空区【勘察、注《。浆效果检《测等实际工作—中有较?多,应用的技《术,手段可直观判别【采空区灌注后空洞充!填、裂隙离层胶结情!。况是较为《先进可?靠的注?浆效果?检测手段
】
》 本条?规定主要针对采空】区灌注充填法质量】。验收标准对于采空区!灌注充填法其—主要目的是为—了,对采:。。。。空空洞、《裂隙离层进行充【。填因此对于不在建筑!。地基主要受力层范围!的采空空《。洞,采空区地基处—理设计等级》甲、乙?。类建筑物注浆—结石体强度不—小于2.0M—Pa丙类《建筑物不小于0.】6MPa即可对于】处于建筑《地基主要《受力层?范围:的采空空洞其充填】结石体强《。度应根据建筑荷载】。影响:结合充填位置计算确!定对于?在,采空区灌注充—填法注浆设计阶段进!行注浆浆《液配:比试验?时要求?配置浆?液室内测《试的2?8d强度不》小于:0,.3M?Pa3个月强度【不小于1MPa室内!。养护试块单轴抗压强!度不宜小《于2MPa
】
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: 孔内—波速测试横》。波波速的《检,测标准根据》现行国家标准建筑抗!。震设计规《范GB 5001】1,对于中?密、稍?密的碎石土密—。实,、中密?的砾、?。粗、中砂f》ak>?。150的黏性土和粉!土,、,坚硬黄土其》剪切波速范围—5,00m/s≥Vs】。>250m/s【结,合,实际工作中对于灌注!。充填法?工后剪?切波速检测结果统】计,在施工满足设计【要求的?条件下?统计的受注层剪切波!速值均可达到—。300m/s以【上故综合考虑取剪切!。波速检测标准为3】00m/s
】
— ,充填系数检测除【可通过钻探验—证主观评价外还可】以根据压浆》试验成果与原—注浆量进行比较分】析确:定压浆试验的—评价指标称为压浆】试验比其计算方【法为:同一评?价,。范,围内压?浆量与压浆量—和注浆量之和—的比值压浆试验【比小于0《.,1视:为,。其,充填:达,到90?%以上
》
— 煤?炭工业太原设计研究!院对山西《省晋城市北》岩地块?限价商品住》房,项目灌注充》填法采空区地基【处理进行《了检测该项目—一期拟建2》9层住宅楼7座3层!幼儿园一座二—。期拟建住宅楼—2座采空区》地基处理等级为甲级!建筑分布如图—5所示
》
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!场地主要《可采煤层《为3#煤层煤层【埋深距离《建筑基?础下20m~3【0m不等该场地煤】。层在:20世纪《90年?代进行过开采并于2!002年前》后关闭采煤方式【以房柱式开》采为:主,采煤厚2m~4m在!拟建建?设场地内形成了埋】深较浅、分布—不规律?的浅层采空》根据采空区勘察结论!该煤层采《空区顶板均为—煤系:地层泥岩、泥质【砂岩顶板垮落带、弯!曲带:离,层裂隙发育在场地】地面:形成了一处》塌落洞除此之外未在!场,地地表?。发现明显《的变形建设单位【于2013年1【1月~20》14年3月组—织,注浆施工单位对【场地采用灌注充【。填法:进,行采空?区地:基处:理处理范围以建【筑物投?影外边?。线外扩30m;帷】幕孔布设沿处理外】边界线按照孔间距1!0m布设共布设【帷幕孔11》5,。个在处理范围内按照!孔距1?5m、排《距15m梅花—。形满堂布设注浆【孔300《个;注入浆液采用水!。泥、粉煤《灰浆液浆液》水,固,比帷幕孔取1:【1.2~《1::1.3注浆孔取【1:1.1水—泥占固相总质量的3!0%;总注浆—量19.8万—m3工后检测工作结!束后由于采空区埋深!较,浅钻探工作在基础直!接持:力层范围内检查到存!在离:层空洞(图》5,检测钻孔于基础【下4:.0m处掉》钻2.0《m)检测报告建【议在建筑基础下沿】建筑外?。。围轮廓线《布设二次注浆—孔二次注《浆孔:共布设施工14【8,个如:图5:所示注?浆浆液配《比与原注浆施—工相:。同二次注浆》共注入浆液》594?9.8m3二次注浆!施工过?程中:有一处注浆孔在【基础下6.0m【又出现掉钻也验证】了,钻探验?证孔揭露的基础直接!持力层下存在离【层空洞?
》
场—地灌注充填法采空区!地基处理工》后检测分别采用钻】探、波速测试—、压浆检测等—进行检测结》果分述如下
!
: (1)【钻,。探结果
—。
》 该项目工后【检测评价钻探工作共!布设钻孔25个主】要目的是为了—采取注浆结石—。体,样本进行无侧限【抗压强度《。测试并?可对:采空区充填》效果进行直》。观判别?钻孔工作采取结石体!样本11个统计【得到的结石体无【侧限抗压强》度2.?2MPa~12.4!MPa不等平均【无侧限抗压强—度为7.《64MPa选用值为!5.90MP—a,
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:。
根据【钻探结?果在布设《的25个《。钻,孔中共有两个钻【孔发生掉《钻其中位于》7,#,楼附近钻孔基础【下4.?0m掉钻《2.0m说明在采空!区地基?处,理后仍?小范:围存:在采空区垮落离层空!洞
《
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(2】),波,速测:试结果
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《 该项目共对3!#煤采空区》地基:处理段进行了15】个钻:孔单孔剪《切波:速,测试测试结果—显示:结石体剪切波速最】。大值:。为3:43.5m/s【最小值为302.0!m/s?平均值为322.9!。m/:s
! (3)压浆检测!结果
!。。 ?由,于二次注浆》施工:类似于压浆检测因】此可用二次注浆数据!。。作为压浆检》测进行采空区—注浆效果检测各楼】座下单孔平均注浆量!。。与压浆试验注浆【量对:比如图6所》。示
《
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【
《 综合统计场地压!。浆试:验单孔平均注浆量】为4:1.09m3—场地:注浆施工单孔平均注!浆量为442—.6:3m3压浆试验【比,。为,0.085》6可以说《明整个场《地注浆实际充填系】。数满:足要求注《浆结束后的》场地采空区及其顶板!垮落带剩余空隙率小!于0:.1见表2
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?
! 通过工《后检测评价该项目】采空区经灌》注充填法地基处理】后各项?检测项目均符合要】求,对于可能《存在的离层空洞进行!。了补充注浆注—浆效果?满足建设使用要【求
?