4.2 】 设 —计
】
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
?。
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》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10【m
?。
《 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:200m/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《
》
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
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,
:
— 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);
】
:
? Qi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50!mm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5.0】m,
【
:
,
》 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
:
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
】
【。 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?
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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2.0MPa】丙类建筑物不小于】0.6?MPa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.!3MPa3个月强度!不小于1MP—a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! 50011—对于中密、稍密的】。碎,石土密实《、中密的砾、粗、中!。砂fak>150】的黏性土和粉土【、坚:硬黄土其剪切波速】。范围50《0m/s≥Vs>2!50m/《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—。300m/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29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2》0m~30m不等】该场地煤层在—20世纪90—年代:进,行过开采《并于200》2年前后关闭采煤方!式以房柱式开—采为主采煤厚2【。m~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20?13:年11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】0,m布设共布设帷幕】孔115《。个在处?理范:围内按照《孔,距15m、排距15!m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30%;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?2.0m)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148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5949.8m】3二次注浆》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2.2MP】a~12.4M【Pa不等平均无【侧限抗压强度为7】.64M《Pa选?用值:为5.90》M,Pa
【
《 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
】 (2)波【。速,测试:结果
】 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34—。3.5m/s最小值!为302.0—。m/s平均值为【322.9m/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
》
】。
《。。 :综合统计场地压【浆试验单孔平均【。注浆量为41.09!m,3场地?注,浆施工单孔平—均注浆量为442.!63:m3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
】。
《
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
《