采空区灌浆方案
1、采空区治理方案选择通常采用条带式注浆法和全胶结注浆法。条带式注浆法是在采空区影响范围内,在采空区形成类似煤炭系统的“保安煤柱”,起着支撑采空区及上覆岩层的作用,该方法材料用量较小,但施工相对复杂。全胶结注浆法已在国内多个采空区治理工程中取得了成功的经验,该方法施工相对简单,安全性高,施工工艺成熟,施工易于管理,但缺点是材料用量较大。
2、采空区注浆治理范围1.采空区治理长度治理长度为铁路路线走向上采空区(空洞)实际分布长度。当采空区煤层较厚,地表变形破坏严重,采空区治理长度应考虑增加覆岩移动角影响范围内的治理长度。2.采空区治理宽度采空区治理宽度可按如下公式计算:①倾斜岩层时路线与岩层走向平行或者斜交:L=D+2B+(2h ctgφ+H下ctgβ'+H上ctgγ')②水平岩层时：L=D+2B+2(hctgφ+Hctgδ)3.采空区治理深度采空区治理深度一般不小于采空区底板深度。
3、采空区注浆设计1.注浆材料及配比注浆材料选用水泥粉煤灰浆液，水固比1：1.0-1：1.4,水泥含1占固相的30%，粉煤灰占固相的70%，帷幕孔根据具体情况采取较稠的浆液或在浆液中掺加水泥质量的2%速凝剂?(水玻璃，模数2.4-3.4，浓度30°Be-40°Be)，使注入采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防止浆液流失。2.注浆孔(帷幕孔)设计1〉钻孔布设注浆孔设汁的深度为地而至采空区煤层底板以下1.5m，注浆孔的主要灌注长度为采空区岩层顶而以下5m至采空区底板，孔口管长度为地面0.5m至基岩下5m变径处的深度。为了防止在压力注浆过程中浆液的四处蔓延，为此设计了帷幕孔。帷幕孔布在处理区周边，孔距根据经验可选择18-20M.注浆孔在采空区治理范围内梅花型布置，注浆孔孔距10-20m，排距10-20m。为检查施工质量，通常按灌浆孔的2-5%设置检查孔数量，检查孔可随机布置。检查孔长度应为原地面至采空区底板的深度。2〕钻孔结构⑴孔深采空区注浆孔(帷幕孔)设计深度为m,实际以揭穿采空区底板03~0.5m处为准。(2)孔径钻孔开孔直径宜在130-150mm,进入完整基岩5m后变径,终孔直径不小于9lmm。(3)取芯取芯孔数量应占总孔数的5%。采空区段和岩层破碎段岩芯采取率不低于30%,其它部位不低于60%。(4)止浆可采用似法兰盘简易止浆法完成止浆。
5、4.注浆工埂拎罄锵艺1)注浆系统配置(1)注浆系统构成注浆系统由:料场、一级搅拌池(机)、二级搅拌池(机)、供水系统、注浆泵、注浆管道、封孔装置等组成。注浆系统的平面布置如下图所示:(2)注舱彀悌乏浆系统技术要求①料场:堆放材料的料场场地要平整,运料车辆能正常通行,且紧邻搅拌机,使材料便于运输、搬运:要求设有防潮、防雨措施。②搅拌机:要求能满足正常施工要求,搅拌后的浆液应均匀,符合设计要求,一次搅拌量应≥1.5m3。③搅拌池:修建的搅拌池应满足正常施工要求,池为圆柱体,中间设置搅拌系统,使得搅拌后的浆液均匀,符合要求,一次搅拌量应≥1.5m3。④蓄水池:制浆站应根据施工注浆总量需要,建立数个蓄水池,以保证正常施工,蓄水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。⑤注浆泵:宜采用变量泵,其额定排浆量不小于200L/min,注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍。⑥压力表:注浆孔压力表最大指数应大于2.0MPa。帷幕孔压力表最大指数应大于5.0Pa⑦封孔装置:注浆孔采用Φ50mm钢管,在管子前端20~750px处焊接一圆形法兰托盘(托盘直径Φ120~125m之间),下入孔内变径处。封孔装置也可采用球形止浆塞,封孔位置在基岩内5~10m处,或采空区上方10~20m处。该封孔装置具体封孔位置由现场试验来定。⑧注浆管:采用Φ50mm钢管,丝扣连接。2)注浆工艺及其有关参数(1)施工顺序:先施工帷幕孔,再施工注浆孔,注浆分二序次进行。按煤层倾斜方向,先施工采空区低的钻孔,后施工采空区高的钻孔。(2)注浆在注浆施工的开始阶段,注意搜集整理各地段各种配比浆液的灌注充填情况,获取更为合理的注浆施工参数。注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法,注浆开始后,要定时观测泵的吸浆量和泵压,记录注浆过程中发生的各种现象,收集原始数据,并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度。注浆设备宜采用灰浆泵。当地下采空区空隙较小时,可采用水灰比1:1.0~1:1.2的水泥粉煤灰浆,水泥为固体总重的30%,粉煤灰为固体总重的70%。制浆材料中增添水泥重量2~5%的速凝剂。当地下采空区空洞体积较大或向场区外侧渗漏浆液时,可于孔口处增设一漏斗状的投砂器,用浆液将砂或石粉带入孔内。防止浆液向场区外侧渗漏是实现本期采空区治理工程经济性的个关键环节,需密切观测场区边缘帷幕孔及接近边缘注浆孔的灌注情况,必要时及时增加浆液中砂或石粉的投送数量。(3)单孔注浆孔结束标准在注浆孔的注浆末期,泵压逐渐升高,当泵量小于70L/min时,孔口管压力在1.0Wa以上稳定10~15分钟后,或注浆孔周围有冒浆等现象出现时,可报监理工程师同意后结束该孔的注浆施工。
