煤礦采空區(qū)注漿治理中重點(diǎn)和難點(diǎn)的分析

馬可

摘 要：該工程為注漿治理工程，在注漿過程中，如何把握鉆孔的角度、方位、穿越巖石的破碎帶以及注漿效果和封孔，成為了整個(gè)注漿系統(tǒng)中最為重要的工作，因?yàn)樗P(guān)系到注漿質(zhì)量的好壞，并且如何協(xié)調(diào)好注漿壓力與注漿量，也是整個(gè)注漿治理中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：冒漿 串漿 封孔 施工順序

中圖分類號：TU746 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0092-01

七、八十年代董家溝煤礦開采過程中，該路段形成了多處地下采空區(qū)，并發(fā)生過地面塌陷和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害。鑒于某城市快軌通過該段采空區(qū)，該采空區(qū)經(jīng)勘察評價(jià)為非穩(wěn)定采空區(qū)，存在一定的隱患，需進(jìn)行治理。

1 工程概況

煤礦采空區(qū)頂板的巖性

（1）第四系松散層，自西而東埋深逐漸變淺，巖性為回填土、粘土、粉質(zhì)粘土為主。

（2）基巖，巖性為灰?guī)r、頁巖、砂巖、煤層，兩側(cè)巖性以灰?guī)r為主，含砂巖夾層。中部地層沉積次序亂，層位極不穩(wěn)定，含煤的層位呈蜂窩狀，可分為二層，總體上也是自西而東埋深逐漸變淺。

2 施工重點(diǎn)、難點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)、工藝分析

本工程是采空區(qū)治理，治理方法以注漿為主，注漿目的是填充采空區(qū)與巷道。主要是通過鉆孔將水泥漿注入地下原有煤礦的巷道或采空區(qū)。

（1）鉆孔主要由斜孔、垂直孔、抽水孔等三部分組成。鉆孔的成孔速度與質(zhì)量是本工程施工的重點(diǎn)之一。而難點(diǎn)是如何控制鉆孔的角度、方位以及如何穿越巖石的破碎帶。關(guān)鍵技術(shù)是成孔工藝。

①垂直鉆孔的難點(diǎn)是在鉆孔過程中穿越巖石破碎帶而未進(jìn)入指定注漿部位（采空區(qū)、巷道和溶洞）時(shí)，當(dāng)循環(huán)液滲漏嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)投放黃泥球，用其高稠度來堵破碎裂隙，若投球堵漏效果不佳或鉆進(jìn)困難，必要時(shí)改投水泥，停止鉆進(jìn)，讓水泥凝固6 h后再繼續(xù)復(fù)鉆。

②對于斜孔，其鉆孔的角度與方位至關(guān)重要。角度要根據(jù)設(shè)計(jì)給定具體孔位的角度施工鉆孔。方位則要根據(jù)現(xiàn)場測放的實(shí)際位置現(xiàn)場進(jìn)行確定，但原則一是盡量垂直于快軌的走向且朝向快軌路基下側(cè)。二是要朝向采空區(qū)方向，特別是巷道方向。

（2）注漿效果是本工程施工的重點(diǎn)之一。其效果如何將直接關(guān)系到整個(gè)治理工程的質(zhì)量能否達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。注漿壓力是控制注漿效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。應(yīng)先根據(jù)設(shè)計(jì)的注漿壓力在和現(xiàn)場試驗(yàn)鉆孔注漿所得的效果后，加以調(diào)整。針對本工程還應(yīng)注意，注漿壓力過小，達(dá)不到設(shè)計(jì)的理想效果，壓力過大，可能在場區(qū)及其周邊發(fā)生串漿或地表冒漿等情況。所以進(jìn)行及時(shí)調(diào)整注漿壓力。

本工程的注漿關(guān)鍵技術(shù)與工藝是如何協(xié)調(diào)好注漿壓力與注漿量，使其成為一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)整體。

①注漿中斷：如不能立即恢復(fù)注漿或灌注濃漿有埋管危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)上提注漿管，以免造成埋管事故。待具備沖洗條件時(shí)，再進(jìn)行強(qiáng)力沖洗，以恢復(fù)注漿條件。因采空區(qū)充填物等原因，有時(shí)注漿管不能下到設(shè)計(jì)位置時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)鉆或沖洗等有效方法使注漿管能夠下至設(shè)計(jì)位置。沖洗無效時(shí)，應(yīng)立即掃孔至孔底，并用壓力水沖洗后，重新開始注漿。當(dāng)恢復(fù)注漿后，注入率明顯減少，并在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

②串漿：對于本工程來說，采空區(qū)范圍大，采空區(qū)范圍的鉆孔很有可能會出現(xiàn)串漿現(xiàn)象。對于巷道來說，也可能會發(fā)生類似情況。為防止串漿的主要措施為：適當(dāng)?shù)匮娱L相鄰兩個(gè)次序先后施工的間隔時(shí)間。待前一次序孔注漿的漿液基本凝固后，再開始后一次序孔的鉆注工作。

③冒漿：在注漿過程中，有時(shí)漿液會沿著裂隙或?qū)用娴韧洗鞫俺龅乇恚竟こ套{施工時(shí)應(yīng)特別注意治理區(qū)旁邊的蝦池的變化，一旦發(fā)生冒漿，后果嚴(yán)重。所以在施工蝦池附近的鉆孔注漿時(shí)，應(yīng)盡量降低在蝦池旁的鉆孔注漿的壓力，但必須滿足設(shè)計(jì)要求。

④大量漏失：對于本工程來說，注漿主要地段為采空區(qū)、巷道和溶洞等范圍，需要的注漿量比較大，屬于正?，F(xiàn)象。但對于南北最外側(cè)的帷幕孔來說，已超過設(shè)計(jì)的注漿量或遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)的注漿量時(shí)，應(yīng)停止注漿，分析原因。應(yīng)采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇注漿的方法來灌注。必要時(shí)應(yīng)加大速凝材料或調(diào)整沙漿比例來處理。

⑤涌水處理：當(dāng)施工到有溶洞發(fā)育或可能發(fā)生涌水的鉆孔時(shí)，可以適當(dāng)增加速凝材料的含量或加大注漿壓力，必要時(shí)可以采用自上而下分段進(jìn)行注漿。

由以上發(fā)生各種情況可以看出：根據(jù)注漿試驗(yàn)來調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)是必不可少的。所以對于施工中遇到的不可預(yù)見的復(fù)雜情況來說，在設(shè)備、工藝技術(shù)、材料方面應(yīng)事先做好充分準(zhǔn)備，以應(yīng)付各種突發(fā)的情況。對于不穩(wěn)定的采空區(qū)或巷道（已發(fā)生塌落現(xiàn)象），施工時(shí)嚴(yán)格控制注漿壓力，以避免進(jìn)一步的破壞；采用間歇式注漿的方式，少注多灌。

（3）封孔是注漿施工中最后一道重要工序，封孔的好壞，直接影響到注漿施工質(zhì)量。因此，在被注孔施工完畢后，應(yīng)采用濃水泥漿或水泥沙漿進(jìn)行回填封孔，尤其在帷幕注漿施工中，封孔很重要。

（4）施工順序?qū)τ诒局卫砉こ虂碚f，直接關(guān)系到治理注漿效果。治理區(qū)快軌南側(cè)離蝦池較近，北側(cè)離遼河?xùn)|路相臨。

本工程的施工順序?yàn)椋合仁┕づ潘住Ｈ缓?，按地層傾向，先施工采空區(qū)底板標(biāo)高，由南到北的順序先施工帷幕孔，再施工注漿孔。再結(jié)合4個(gè)施工工段（采空區(qū)軌道南、采空區(qū)軌道北、巷道軌道南、巷道軌道北）可同時(shí)進(jìn)行施工工作。

（5）根據(jù)設(shè)計(jì)質(zhì)量檢測鉆孔可安排在注漿質(zhì)量可能的最弱部位。那么最弱的部位的選擇是質(zhì)量檢測的關(guān)鍵。

對于巷道來說，相臨鉆孔之間可能為注漿質(zhì)量的最弱部位。對于采空區(qū)，除了相臨鉆孔之間還有采空區(qū)的邊緣地段，同時(shí)也要考慮快軌正下方兩斜孔的中間位置。

3 結(jié)語

在治理采空區(qū)及巷道工程中，地層裂隙是注漿漿液的流動渠道，是不可控制的因素，注漿工藝、漿液配比、注漿壓力等是可控的。注漿工藝、漿液配比、注漿壓力應(yīng)根據(jù)治理工程的特點(diǎn)和注漿試驗(yàn)具體確定，在注漿施工過程中，應(yīng)跟據(jù)具體情況對其進(jìn)行調(diào)整。

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