注漿法在煤礦采空區(qū)地基處理中的應用分析

摘 要 隨著對煤炭資源的開采，有許多的煤礦采空區(qū)出現(xiàn)。如何對煤礦采空區(qū)進行地基處理是一個比較重要的問題，文章針對采空區(qū)地基處理使用的注漿法進行分析，分別講述了在地基處理中注漿法的基本原理和效果，然后從地基處理工程的流程上分析注漿法的應用。

關鍵詞 注漿法；煤礦采空區(qū)；地基處理；分析

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0118-02

1 建設土地需求緊缺以及煤礦采空區(qū)處理的急迫性

隨著煤炭資源的過度開采，導致了許多礦區(qū)地面出現(xiàn)了很大程度的沉降，并且伴隨著自然或認為的一些原因加劇了地面塌陷的可能性。更有甚者，有些非法的小型煤礦不顧環(huán)境惡化胡亂采挖，而且不按照國家相關規(guī)定對附近房屋進行保護，導致有些居民房主墻體開裂，道路塌陷引發(fā)交通事故，給人們的居住環(huán)境與出行安全造成重大影響。鑒于此，對于煤礦采空區(qū)的范圍治理一定要考慮各種可能性，保證采空區(qū)地基處理范圍的合理性與準確性。

2 在煤礦采空區(qū)地基處理中注漿法的原理及意義

所謂煤礦采空區(qū)是指，地下煤礦層被挖完之后，其周圍的巖石驟然滑落而引發(fā)的巖層錯位或斷裂，從而在地下巖層中形成孔洞或裂縫。

注漿法，顧名思義是根據(jù)液壓、電氣學或者氣壓的壓力，將特定物質形成的漿體壓注到地下巖石層的裂縫和孔洞中去，使得漿體充實孔洞和裂縫，增強地基的承載重量的能力，從而保證采空區(qū)上方的房屋、建筑安全、穩(wěn)定。一般情況下，采空區(qū)使用壓入式注漿的方法，在地下無其他擾動的條件下，利用內外的大氣壓差，使得漿體滲入進到地下采空區(qū)的孔洞中。在采空區(qū)使用注漿法進行地基的處理以后，能夠使得采空區(qū)防漏、糾偏、加固以及防滲等。

3 注漿法在煤礦采空區(qū)地基處理中的流程工藝分析

3.1 確定煤礦采空區(qū)地基處理的范圍

塌陷到表面的煤礦采空區(qū)無疑對建筑物的地基是有害的，對于那些采空較深、垮落并沒有到地表的，應當對其進行分析，確定其能夠承受住附加重量避免塌陷。對于煤礦采空區(qū)的范圍確定一定要考慮各種可能性，保證處理范圍的合理性與準確性。

3.2 工程前期準備

煤礦采空區(qū)注漿法處理地基工程需要直徑127 mm的無縫鋼套管和制作漿體所需的材料，考慮到成本控制，漿液材料應當就地、就近取材，包括工業(yè)廢渣、硅酸鹽水泥、石粉、水玻璃摻合劑以及自來水。

所需要的施工設備有：工程鉆機、多臺攪拌機、高壓注漿管以及泥漿泵。工程施工人員按照不同分工分為注漿組與鉆機組，每組兩班，每班七到八個人。

3.3 設計鉆孔與放線測量

按照前面所做的處理范圍，并根據(jù)漿體壓力理論計算出注漿孔的半徑、間隔與數(shù)量。在工程處理現(xiàn)場，根據(jù)相關圖紙，專業(yè)測量人員利用專業(yè)儀器（如經緯儀、水準儀）對地基處理施工放線。在進行孔洞開鉆前，技術人員要到場測量并確認，保證不大于0.5 mm的孔位誤差。

3.4 漿液制作工藝

首先，根據(jù)每次所要配制的漿液的量計算出各個材料的用量、所需水的體積，在漿液制作的過程中必須對粉煤灰、水泥的重量進行測量抽查，然后根據(jù)現(xiàn)場鉆探的需要，實驗出合適的材料配比，確保所制的漿液符合標準要求，最后要針對不同的采空區(qū)控制漿液的配比材料，滿足工程的實際需要。

3.5 壓入式注漿施工工藝

在實際對煤礦采空區(qū)地基進行注漿處理時，為了確保工程的質量，避免漿液流到非注漿區(qū)域，在注漿工程實施中應當要先對邊界進行注漿處理，而后才是采空區(qū)的中間部分；邊界區(qū)域要用稠漿，中間注漿孔用稀漿。

1）對場區(qū)帷幕孔的注漿要求。漿液的配合比要求1：0.5：1，為減少漿液流動的距離需要加入水玻璃加速其凝聚，并且投入大量的石粉，使得采空區(qū)空隙快速充填，延長間歇時間促使注漿液盡早凝固。為了避免跑漿，需控制注漿的用量與次數(shù)。

2）中間孔的注漿要求。首先用自來水對孔壁進行清潔處理，保證孔內通暢，以此來確保漿液能夠順利注入。注漿采用間歇注漿法，漿液的濃度要求先稀后稠，每次注入漿液不得超過65立方米。在注漿的過程中，要對相鄰的孔洞進行觀察，根據(jù)相鄰孔的反映現(xiàn)象，及時調整實際注漿中的操作。

3）在進行注漿時，要避免在極短的時間里把大量的粉煤灰水泥漿注入鉆孔中，當需要較大量的漿液時，一定要用輔助設施——漏斗狀的注入器，將粉煤灰用純水泥漿液帶入鉆孔內。

4）注漿的質量要求。在注漿法的施工當中，對于煤礦采空區(qū)較大的范圍，要采用靜注法與加壓注漿法相結合的綜合性方法，要求，漿液結石率均大于85%，注漿充填率要高于75%，結石體的單向抗壓能力要大于500 kPa。

5）停止注漿的標準要求。當孔口管壓力到達0.5 MPa時，采用灰、水比為2：1的水泥漿液進行注入；當注入孔口的管壓力達到1 MPa時，繼續(xù)增大壓力進行封頂灌注，同時為了保證孔口壓力的穩(wěn)定性，每分鐘泵量應當小于30 L，超過30分鐘后應當立即結束此孔口的注漿操作。

3.6 注漿法處理效果檢測

在注漿處理工程完成之后，根據(jù)依據(jù)《直流電阻率法技術規(guī)范》、《巖土工程勘察規(guī)范》的要求，需要采用高密度電法對注漿的效果進行檢測，主要對水泥填充物的強度檢測、采空區(qū)內的阻抗檢測、是否漏水、漏鉆等檢測，并對施工過程中留存下來的試樣進行檢測，要求其結石率不低于85%。

4 結束語

利用注漿法對煤礦采空區(qū)內的建筑地基進行加固處理，能夠有效地避免地面因采空區(qū)的原因發(fā)生塌陷的情況。注漿漿液的主要材料選取當?shù)氐墓I(yè)廢料，利用水泥與粉煤灰的適當比例進行攪拌，能夠提高漿液的粘著性，使得漿液注入到地層中的孔洞和縫隙中，能夠非常有效地起到充填、支撐的作用進而確保采空區(qū)建筑物的整體安全性，才能夠保證居民的生命財產安全與出行安全，才能解決煤礦省份的建筑用地緊缺的困難境地。

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作者簡介

許黎（1971-），男，湖北荊州人，講師（資源勘查系教師），中國地質大學（北京）地球化學專業(yè)理學碩士。endprint