地表荷载作用下老采空区注浆工程研究

摘要：以承德某采空区为研究对象，进行了注浆施工工艺设计，结合注浆参数进行了数值模拟分析，并对检测曲线与模拟曲线进行了对比分析，为评判采空区注浆处理效果提供技术依据。

Abstract: This subject regards mine in Chengde as the object of research. The process planing of grouting technology has been designed and analyzed to combine with the grouting parameter about numerical simulation and to parallel simulation curve with the test curve, which should provide technical gist of the effect of treatment for judging grouting process.

关键词：老采空区；注浆工程；地基稳定性；数值模拟；地表荷载

Key words: old mined-out area；grouting engineering；stability of the foundation；numerical simulation；surface lord

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0073-01

0引言

承德某钢铁有限公司，为扩大生产规模计划征用南马圈土地，其占地约1000亩。征地下伏采空区注浆布置图如图1所示。

1采空区注浆施工工艺流程

1.1 定点严格按照施工图纸放样，根据提供的三角网点和水准网点用全站仪放样并用钢钉和红布做好标记。钻孔实际位置偏差原则上不应超过0.2m。

1.2 成孔工艺所有钻孔在地表施工，采用XY-A 型地质钻机钻进。用d 108 mm钻头开孔，钻至完整基岩2~3m后，下入d 108 mm套管护壁，然后变径为d 89 mm，钻穿裂隙带；用d 75mm钻头，钻至煤层采空区中的塌陷冒落带或煤层底板以下1.5m。

1.3 钻探技术要求布置3-5 %的钻孔进行全取芯，以便指导钻探和注浆施工。对于全取芯孔，采空区部位岩芯采取率不应小于30%，其它部位岩芯采取率不应小于60%。

1.4 注浆材料的配制在施工前应先进行注浆配比试验，根据粘稠度、初凝时间、结石强度选择合理的配比。每次搅拌时间不得少于3min。

1.5 注浆工艺及其有关参数注浆工程施工，由于地下存在有很多不确定因素，按计算和理论分析划分的冒落带、裂隙带、弯沉带必然有一定的偏差[1,2]。按采空区的倾斜方向，由外圈向中心展开施工。当注浆泵注浆量小于50L/min时，孔口压力在0.5~1.0MPa，稳定5~10min，可结束该孔的注浆施工。

2弹性模量对竖直沉降量的影响分析

如图2所示，弹性模量增加两倍后，竖直最大沉降量可减小133mm。随着地层弹性模量增加，沉降量减小，但减小的趋势逐渐减小。提高弹性模量2倍，从采空区安全可靠、技术可行等方面考虑方案可行。

3 治理加载后竖直沉降特征及分析

竖直沉降曲线如图3所示，模拟采空区效果良好，偏差值在10%以内。采空区治理后竖直沉降变化最大为-72mm，治理应用后效果比较理想。以后对采空区实行进一步监测，模拟值与监测值会更加接近。

4结语

4.1 对采空区进行了注浆施工工艺设计，提高岩层弹性模量两倍左右从采空区安全可靠、技术可行、经济合理等方面考虑方案可行，沉降量可减小133mm。

4.2 采空区治理加固后通过监测点监测值与模拟值对比分析可知，数值模拟采空区效果良好，偏差值在10%以内。南马圈采空区治理后竖直沉降变化最大为-72mm，治理应用后效果比较理想。

参考文献：

[1]张志沛,刘旭．煤矿采空区注浆工程质量检测的试验研究[J].岩土工程学报, 2005, 27(5): 604-606.

[2]王发芝．特大采空区充填技术[J].金属矿山,2008,(9):31-34.