煤矿开采覆岩离层注浆减沉技术研究与应用条件.pdfVIP

京新出报刊(2005)z 煤矿开采覆岩离层注浆减沉技术研究与应用条件 高延法 (中国矿业大学(北京)北京100083) 摘要本文主要介绍多层位注浆技术，研究了覆岩离层发育规律与注浆减沉机理，介绍了注浆减沉实验成果以及注 浆减沉技术的应用情况等。 ’ 关键词开采沉陷 覆岩离层注浆技术注浆减沉 1 引 言 根据在覆岩移动过程中会出现离层带的学术观 点，进一步提出了多层位注浆减沉技术，通过开滦唐 煤矿地下煤层开采后会出现地表沉陷，称之为 山矿注浆减沉的工程实践，进一步发展完善形成了 开采沉陷。开采沉陷的危害很主要有：农田沉陷成为 覆岩离层带多层位连续注浆减沉技术。 湖泊；房屋、道路、桥梁、河坝、管道等地面建筑物 所谓多层位注浆，就是一个注浆钻孔穿透离层 与设施损坏。所以，开采沉陷控制是矿山开采中的重 带内的多个离层，设计成可以同时向多个离层注浆 大技术课题。开采沉陷控制有多种途径，例如：地下 的钻孔结构。所谓连续注浆，一方面是注浆工艺上， 采空区充填，条带开采，房柱式开采等。覆岩离层注 不再定期停泵冲洗管路与钻孔，另一方面是通过提 浆减沉是一项新技术，1990年前后最先在抚顺老虎高电源、注浆泵、管路和供浆系统的可靠性和多层位 台煤矿实验成功，随后，先后有大屯煤电公司徐庄 注浆技术，实现注浆施工的长期连续运行。 矿、新汶华丰矿、兖州东滩矿和济宁二号井、枣庄田 多层位连续注浆减沉技术是对原有离层高压注 陈矿等，进行了覆岩离层注浆减沉实验，都取得了不 浆减沉技术的重要发展。其突出优点是：可以适应地 少研究进展。开滦集团公司与山东科技大学合作，从 层变化，可以避免注浆钻孔损坏，可以避免单层位注 浆时的岩层短期闭合，可以实现长期连续注浆，使注 1997年开始先后成功地进行了唐山矿3696面等五个 综放面的注浆减沉实验，取得了较丰富的研究成果， 浆量可提高5倍。减沉效果突出。 本文就是有关的部分研究成果。 2．3离层发育动态规律 2覆岩离层发育规律与注浆减沉机理研究 影响离层发育过程的主要因素有三个：采动充 分程度、上位与下位岩层的抗弯刚度比、注浆压力。 其中注浆层位岩层采动充分程度是主要因素。 2．1离层带的概念 一般回采工作面其长度是宽度的若干倍，地表 采动充分程度主要取决于其开采宽度。类似于地表， 通过工程观测和实验研究发现，在覆岩移动过 程中会出现离层带。即在覆岩移动动态过程中的一 覆岩内部的某一层位(例如注浆层位)也存在着是否 充分采动的问题。如图1所示，注浆层位的岩层采动 定时期内，在导水裂隙带之上，存在着由多个离层面 充分程度分为三种情况：①地表充分采动I②地表非 构成的，可用于注浆的离层带。 充分采动，注浆层位充分采动；③注浆层位非充分采 2．2多层位连续注浆减沉方法 动。 ·本文获得国家自然科学基金资助(项目编号 利电力学院，获工学博士学位，现从事开采沉陷控制和矿山岩体力学的教学与科研工作，曾发表学术论文60余篇，出版专 著3部。 Journal 13(增刊) ofEngineeringGeology工程地质学报2