采空区注浆加固技术研究与应用

某拟建工厂厂址位于老采空区上方,为了防止地基沉降,采用注浆方法对采空区及破碎岩层进行加固处理。首先采用可视探测系统对采空区及岩层情况进行探测,确定合理的注浆方案。注浆前、中、后对注浆效果进行监测,结果表明注浆取得了良好的效果,有效地加固了采空区及岩层。     

基于关键层理论的长壁垮落法开采老采空区地基稳定性评价

基于关键层理论,对长壁垮落法开采老采空区的可能"活化"空间、因素和机理进行了分析和探讨,得出了老采空区的可能"活化"空间主要为"O"形圈离层、空洞、破碎岩体的残余碎胀空间和各类裂隙;在排除断层影响的情况下,老采空区地基的"活化"因素主要为地震、机械振动、临近的采掘活动、地面荷载、水化和风化作用以及应力松弛;"活化"机理主要为破碎岩体的压实和砌体梁结构的失稳,并且砌体梁结构的失稳是地基产生严重不均匀沉降的主要机制.鉴于长壁垮落法开采的老采空区"活化"机制和拟推的上覆破碎岩体的结构形态,提出了局部注浆的思想,对于一般工程地基,只对采空区边界注浆,注浆区域为空洞、欠压密区和"O"形圈离层,注浆机理主要为结构补强和消除采空区边界上方的可能"活化"空间.并通过实例验证了局部注浆的可行性.     

长壁开采老采空区注浆充填范围确定方法

浅部老采空区注浆充填是保证老采空区建筑物地基稳定的有效措施,在确定充填治理范围时,目前大多采用正在开采的地表移动角确定注浆充填范围,这将导致充填范围过大,造成不必要的浪费,为此,基于国内开采沉陷资料,首先建立了正在开采的地表移动角与深厚比的关系,然后在分析老采空区变形机理基础上,提出了残余移动角的思想,根据残余移动与正在开采的地表移动相似性,建立了残余移动角与老采空区开采深度、等效开采厚度之间的关系,给出了老采空区充填注浆范围的确定方法,为老采空区充填治理范围的确定,提供了可靠的理论和方法.     

老采空区地基变形对地面建筑影响的数值分析

为了分析和评价老采空区地基的残余变形及其对地面建筑物的影响,采用数值模拟的方法研究了老采空区地基的稳定性.针对岩石和土层的组合地基,利用主采煤层底板等高线图和钻探资料,应用趋势面分析的方法,基于FLAC3D建立了三维多层状地质体模型,结合概率积分法计算成果,反演拟合了地质体的力学参数,模拟计算了在地面建筑荷载作用下采空区地基的沉降变形及垂向应力分布.通过注浆治理前后和建筑物建成前后老采空区地基变形差异的对比分析,确定了老采空区地基的稳定性和地面建筑的安全性,同时也提出了一种基于FLAC3D的采空区地基稳定性计算分析的方法和程序.认为三维数值模拟能较好地解决采空区地基变形计算和稳定性分析的问题.     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

采动地基注浆加固治理技术研究

结合某工程实例,对多层老采空区上方地基注浆的相关技术进行了研究,在工程实践的基础上,研究分析了与注浆充填相关的技术工艺、参数确定方法以及注浆效果检测技术等,为类似工程的设计与施工提供了一定的借鉴资料。     

大同采煤沉陷区光伏示范基地110kV汇集站浅部采空区注浆治理技术

为确保采煤沉陷区光伏基地运行良好,必须对基地下方采空区进行加固处理。以110kV汇集站为例,通过钻探成果分析采空区情况,对地基稳定性进行评价。根据工程地质条件和采空区稳定性评价结果,确定采用注浆技术对汇集站下方采空区进行加固处理。设计确定了注浆治理方案。注浆施工完成后,对注浆加固效果进行了检测。结果表明,注浆加固治理方案设计合理,效果良好。     

长壁缓倾斜老采空区点柱式注浆新方法

在分析长壁老采空区"活化"变形机理的基础上,结合部分开采岩层移动控制理论,对控制老采空区残余沉降的注浆充填的技术方法进行了研究。结果表明:长壁缓倾斜老采空区注浆充填方式可分为点柱式注浆、带状式注浆和全部注浆3种类型,并简要分析了各类注浆充填老采空区控制残余变形机理。提出了长壁老采空区点柱式注浆设计新方法,并通过理论研究给出了注浆柱尺寸和注浆孔间距设计原则;注浆孔首先应布置在采空区边界附近(注浆体扩散半径范围内),对采空区边界空洞和欠压密区进行注浆充填。     

高层建筑物下采空区注浆技术

采空区的治理是矿区工程建设关键技术之一。本文通过唐山万达广场高层住宅楼采空区治理的工程实例,介绍了老采空区上先进行工程建筑施工,后进行采空区治理的注浆技术应用。全文分析了建筑物地基下采空区的状况、检测手段和施工技术,为日后此类工程的设计和施工提供了成功的范例。     

山东某煤矿老采空区上方大型工程建设案例

以山东某采煤塌陷地为例,开展了煤矿采空区上方大型工程建设研究和实践。通过调查与测绘,高密度电法、大地电磁法、瞬变电磁法等多种地球物理勘查方法和钻探相结合的方法对老采空区进行了精细勘查,获得了4,9,10-2煤3层采空区分布位置、重叠关系、采出率、积水性等参数,揭示了老采空区赋存特征。从地表残余变形对建筑物稳定性影响以及建筑荷载对采空地层稳定性影响2个方面分析了拟建大跨度数据处理中心、4栋高层等建筑物场地稳定性,研究范围内地表因老采空区活化导致的附加变形中附加下沉值为260 mm,超过了拟建建筑修建和使用期间的地基变形要求;9煤层采空区裂缝带与上方高层建筑荷载附加应力影响范围在研究区西部存在重叠区域,部分区域的建筑物地基稳定性差,需要进行采空地层加固治理。采用垂直剖面法确定治理水平治理范围、根据采空覆岩运动特征确定垂直治理范围,依据各煤层采空区间距划分2个注浆层位,注浆钻孔在地面东西走向间距为25 m,南北走向间距为20 m,帷幕孔间距均为15 m,帷幕、注浆孔均一次成孔。采用“无压自流+加压扩散”注浆技术与工艺进行采空地层加固治理,一个注浆层位采用一次注浆工艺,多个注浆层位采用上行式注...