注漿法在煤礦采空區(qū)地基處理中的應(yīng)用分析

摘 要 隨著對(duì)煤炭資源的開采，有許多的煤礦采空區(qū)出現(xiàn)。如何對(duì)煤礦采空區(qū)進(jìn)行地基處理是一個(gè)比較重要的問題，文章針對(duì)采空區(qū)地基處理使用的注漿法進(jìn)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(yīng)用。

關(guān)鍵詞 注漿法；煤礦采空區(qū)；地基處理；分析

中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0118-02

1 建設(shè)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(dǎo)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(rèn)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(guó)家相關(guān)規(guī)定對(duì)附近房屋進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)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(duì)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(zhǔn)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(cuò)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(xué)或者氣壓的壓力，將特定物質(zhì)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(shí)孔洞和裂縫，增強(qiáng)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(dòng)的條件下，利用內(nèi)外的大氣壓差，使得漿體滲入進(jìn)到地下采空區(qū)的孔洞中。在采空區(qū)使用注漿法進(jìn)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(duì)建筑物的地基是有害的，對(duì)于那些采空較深、垮落并沒有到地表的，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行分析，確定其能夠承受住附加重量避免塌陷。對(duì)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(zhǔn)確性。

3.2 工程前期準(zhǔn)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(yīng)當(dāng)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(shè)備有：工程鉆機(jī)、多臺(tái)攪拌機(jī)、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(jī)組，每組兩班，每班七到八個(gè)人。

3.3 設(shè)計(jì)鉆孔與放線測(cè)量

按照前面所做的處理范圍，并根據(jù)漿體壓力理論計(jì)算出注漿孔的半徑、間隔與數(shù)量。在工程處理現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)相關(guān)圖紙，專業(yè)測(cè)量人員利用專業(yè)儀器（如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀）對(duì)地基處理施工放線。在進(jìn)行孔洞開鉆前，技術(shù)人員要到場(chǎng)測(cè)量并確認(rèn)，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(jì)算出各個(gè)材料的用量、所需水的體積，在漿液制作的過程中必須對(duì)粉煤灰、水泥的重量進(jìn)行測(cè)量抽查，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探的需要，實(shí)驗(yàn)出合適的材料配比，確保所制的漿液符合標(biāo)準(zhǔn)要求，最后要針對(duì)不同的采空區(qū)控制漿液的配比材料，滿足工程的實(shí)際需要。

3.5 壓入式注漿施工工藝

在實(shí)際對(duì)煤礦采空區(qū)地基進(jìn)行注漿處理時(shí)，為了確保工程的質(zhì)量，避免漿液流到非注漿區(qū)域，在注漿工程實(shí)施中應(yīng)當(dāng)要先對(duì)邊界進(jìn)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(duì)場(chǎng)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(dòng)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(zhǎng)間歇時(shí)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(duì)孔壁進(jìn)行清潔處理，保證孔內(nèi)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(duì)相鄰的孔洞進(jìn)行觀察，根據(jù)相鄰孔的反映現(xiàn)象，及時(shí)調(diào)整實(shí)際注漿中的操作。

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

4）注漿的質(zhì)量要求。在注漿法的施工當(dāng)中，對(duì)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(jié)合的綜合性方法，要求，漿液結(jié)石率均大于85%，注漿充填率要高于75%，結(jié)石體的單向抗壓能力要大于500 kPa。

5）停止注漿的標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)孔口管壓力到達(dá)0.5 MPa時(shí)，采用灰、水比為2：1的水泥漿液進(jìn)行注入；當(dāng)注入孔口的管壓力達(dá)到1 MPa時(shí)，繼續(xù)增大壓力進(jìn)行封頂灌注，同時(shí)為了保證孔口壓力的穩(wěn)定性，每分鐘泵量應(yīng)當(dāng)小于30 L，超過30分鐘后應(yīng)當(dāng)立即結(jié)束此孔口的注漿操作。

3.6 注漿法處理效果檢測(cè)

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(shù)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(duì)注漿的效果進(jìn)行檢測(cè)，主要對(duì)水泥填充物的強(qiáng)度檢測(cè)、采空區(qū)內(nèi)的阻抗檢測(cè)、是否漏水、漏鉆等檢測(cè)，并對(duì)施工過程中留存下來的試樣進(jìn)行檢測(cè)，要求其結(jié)石率不低于85%。

4 結(jié)束語

利用注漿法對(duì)煤礦采空區(qū)內(nèi)的建筑地基進(jìn)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(dāng)?shù)氐墓I(yè)廢料，利用水泥與粉煤灰的適當(dāng)比例進(jìn)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(jìn)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(cái)產(chǎn)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。

參考文獻(xiàn)

[1]刑繼亮.注漿法在采空區(qū)地基處理中的應(yīng)用[J].山西焦煤科技，2010，34（11）.

[2]淡超.注漿法在地基處理中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（14）.

[3]蘭劍鋒.壓力注漿法在地基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑，2010（7）.

[4]雒成玲.淺談地基處理—高壓噴射注漿法[J].甘肅科技，2010（24）.

[5]周根峰.膠結(jié)注漿法在治理地下采空區(qū)中的應(yīng)用[J].資源環(huán)境與工程，2010（4）.

[6]寧建國(guó)，黃新.固化土結(jié)構(gòu)形成及強(qiáng)度增長(zhǎng)機(jī)理試驗(yàn)[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（01）.

[7]彭第，孟玉紅，王偉.老營(yíng)盤水庫(kù)加固工程中帷幕灌漿工藝的研究[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（01）.

作者簡(jiǎn)介

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