测量在控制注浆减沉中的应用方法探讨.pdf
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1、d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-3 5 8 X.2 0 2 2.0 1.0 0 4测量在控制注浆减沉中的应用方法探讨*杨丽娜(中煤科工生态环境科技有限公司,北京 1 0 0 0 1 3)摘要:文中提出了测量控制下注浆减沉方法,优化了传统的注浆减沉方法,提高了减沉效果和煤炭采出率,节约了注浆成本,为指导“三下”开采实践和解决“三区”(煤采区、基岩区、地表下沉区)问题提供了依据。关键词:测量;开采沉陷;精确注浆;极限跨距(又称极跨)中图分类号:T D 3 2 5;P 2 5 8 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-3 5 8 X(2 0 2 2)0 1
2、-0 0 1 3-0 4D i s c u s s i o no na p p l i c a t i o nm e t h o do f s u r v e y i n gi nc o n t r o l l i n gs u r f a c es u b s i d e n c eY a n gL i n a(C C T E GE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n tT e c h n o l o g yC o.,L t d.,B e i j i n g1 0 0 0 1 3,C h i n a)A b s t r a c t:I nt h i sp
3、 a p e r,t h em e t h o do f g r o u t i n g t o r e d u c e s e t t l e m e n tw a sp r o p o s e du n d e r t h e s u r v e y i n gc o n-t r o l,t h e t r a d i t i o n a l g r o u t i n gm e t h o d t or e d u c e s e t t l e m e n tw a so p t i m i z e d,t h ee f f e c t o f s u b s i d e n c e
4、r e d u c t i o na n dt h ec o a l r e c o v e r yr a t ew e r ei m p r o v e d,a n dt h eg r o u t i n gc o s tw a ss a v e d,a n di tp r o v i d e dt h eb a s i sf o rg u i d i n gt h e T h r e e-u n d e r m i n i n gp r a c t i c ea n ds o l v i n gt h ep r o b l e m so f T h r e ea r e a s(c o a
5、 lm i n i n ga r e a,b e d r o c ka r e a,a n dg r o u n ds u b s i d e n c ea r e a).K e yw o r d s:s u r v e y;m i n i n gs u b s i d e n c e;p r e c i s eg r o u t i n g;l i m i t s p a n(e x t r e m es p a n)*基金项目:中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项重点项目(2 0 1 9-Z D 0 0 4)引用格式:杨丽娜.测量在控制注浆减沉中的应用方法探讨J.矿山测量,2 0
6、2 2,5 0(1):1 3-1 6.目前,开采沉陷问题已成为制约煤矿企业发展的主要瓶颈,主要表现在以下方面:从煤矿企业的角度,一方面由于开采沉陷造成的开采损害赔偿增加了成本的投入,另一方面为避免工农纠纷的产生形成大量的呆滞煤量而引起生产接续的紧张,造成国家投入的损失1;从地方的角度,由于工农纠纷的激化,一方面造成地方的不稳定,另一方面影响煤矿的生产从而造成地方税收的减少。为减少地下开采造成的开采损害,国家已多方面进行各种技术手段的研究与探索,也取得了一些较有成效的技术成果,但仍存在一些问题:减沉效果不理想,减沉成本过高等。因此,如何解决开采造成的损害、提高煤炭回采率是关系到煤矿企业生存和地方
7、经济发展亟待解决的重要问题。本文将测量与沉陷控制方法相结合,提出了新的减沉方法。1 开采沉陷问题随着回采工作面的推进,覆岩发生移动变形,形成下沉移动盆地,地下开采后地表移动和变形分为下沉、水平移动、倾斜、水平变形、曲率变形2。在没有断层等特殊地质采矿条件下,地表下沉速度是连续的、渐变的,根据下沉速度的不同可以将地表点的整个移动过程分为三个阶段:开始阶段(下沉速度小于1.6 7mm/d或5 0mm/月)、活跃阶段(又称危险变形阶段,下沉速度大于1.6 7 mm/d)、衰退阶段。其划分的临界值是1.6 7mm/d或5 0mm/月。由实际监测可知,最大下沉点的点位是动态变化的,随着工作面的推进而不断
8、向前移动,当回采长度达到临界开采尺寸时,即达到充分采动,上覆岩层(达到极限跨距)断裂垮落充填采空区,地表形成最31第5 0卷第1期2 0 2 2年2月 矿 山 测 量M I N ES UR V E Y I N G V o l.5 0N o.1F e b.2 0 2 2大下沉点位,此后最大下沉值不变,下沉盆地面积和最大下沉范围(即盆地平底区域面积)不断扩大,如图1所示。图1 下沉最大值动态变化曲线图当搬迁困难或是搬迁成本过高,在不改变 建(构)筑物原有结构的基础上,将建(构)筑物置于下沉平缓的盆地平底(并不是充分采动或超充分采动时才会形成下沉盆地,本方法在非充分采动时会改进下沉曲线,形成下沉盆地
9、“伪平底”)范围内是解决开采沉陷问题的重要途径。下面就以此为目的,将测量与沉陷控制方法结合建立处理模型。2 基于测量的沉陷控制模型近二十年发展起来的覆岩离层注浆减沉技术,是在充分研究采场覆岩破坏规律的基础上,利用覆岩破坏中的“空源”传播过程中的离层空间,及时有效地把握住可利用的离层空间,通过地面钻孔向离层空间中注入充填材料,从而抑制注浆层位上方的覆岩破 坏3,达 到 控 制 岩 层 移 动 以 及 地 表 沉 陷等4-6。从我国的覆岩离层注浆实践可知,因减沉效果显著,能够满足地面对一般建(构)筑物的变形要求,得到了较快的发展。但是对变形要求较高的建(构)筑物只靠传统的覆岩离层注浆,满足不了要求
10、。本文在研究覆岩离层形成规律的基础上,探讨运用测量手段,适时适位的进行注浆,同时加上特色开采,以满足不同建(构)筑物对变形的要求。控制层的承载量有一个极限,当覆重超过这个最大承载量时它也会断裂。从离层注浆减沉的角度出发,我们只考虑可注浆离层区或“离层传递带”,即不断裂岩层的离层。覆岩中离层传递带的形成可分为两个时期。第一个时期是达到极限拱之前,此期间随着工作面的不断推进,覆岩中先前出现的离层空间被新的离层所代替,离层的位置由煤层附近向上发展,离层的传递总是处于拱的顶部。第二个时期是达到极限拱后,随着工作面的推进,离层空间高度不变,而是随拱的前移而向前移动。随着新离层空间的出现,先前的离层闭合,
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