一种处理复杂采空区的充填加固方法
专利汇可以提供一种处理复杂采空区的充填加固方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种处理复杂采空区的充填加固方法，主要内容是注浆孔位的选择和注浆压强的控制，其结合填充法采用斜向注浆孔，避免了直接在采空区地表面施工存在的安全隐患，从而减少了对上部其他岩层完整性的破坏，更好地保证了采空区的 稳定性 和结构性；采用斜向充填，逐步加固，即对整个采空区进行了充填，同时又提高了采空区的整体承载 力 ，为矿层的回采时保证了顶板的强度要求；在注浆过程中采用先稀后稠的方法和间歇性注浆，保证了 浆液 在塌陷岩体中的流畅性、充填率，同时改变浆液的浓度和适当地加入 速凝剂 ，最终提高了整个采空区的充填加固效果；对于矿区岩层完整性不是很好，且还需要开采的复杂采空区，充填加固处理效果明显。，下面是一种处理复杂采空区的充填加固方法专利的具体信息内容。
1.一种处理复杂采空区的充填加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）场地平整：根据现场环境及场地要求对场地进行清理、平整；
（2）确定采空区地面范围：根据矿山的地质资料和矿区的开采情况，结合物探手段确定出采空区的地面范围及埋藏深度；
（3）拟定注浆孔位置：在采空区划出的地面范围内，拟定注浆孔，拟定注浆孔的布置采用边长R为8～10m的平面正三角形，即相邻三个拟定注浆孔为平面正三角形的顶点；
（4）实际注浆孔位置：以第一排拟定注浆孔所在的平面为基准面，设每个拟定注浆孔到采空区下侧的垂直高度为h，以拟定注浆孔的最低端为基点，在基准面的垂直面内，从基点向采空区的外侧发出偏移基准面的射线，且偏移角度α为45°～60°，相交于地面的点即为实际注浆孔的位置，注浆孔管路位于射线所在位置，则注浆孔的深度，即注浆孔管路的长度为1.414h～2h；
（5）放线定位：采用全站仪和皮尺在场地内测量出实际注浆孔的位置，钻孔的实际位置为步骤（4）设计的实际注浆孔方圆1m内；
（6）在钻孔位置确定后，即可安排钻机入场，就位第一排钻孔；
（7）钻机进行钻孔，并且对钻孔的地质情况进行取样、记录，终孔条件为钻至采空区顶部或下侧矿体岩层1m以内；
（8）钻孔成形后安放铁管或PVC管，确保钻孔畅通，为下一步注浆做准备；
（9）在第一排实际注浆孔钻孔完成后，将注浆管下入孔内，封口安装球阀，连接管路准备充填加固；
（10）充填加固分为两部分：对于塌陷区，高压喷射水泥砂浆，浆液的浓度采用先稀后稠的方法；对于采空区，填充碎石尾矿粉水泥混合料；
（11）第一排所有的实际注浆孔充填完成并达到设计要求；
（12）在第一排实际注浆孔施工完成2～4天后，将设备往采空区方向推移，继续对第二排实际注浆孔放线定位，逐步充填加固整个采空区。
2.根据权利要求1所述的处理复杂采空区的充填加固方法，其特征在于，钻进过程中未到采空区深度如遇突然漏水或抱钻时，立即提钻停止钻进，提钻后并进行灌浆或压浆填充；漏水或塌孔区域灌浆或压浆量较大时采用双液浆进行灌注，待浆液初凝后再进行钻进。
3.根据权利要求1或2所述的处理复杂采空区的充填加固方法，其特征在于，步骤（10）中对于塌陷区，连接注浆孔管路，然后进行注浆；每次搅拌量为0.5～0.7立方米，制浆完成后，放入浆液池内，由注浆机吸入注入孔内；注浆时应先注水1～2分钟后，打通注浆通道后，再进行注浆，注浆时采用先稀后稠的方法；注浆量较大时采取间歇注浆，并调整注浆的浓度，待初凝后再进行补充注浆；掺合料为水泥和尾矿粉或粗砂，且水泥与水的质量比为1：1，水泥与其他掺合料的质量比为1：6；注浆压力达到5～6MPa时终止注浆。
4.根据权利要求3所述的处理复杂采空区的充填加固方法，其特征在于，步骤（10）中对于采空区，采取填充碎石、细骨料、水泥混合料的处理方式；碎石粒径为10mm～30mm，细
3
骨料为尾矿粉或粗砂，水泥含量为80～100kg/m，水泥与水的质量比为1：1，填充量为充满采空区，压力达到3～6MPa，填充量和填充压力均达到设计要求方能终孔。
一种处理复杂采空区的充填加固方法
技术领域
背景技术
发明内容
（1）场地平整：根据现场环境及场地要求对场地进行清理、平整；
（2）确定采空区地面范围：根据矿山的地质资料和矿区的开采情况，结合物探手段确定出采空区的地面范围及埋藏深度；
（3）拟定注浆孔位置：在采空区划出的地面范围内，拟定注浆孔，拟定注浆孔的布置采用边长R为8～10m的平面正三角形，即相邻三个拟定注浆孔为平面正三角形的顶点；
（4）实际注浆孔位置：以第一排拟定注浆孔所在的平面为基准面，设每个拟定注浆孔到采空区下侧的垂直高度为h，以拟定注浆孔的最低端为基点，在基准面的垂直面内，从基点向采空区的外侧发出偏移基准面的射线，且偏移角度α为45°～60°，相交于地面的点即为实际注浆孔的位置，注浆孔管路位于射线所在位置，则注浆孔的深度，即注浆孔管路的长度为1.414h～2h；
（5）放线定位：采用全站仪和皮尺在场地内测量出实际注浆孔的位置，钻孔的实际位置为步骤（4）设计的实际注浆孔方圆1m内；
（6）在钻孔位置确定后，即可安排钻机入场，就位第一排钻孔；
（7）钻机进行钻孔，并且对钻孔的地质情况进行取样、记录，终孔条件为钻至采空区顶部或下侧矿体岩层1m以内；
（8）钻孔成形后安放铁管或PVC管，确保钻孔畅通，为下一步注浆做准备；
（9）在第一排实际注浆孔钻孔完成后，将注浆管下入孔内，封口安装球阀，连接管路准备充填加固；
（10）充填加固分为两部分：对于塌陷区，高压喷射水泥砂浆，浆液的浓度采用先稀后稠的方法；对于采空区，填充碎石尾矿粉水泥混合料；
（11）第一排所有的实际注浆孔充填完成并达到设计要求；
（12）在第一排实际注浆孔施工完成2～4天后，将设备往采空区方向推移，继续对第二排实际注浆孔放线定位，逐步充填加固整个采空区。
100kg/m，水泥与水的质量比为1：1，填充量为充满采空区，压力达到3～6MPa，填充量和填充压力均达到设计要求方能终孔。
（2）本发明采用斜向充填，逐步加固，即对整个采空区进行了充填，同时又提高了采空区的整体承载力，为矿层的回采时保证了顶板的强度要求；
（3）本发明在注浆过程中采用先稀后稠的方法和间歇性注浆，保证了浆液在塌陷岩体中的流畅性、充填率，同时改变浆液的浓度和适当地加入速凝剂，提高了浆液达到区域充填的效果，最终提高了整个采空区的充填加固效果；
（4）本发明对于矿区岩层完整性不是很好，且还需要开采的复杂采空区，充填加固处理效果明显，工程造价低，对环境破坏影响小，在这类采空区的处理方案中具有显著优势。
附图说明
图3为塌陷区施工图；
图4为采空区施工图；
图5为采空区充填后整体效果图。
具体实施方式
（2）确定采空区地面范围：根据矿山的地质资料和矿区的开采情况，确定出采空区的地面范围及埋藏深度；
（3）拟定注浆孔位置：在采空区划出的地面范围内，拟定注浆孔，拟定注浆孔的布置采用边长R为8～10m的平面正三角形，即相邻三个拟定注浆孔为平面正三角形的顶点，如图
1所示；
（4）实际注浆孔位置：以第一排拟定注浆孔所在的平面为基准面，设每个拟定注浆孔到采空区下侧的垂直高度为h，以拟定注浆孔的最低端为基点，在基准面的垂直面内，从基点向采空区的外侧发出偏移基准面的射线，且偏移角度α为45°～60°，相交于地面的点即为实际注浆孔的位置，注浆孔管路位于射线所在位置，如图2所示，则注浆孔的深度，即注浆孔管路的长度为1.414h～2h；
（5）放线定位：采用全站仪和皮尺在场地内测量出实际注浆孔的位置，钻孔的实际位置为步骤（4）设计的实际注浆孔方圆1m内；
（6）在钻孔位置确定后，即可安排钻机入场，就位第一排钻孔，钻机采用的是GX-200型钻机；
（7）钻机进行钻孔，钻孔直径为110mm，并且对钻孔的地质情况进行取样、记录，终孔条件为钻至采空区顶部或下侧矿体岩层1m以内；
（8）钻孔成形后安放直径100mm的薄壁铁管或PVC管，确保钻孔畅通，为下一步注浆做准备；
（9）在第一排实际注浆孔钻孔完成后，将注浆管下入孔内，封口安装球阀，连接管路准备充填加固；
（10）充填加固分为两部分：对于塌陷区，高压喷射水泥砂浆，浆液的浓度采用先稀后稠的方法，如图3所示；对于采空区，填充碎石尾矿粉水泥混合料，如图4所示；
对于塌陷区，连接注浆孔管路，然后进行注浆；注浆采用JB-600高速搅拌机进行搅拌制浆，每次搅拌量为0.5～0.7立方米，制浆完成后，放入浆液池内，由注浆机吸入注入孔内。注浆时应先注水1～2分钟后，打通注浆通道后，再进行注浆，注浆时采用先稀后稠的方法；注浆量较大时采取间歇注浆，并调整注浆的浓度，待初凝后再进行补充注浆，使浆液不能走的太远，起到区域填充的目地；掺合料为水泥和尾矿粉或粗砂，其中水泥与水的质量比为1：1，水泥与其他掺合料的质量比为1：6；注浆压力达到5～6MPa时终止注浆；
对于采空区，采取填充碎石、细骨料、水泥混合料的处理方式；碎石粒径为10mm～
3
30mm，细骨料为尾矿粉或粗砂，水泥含量为80～100kg/m，水泥与水的质量比为1：1，填充量为充满采空区（通过钻孔物探出矿量等综合确定），压力达到3～6MPa，填充量和填充压力均达到设计要求方能终孔；
（11）第一排所有的实际注浆孔充填完成并达到设计要求；
（12）在第一排实际注浆孔施工完成2～4天后，将设备往采空区方向推移，继续对第二排实际注浆孔放线定位，逐步充填加固整个采空区，如图5所示；
（13）在整个采空区充填加固后10～20天，对充填加固区域进行取样检验，样品达到矿区岩体的强度要求和整体稳定度，方可写竣工报告书，并告知矿山负责人，可进行矿产资源的下一阶段开采。
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