4。2。设 计4，2、2,灌注孔可采用正三角形布设方式、其排距 间距按照条文规定取值.当煤层回采率大。顶板坚硬、冒落带和裂隙带的空隙,裂隙之间的连通性好，可取大值，反之应取小值,当采空区位于一般场地时、可取大值 当采空区位于高填、深挖场地或重要建，构，筑物地段时、则应取小值、采空区、三带,是指煤矿采空区充分采动条件下形成的垮落带,断裂带和弯曲带,其中垮落带指由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的范围.断裂带指垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝。但仍保持其原有层状的岩层范围 弯曲带指断裂带上方直至地表产生弯曲的岩层范围 表4 2.2为具有明显 三带.特征的煤矿采空区灌注孔布设间距取值范围，对于无明显、三带 特征的房柱式开采形成的采空区.其灌注孔间距可按该表中覆岩类型,回采率取值。对于巷道式开采的小窑采空区。灌注孔间距取值应根据采空区特征及灌注方法综合确定 且不宜大于10m 对于采空区积水场地.注浆根据工况需要进行挤压排水设计，排水设计要求帷幕孔的布设能够预留注浆浆液挤压排水通道。进行挤压排水注浆浆液宜采用低水固比稠浆灌注.在灌注施工中取3。5 的钻孔取芯,主要目的是通过对地层岩性，厚度、岩芯取芯率 采空区埋深及厚度等进行鉴别，结合煤矿采空区岩土工程勘察报告对煤矿采空区特征进行分析 验证.确保采空区处理方法及设计参数能对采空区地基进行有效的治理，4 2，3、采空区灌注充填法以充填采空区及其覆岩中的空洞和裂隙为主.对材料的细度.强度要求相对较低 主要以充填式注浆为目的、水泥粉煤灰，水泥黏土类浆液结石体具有一定的强度,且造价低廉。材料来源丰富 浆液配置方便,操作简单。目前在工程中得到广泛的运用 根据材料配比试验研究，水固比.质量比,取1。1、0 1,1.3时、浆液的可注性良好.可在注浆施工中采用，浆液的浓度使用应由稀到浓。并根据施工的具体情况、调整浓度比，在采空区存在地下水流动的情况下,注浆浆液的水固比应取高值、并应根据地下水的流速添加适量的速凝剂，浆液中掺入的适量减水剂和注浆添加剂应能使浆液流动性满足设备可注性要求.浆液扩散性满足治理范围要求、采空区注浆可根据设计中对浆液凝结时间指标，结石体强度等要求,确定水泥。粉煤灰或水泥。黏土的比例、为了提高采空区处治效果、在处治重要建 构,筑物下覆采空区时。可适当增加水泥的用量，当采空区空洞和裂隙发育,地下水流速大于200m.h时,为节省注浆材料.通常先灌注砂。砾石,石屑,矿渣等集料、以此充填大的空洞和裂隙。减少过水断面,增加水流阻力、为有效注浆创造条件。4。2.4。对于薄煤层采煤,煤层开采高度可能大于煤层赋存厚度。即可能包含煤层顶底板岩石。因此在计算薄煤层煤矿采空区注浆量时，采空高度的取值应选用煤矿实际开采厚度。煤层的回采率应区别于煤矿整个矿井的回采率，即式、4。2。4 中回采率的计算采用采空区治理场地开采煤层的实际开采体积与该煤层在治理范围内的总赋存量的比值、式,4。2。4.中充填系数应按照灌注充填设计选用、对于采用全灌注充填法处理的采空区、其充填系数要达到0 85以上。采空区剩余空隙率的取值是采用.1 q。计算得到的、并根据地区经验进行调整，其中q为采空区场地下沉系数，该值按照,建筑物 水体。铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程.采用,计算公式如下,q、0、5,0.9，P、1、其中P为覆岩综合评价系数,其取值通过地质,开采技术条件来确定，取决于覆岩岩性及其厚度。可用下式计算、式中、mi.覆岩第i分层的法向垂直厚度 m、Qi，覆岩第i分层的岩性评价系数.其取值可按表1的规定确定。由于选用下沉系数表示地表最大下沉值与开采厚度之比 故建议在场地中间区剩余空隙率取低值，在场地边缘区取高值,对于采空区类型为巷道式小窑开采 采空区剩余空隙率应结合采空区勘察钻孔钻进情况确定。4 2.5 单层采空区 采用全孔一次性注浆法施工时。选用似法兰盘简易止浆法止浆，图3.图4、简单易行。经济适用、其具体的操作方式为采用直径不小于50mm的钢管作为注浆管 将一端焊接一个大小与开孔孔径相接近的法兰盘到设计止浆位置，用少量碎石。黏土将法兰盘与孔壁之间的孔隙封堵、然后采用水固比,质量比,为1,2的水泥浆或P O,42。5级快凝水泥稠浆将注浆管与孔壁胶结在一起.水泥浆灌注高度不应小于5，0m 采取分段注浆时 可采用上述止浆法或在孔内采用止浆塞止浆，充水采空区注浆管深度宜深入注浆段。中.深层采空区宜在注浆段采空区垮落裂隙带上方较完整岩体段设置孔内止浆塞.4。2,6、注浆压力宜通过现场注浆试验确定、一般灌注压力不宜超过有效止浆段上覆岩土体自重的1、0倍、终孔压力不宜超过1.2倍 1 5倍、4 2、7 灌注充填法帷幕孔的布设主要针对灌注施工过程中防治灌注浆液的扩散流失或需要隔离注浆区域时使用.通常情况下.采空区灌注充填法帷幕孔主要是为了防止灌注浆液扩散而布设 对于煤层倾角小且积水的采空区.灌注注浆管应置于采空区积水底部.帷幕孔配合布设排水通道.灌注次序应由采空区中部向外依次灌注、通过注入适当浓度的浆液.起到外排积水的作用。采空区灌注充填法钻孔施工过程中、可根据前序次的注浆孔揭露的采空区埋深.厚度情况调整后序次成孔数量及成孔深度 对于前序次钻孔出现煤柱孔较多的位置可适当减少布孔、对前序次钻孔揭露采空区埋深与原设计孔深有较大出入的情况、后序次钻孔需在分析验证后.调整钻孔深度.避免因采空巷道 复采及多煤层开采等影响对处治采空区埋深的判别.处治多层采空区 当各矿层间冒落带、裂隙带相互贯通时 宜采用上行式注浆法.即灌注过程自下而上一次完成。当各矿层冒落带,裂隙带没有相互贯通时。矿层间隔大.宜采用下行式分段注浆，即自上而下分段完成,并用套管止浆,4。2，8 对于地质条件复杂，有多层采空区分布，采空区勘察精度较低,注浆施工经验较少的地区 或采用新的注浆工艺或新的注浆材料时,在注浆施工前应进行现场注浆试验，4、2.9 本条所列检测方法均为成熟可靠的质量检验方法,随着科技发展,许多新的技术可以在采空区灌注充填法检测中更好。更为直接地反映采空区处理效果,因此本条规定对检测方法不做限制、实际工作中可根据检测方法的可靠度及适用性择优选用,本条所列孔内电视,成像,红外视频探测等技术措施，均为在采空区勘察 注浆效果检测等实际工作中有较多应用的技术手段,可直观判别采空区灌注后空洞充填 裂隙离层胶结情况 是较为先进可靠的注浆效果检测手段 本条规定主要针对采空区灌注充填法质量验收标准 对于采空区灌注充填法，其主要目的是为了对采空空洞、裂隙离层进行充填。因此对于不在建筑地基主要受力层范围的采空空洞 采空区地基处理设计等级甲。乙类建筑物注浆结石体强度不小于2.0MPa，丙类建筑物不小于0 6MPa即可，对于处于建筑地基主要受力层范围的采空空洞.其充填结石体强度应根据建筑荷载影响结合充填位置计算确定，对于在采空区灌注充填法注浆设计阶段。进行注浆浆液配比试验时.要求配置浆液室内测试的28d强度不小于0.3MPa.3个月强度不小于1MPa.室内养护试块单轴抗压强度不宜小于2MPa、孔内波速测试横波波速的检测标准。根据现行国家标准 建筑抗震设计规范、GB.50011 对于中密,稍密的碎石土，密实.中密的砾。粗 中砂、fak。150的黏性土和粉土。坚硬黄土其剪切波速范围500m,s.Vs，250m,s.结合实际工作中。对于灌注充填法工后剪切波速检测结果统计,在施工满足设计要求的条件下 统计的受注层剪切波速值均可达到300m，s以上。故综合考虑取剪切波速检测标准为300m、s,充填系数检测除可通过钻探验证主观评价外 还可以根据压浆试验成果与原注浆量进行比较.分析确定，压浆试验的评价指标称为压浆试验比、其计算方法为同一评价范围内压浆量与压浆量和注浆量之和的比值，压浆试验比小于0.1、视为其充填达到90，以上，煤炭工业太原设计研究院对山西省晋城市北岩地块限价商品住房项目灌注充填法采空区地基处理进行了检测.该项目一期拟建29层住宅楼7座 3层幼儿园一座,二期拟建住宅楼2座，采空区地基处理等级为甲级，建筑分布如图5所示、场地主要可采煤层为3 煤层，煤层埋深距离建筑基础下20m,30m不等、该场地煤层在20世纪90年代进行过开采.并于2002年前后关闭.采煤方式以房柱式开采为主,采煤厚2m.4m 在拟建建设场地内形成了埋深较浅、分布不规律的浅层采空.根据采空区勘察结论,该煤层采空区顶板均为煤系地层泥岩，泥质砂岩，顶板垮落带 弯曲带离层裂隙发育 在场地地面形成了一处塌落洞、除此之外未在场地地表发现明显的变形,建设单位于2013年11月.2014年3月组织注浆施工单位对场地采用灌注充填法进行采空区地基处理,处理范围以建筑物投影外边线外扩30m，帷幕孔布设沿处理外边界线按照孔间距10m布设,共布设帷幕孔115个、在处理范围内按照孔距15m、排距15m梅花形满堂布设注浆孔300个，注入浆液采用水泥 粉煤灰浆液 浆液水固比帷幕孔取1 1，2.1，1、3,注浆孔取1，1。1，水泥占固相总质量的30，总注浆量19.8万m3,工后检测工作结束后，由于采空区埋深较浅、钻探工作在基础直接持力层范围内检查到存在离层空洞,图5检测钻孔于基础下4，0m处掉钻2,0m 检测报告建议在建筑基础下沿建筑外围轮廓线布设二次注浆孔.二次注浆孔共布设施工148个，如图5所示 注浆浆液配比与原注浆施工相同，二次注浆共注入浆液5949、8m3。二次注浆施工过程中,有一处注浆孔在基础下6、0m又出现掉钻，也验证了钻探验证孔揭露的基础直接持力层下存在离层空洞。场地灌注充填法采空区地基处理工后检测分别采用钻探、波速测试、压浆检测等进行。检测结果分述如下，1、钻探结果.该项目工后检测评价钻探工作共布设钻孔25个,主要目的是为了采取注浆结石体样本进行无侧限抗压强度测试,并可对采空区充填效果进行直观判别。钻孔工作采取结石体样本11个，统计得到的结石体无侧限抗压强度2、2MPa 12 4MPa不等。平均无侧限抗压强度为7，64MPa.选用值为5。90MPa,根据钻探结果。在布设的25个钻孔中共有两个钻孔发生掉钻。其中位于7，楼附近钻孔基础下4、0m掉钻2、0m 说明在采空区地基处理后、仍小范围存在采空区垮落离层空洞，2,波速测试结果.该项目共对3、煤采空区地基处理段进行了15个钻孔单孔剪切波速测试，测试结果显示结石体剪切波速最大值为343，5m s、最小值为302,0m，s、平均值为322,9m,s。3、压浆检测结果、由于二次注浆施工类似于压浆检测 因此可用二次注浆数据作为压浆检测进行采空区注浆效果检测,各楼座下单孔平均注浆量与压浆试验注浆量对比如图6所示、综合统计,场地压浆试验单孔平均注浆量为41.09m3，场地注浆施工单孔平均注浆量为442.63m3 压浆试验比为0,0856,可以说明整个场地注浆实际充填系数满足要求 注浆结束后的场地采空区及其顶板垮落带剩余空隙率小于0.1,见表2 通过工后检测,评价该项目采空区经灌注充填法地基处理后,各项检测项目均符合要求。对于可能存在的离层空洞进行了补充注浆.注浆效果满足建设使用要求。