[发明专利]条采采空区一体化综合治理施工方法

说明书

本发明公开了一种条采采空区一体化综合治理施工方法，涉及煤矿采空区治理领域，首先对采空区进行矸石充填，再进行注浆充填，凝固后的矸石胶结体稳定性强，使条带开采后的采空区重新具有了承载能力，增强了整体的强度，减少了两侧煤柱的承载载荷；对采空区上的裂隙和离层进行注浆，使上覆岩层和浆液凝固胶结，令原本产生裂隙的岩层重新连结在一起，从而防止了上覆岩层向采空区的继续垮落；最后对煤柱屈服区注浆处理，进一步增强了煤柱的强度，防止煤柱的变形；施工方法简单，操作方便，一体化综合施工，成本低廉，确保采空区整体稳定性和承载力，减沉效果显著，适合大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及煤矿采空区治理领域，具体的说是一种条采采空区一体化综合治理施工方法。

背景技术

条带开采是一种有效的控制地表沉陷的开采方法，被广泛的应用到我国“三下”压煤开采中。随着经济、社会的发展，我国矿业城市的许多新建建（构）筑物不得不修建在采空区上，采空区的稳定性是影响地表新建建（构）筑物的重要因素。目前，对长壁开采采空区的治理开展了大量的研究，主要采用注浆法，而条采采空区与长壁开采采空区具有显著的差异，可分为三种，顶板不垮落型、顶板部分垮落型以及顶板垮落充分型。同时，遗留的煤柱也形成了一定范围的破碎区、塑性区，同样影响地表新建建（构）筑物的安全。因此，在进行条采采空区治理时，应综合考虑顶板垮落情况，煤柱破碎区、塑性区分布而开展综合性治理。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明主要针对条采采空区和两侧的煤柱提供了一种条采采空区一体化综合治理施工方法，根据采空区顶板垮落类型、煤柱情况采用不同程度的矸石及注浆充填，提高整体采空区的稳定性和承载强度。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种条采采空区一体化综合治理施工方法，通过如下步骤实现：

1）矸石充填：从地面向采空区设置若干钻孔一，通过钻孔一注入矸石进行充填，使矸石和采空区内垮落的岩石充满采空区；

2）采空区注浆：矸石充填结束后，向钻孔一内放置具有若干注浆孔的注浆管一，对采空区内进行自流式注浆充填，使浆液与采空区内的矸石、垮落的岩石凝固形成矸石胶结体；

3）上覆岩层裂隙和离层注浆：采空区注浆结束后，将若干注浆管一的底部设置止浆塞使底部封闭，向注浆管一内高压注浆，浆液通过注浆管一上部的注浆孔向上覆岩层的裂隙和离层注入，将裂隙和离层通过浆液充填完整；

4）煤柱注浆：根据公式计算出煤柱屈服区的宽度，从地面向煤柱屈服区设置钻孔二，通过注浆管二向煤柱进行注浆，将煤柱中的裂隙充填完整。

所述钻孔二设置于屈服区靠近弹性荷区的一侧。

本发明具有如下的技术效果：

1）本施工方法首先对采空区进行矸石充填，再进行注浆充填，凝固后的矸石胶结体稳定性强，使条带开采后的采空区重新具有了承载能力，增强了整体的强度，减少了两侧煤柱的承载载荷；

2）矸石胶结体对条带煤柱提供了一定的侧向约束力，煤柱由二向受力状态转为三向受力状态，提高了煤柱的强度，并且限制了煤柱的横向变形，提高了煤柱的稳定性；

3）对采空区上的裂隙和离层进行注浆，使上覆岩层和浆液凝固胶结，令原本产生裂隙的岩层重新连结在一起，从而防止了上覆岩层向采空区的继续垮落；

4）以条采采空区形态进行调查和精准探测，并根据探测结果明确采空区顶板的垮落情况，分情况进行矸石、注浆充填，达到最佳的减沉治理效果；

5）最后对煤柱屈服区注浆处理，进一步增强了煤柱的强度，防止煤柱的变形；

6）施工方法简单，操作方便，一体化综合施工，成本低廉，确保采空区整体稳定性和承载力，减沉效果显著，适合大规模推广应用。