[发明专利]一种受采动影响的高耸构筑物精准注浆加固方法

说明书

本发明公开了一种受采动影响的高耸构筑物精准注浆加固方法，步骤为：S1、确定硬岩层承受载荷及其层位；S2、确定硬岩层下方空洞的高度wi；S3、计算每层硬岩层发生破坏前的最大挠度下沉变形量ω_max；S4、判断硬岩层是否会发生破断；当硬岩层不破断时，此硬岩层距煤层距离，即采动覆岩的破坏高度；当硬岩层破断时，开始下一硬岩层判断，直至判断到未发生破断的硬岩层；当直到最上部硬岩层也发生破坏时，覆岩破坏高度即为煤层埋深。本发明以硬岩层作为研究对象，对硬岩层进行力学分析和破断判定，从而更为准确地确定采动覆岩破坏高度，进而实现工作面安全高效回采、瓦斯抽采钻孔的合理设计，以及工作面回采结束后采空区地表建筑物稳定性的评价。

技术领域

本发明涉及涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种受采动影响的高耸构筑物精准注浆加固方法，在地表高耸构筑物将受到煤炭开采影响前，对高耸构筑物的精准注浆加固。

背景技术

煤层的开采会造成上部岩层的破坏和垮落，并最终传递到地表，在地表形成比采空区范围大的沉陷区域。随着工作面的推进，采场上覆岩、地表及地表建(构)筑物都将受工作面采动影响开始发生变形和破坏。目前，针对高耸构筑物采动变形规律与变形监测方法取得了较大进展，但对高耸构筑物的注浆加固保护技术及机理研究较少。

在煤炭生产过程中，地表建构筑物的稳定性涉及到了工作面安全高效回采。地表沉陷进而导致建(构)筑物损坏，而高耸构筑物与一般建(构)筑物不同，其对地表移动变形值的响应与敏感性有特殊性，研究高耸构筑物采动损害与保护对发展现有采动区域建(构)筑物保护理论等具有重要实际意义。

目前对保证地表建(构)筑物稳定性的防护措施主要为两方面：一方面通过优化采煤方法，有效地减小或控制煤层开采引起的地表移动变形，从而达到保护建(构)筑稳定性的作用；另一方面采取建(构)筑物自身结构的保护措施，提高建(构)筑物抵抗变形的能力。

目前建(构)筑物下采煤常用协调开采方法、充填开采法、条带开采法、柱式采煤法。协调开采方法主要有全柱开采、择优开采、连续开采、适当安排工作面与建筑物长轴的关系、对称背向开采、不残留煤柱等；充填开采的充填方法有水砂充填、矸石风力充填、矸石水力充填、矸石自溜充填等，但由于充填材料来源缺乏、充填成本高、充填效果差等原因，充填方法开采很少被采用；条带开采是一种部分开采方法，它是将要开采的煤层区域划分为比较正规的条带形状，采一条、留一条，使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，产生的地表移动变形较小；柱式体系采煤法以短工作面进行煤炭开采，采空区顶板利用回采工作面采场周边或两侧的煤柱支撑，采后不随工作面推进及时处理采空区。条带开采法和柱式采煤法，煤炭采出率低，资源利用不充分，同时残留煤柱在水及载荷长期作用下，单个煤柱发生突然失稳并引起连锁反应，最终地表发生变形，从而破坏建(构)筑物。

建(构)筑物自身结构的措施大致可分为两类：一类是提高建筑物的刚度和整体性，增强建筑物抵抗变形的能力，如设置钢拉杆、钢筋混凝土圈梁、基础联系梁等；另一类是提高建(构)筑物适应地表变形的能力，减小地表变形引起的建筑物附加内力。如设置变形缝、地表缓冲沟、滑动层等。

上述措施皆为针对于一般建(构)筑物而言，而高耸构筑物对地表移动变形值的响应具有显著敏感性，在大范围空间上呈现零星分布。因此结合高耸构筑物的特殊性，提出了精准注浆加固技术，在不影响煤炭回采的情况下，保证了高耸构筑物的稳定性。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，有鉴于地表变形对高耸构筑物的影响，为了克服煤层开采后对地表高耸构筑物对采动影响的敏感性，本发明提供了一种基于地表变形特征的高耸构筑物精准注浆技术，该方法操作简单，效率高，适用性强。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种受采动影响的高耸构筑物精准注浆加固方法，包括如下步骤：

S1、根据收集到的采矿地质资料，确定煤层埋深、工作面开采范围、采厚、覆岩岩性、岩层地表移动参数及采空区与高耸构筑物的相对位置关系。