采空区设计方案

采空区设计方案内容摘要：

结果 ， 4煤终孔深度 平均为 42m， 8煤终孔深度 平均为 143m。 （ 2） 孔径 钻孔开孔孔径宜控制在 108～ 150mm 之间，经过变径后，终孔孔径不应小于 91mm。 （ 3） 变径位置 注浆孔和帷幕孔均进入完整基岩 5~10m 变径 （软岩取大值，硬岩取小值）。 （ 4） 取芯孔 取芯孔的数量应为注浆孔和帷幕孔总数的 3~5%，采空区部位岩芯采取率不应小于 30%，其他部位岩芯采取率不应小于 60%。 （ 5） 注浆管径 应选用 直径不小于φ 50mm 钢管 ，壁厚不小于。 （ 6） 钻孔测斜 钻孔每 50m 测斜 1 次，每百米孔斜不应超过 1176。 （ 7） 止浆 开孔孔径进入完整基岩 5~10m， 变径钻至治理煤层采空区设计深度，将注浆管下入变径位置，在注浆管外侧 灌注 1:2 或更浓的加水玻璃的水泥浆，其水泥高度不小于 5m，待水泥浆终凝或 24h 后再在孔口管上安装注浆用的三通管即可注浆。 采空区注浆量 （ 1） 注浆压力 注浆压力是控制注浆质量，提高注浆效益的重要因素。 宜通过现场注太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 11 C VKmSAQ C VmRA   2浆试验确定， 压力 可按 1~ 控制。 （ 2） 结束吸浆量 在注浆压力达到设计结束 压力时，结束吸浆量应小 于 50L/min。 （ 3） 注浆量 ① 总 注浆量 总 注浆量按下式计算： 式中 各参数主要根据现场注浆试验进行反算，并结合有关规程、技术文件等进行 取值 ： Q 总 — 采空区总注浆量（ m3） A— 注浆总量浆液消耗系数，取 S— 为采空区 治理 面积（ m2） ， 8煤 ①区 按 46750m2，②区按 15400 m2计算 m— 采空区煤层 平均 厚度（ m） ， 8 号煤 K— 煤层回采率 ， 8 号煤 分别 取 35% Δ V— 采空区剩余空隙率， 8 号煤取 η — 注浆充填系数， 取 C— 浆液结 石率， 取 经计算，采空区总 注浆 量 ①区 为 16632m3，②区为 5479 m3。 ② 单孔注浆量 注浆孔 单孔注浆量可按下式进行计算： Q单 式中： Q单 — 注浆孔 单孔平均注浆量 (m3)； A— 单孔注浆量浆液损耗系数，取 ； 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 12 R— 浆液有效扩散半径，按孔距的一半计算 (5m)； m— 采空区煤层厚度（ m）， 8号煤为 K— 煤层回采率， 8 号煤 35% Δ V— 采空区剩余空隙率， 8 号煤取 η — 注浆充填系数， C— 浆液结石率 ， 经计算， 8煤 层 单孔平均注浆量分别为 79m3。 8 注 浆 主要 设备 及 施工工艺流程 注浆 主要 设备及机具 注浆 主要 设备包括钻机、搅拌机、注浆泵、注浆管、流量计、止浆塞等。 ⑴钻机：宜采用回转式钻机和带岩芯管的硬质合金钻头的钻机。 ⑵搅拌机：搅拌机的转速和制浆能力应与工程量、浆液类型和注浆泵的性能相适应。 要求搅拌量应≥ ，以满足正常施工要求。 搅拌后的浆液应均匀，符合图纸要求和有关规定。 ⑶注浆泵：宜采用变档定量泵，其额定排浆量不小于 200L/min，注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的 倍。 注浆泵每个泵站不小于 2 台。 ⑷注浆管路及其连接部位 ： 必须能承受最大注 浆压力的 ~ 倍 ，不宜变径。 注浆管路拐弯处可采用弧形弯管连接。 输浆管宜采用无缝钢管或高压胶管，注浆管采用无缝钢管。 ⑸ 止浆塞：应具有良好的膨胀和耐压性能，易于安装和拆卸。 ⑹ 压力表：注浆泵、注浆孔（包括帷幕孔）孔口处必须安装压力表。 注浆用压力表最大指数应不大于 10MPa。 ⑺ 水泵宜选用潜水泵。 泵的排水量和泵的数量应满足工程的需要。 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 13 ⑻ 料场：堆放材料的场地要平整，运料车辆能正常通行，且紧邻搅拌池（机），使材料便于运输、搬运，要求设有防潮、防雨措施。 ⑼ 搅拌池：搅拌池为圆柱体，中间设置搅拌系统，使得搅拌 后的浆液均匀，符合图纸要求。 一次搅拌量应不少于。 ⑽ 蓄水池：制浆站应根据施工注浆总量及工地具体情况，建立 1 个蓄水池，以保证正常施工。 ⑾ 封孔装置：采用Φ 50mm 钢管，在钢管前端 200～ 300mm 处焊接一圆形法兰装置（托盘直径Φ 120～ 130mm 之间），下入孔内变径处。 ⑿ 注浆管：采用 50mm 的钢管，以丝扣 连 接。 施工工艺流程 本工程主要工程项目包括施工准备、测量放线、灌浆孔钻探成孔和浆液灌注、质量检查等。 各项工程的施工方案及施工方法既具独立性又相互制约，且技术要求高。 本工程施工工艺流程见图 ： 图 施工工艺流程图 浆液材料的配置 浆液配置应按设计浆液配合比进行，并随机抽查浆液的各项指标。 ⑴原材料：水用水表或定量容器计量；水泥 应采用质量称量法，粉煤灰应采标定的 容器计量， 制 浆材料 称量误差不应大于 2%。 ⑵ 现场的加料应先在搅拌池内放入规定量的水， 制浆工艺见图 ： 仪器定点 成孔验收下套管 下注浆管、浇铸 孔 口管 灌 浆 观察注浆情况、抽样试验 终止灌浆 达到结束标准 拌制浆液 备 料 检验合格 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 14 图 制浆工艺流程图 浆液灌注 ⑴注浆技术要求 灌浆前，应根据成孔过程中的岩芯破碎程度、孔内循环液的漏失量及钻进过程中的掉钻、卡钻，判断孔内采空区空洞、孔隙的大小，对灌浆孔进行单孔灌浆设计（包括材 料、配合比、灌浆工艺、灌浆量等），并确定是否需要向孔内投入砂 砾。 注浆及间歇式注浆前必须用清水洗孔，当洗孔时，流量较大且无压力时应立即停止该工序；具有一定压力时，其压力时间不得小于 10分钟。 灌浆采用浆液浓度先稀后稠的方法，灌浆开始后，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录灌浆过程中发生的各种现象，收集原始数据，并报监理工程师，根据实际情况及时调整灌浆量和浆液浓度。 当某一浓度浆液的注浆量已达到设计浆量的 20～ 30%以上或灌注时间已经达到 2h，而灌注压力和泵量均无改变或改变不显著时，浆液浓度应加浓一级或二级。 当注 浆量大于或接近设计浆量，仍不升压时，应采用间歇式注浆，间歇时间 12～ 24h以上。 注浆施工过程中，当使用水泥量每达到 200吨时，应留取一组试块。 ⑵帷幕孔灌浆 帷幕孔灌浆应在制浆材料中加入水泥重量的 2%速凝剂，使注入采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕。 浆液浓度先稀后稠，逐级变换，浆液的配水泥、粉煤灰 一级搅拌机（池） 二级搅拌机（池） 注 浆泵 注浆孔 清 水 速凝剂 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 15 合比可提高到 1:，施工采用间歇式，以控制浆液的扩散半径。 当孔内空洞体积较大时，可在孔口加一漏斗状的投砂器，用浆液将砂 砾 带入孔内。 ⑶一般灌浆孔灌浆 灌浆时，应避免在短时间内注入大量浆 液 ，应采用间歇式注浆法施工，或在孔口加 一漏斗状的投砂器，用浆液将砂 砾 带入孔内， 或 在浆液中加入水泥重量的 2%速凝剂。 ⑷单孔灌浆结束标准 在灌浆孔灌浆的末期，泵压逐渐升高，当泵量小于 50L/min，孔口管压力在 ～ ，稳定 10～ 15min，或灌浆孔周围有冒浆现象时，报监理工程师批准后可结束该孔的灌浆施工。 9 注浆质量检测 注浆质量检测方法 采空区治理工程结束后，可委托第三方进行注浆质量检测。 根据以往经验，建议采用下列方法进行注浆质量检测： ：注浆施工结束 6个月后，进行钻孔检验。 通过孔内取芯直接观察采空区的浆液充 填情况，岩芯无侧限抗压强度＞ ，并结合钻探过程中循环液的漏失情况及孔壁的稳定性等评价注浆质量。 ：在检查孔内进行波速测试，采空塌陷冒落带经治理后，横波波速应大于 160m/s。 ，做出综合评价。 在全面分析研究这些资料的基础上，最终确定注浆质量是否合格；是否需补充注浆。 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 16 注浆质量检测位置及工作量。 ，通常按注浆孔 数 的 2～ 3％设置检查孔数量 （最少不低于 2个孔） ，考虑到本工程按区进行治理， 因此每区设置一个检查孔。 检查孔于治理区域内随机布设。 检查孔长度应为原地面至采空区底板的深度。 10 预计 工程量 表 101 设计注浆 预计 工程量表 序号 名 称 8煤层 ①区 8煤层 ②区 合计 1 处理面积（ m2） 46750 15400 62150 2 注浆孔孔数（个） 205 99 304 3 注浆量（ m3） 16632 5479 22111 11 施工组织 现场管理目标 本工程的项目现场管理目标为： “优质、快捷、安全、文明、环保 ”。 对人员投入及现场管理的 承诺 对工程项目管理，实现 “为顾客提供满意的产品和服务 ”，具体如下： ⑴ 以最好的服务、最优的信誉和最高的效率满足业主的要求，赢得市场信誉，节约资源、保护环境、诚信守法、确保工程各项目标的实现。 ⑵ 严格按规范和设计要求进行质量控制工作，自觉接受业主和监理的质量监督，配合业主搞好相关协调工作，工程资料达到优质工程档案管理的要求，工程质量达到行业验评优良标准。 ⑶ 工期控制满足工程节点工期要求，现场施工布置服从业主安排，满足业主总体网络进度计划的要求。 ⑷ 配备实施职业健康安全与环境管理体系要求的高素质人才，担任职业健康安全及环境保护监督员，基层设管理人员。 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 17 ⑸ 现场成立施工安全委员会，领导和协调现场安全文明施工的整体工作。 ⑹ 严格遵守国家和当地政府有关职业健康安全及环境保护的法律、法规的要求，施工现场各项健康安全目标、环保指标达到国家及地方标准，满足招标文件和合同要求。 ⑺ 严格履行合同，不分包、不转包。 严格按照业主、监理及上级主管部门要求，尽乙方应尽义务。 ⑻ 组织专人对员工进行职业健康安全及环境保护培训，认真抓好员工培训教育工作；建立健全施工安全管理规章制度和操作规程；协调解决施工中出现的问题。 12 项目现场组织机构 为保证工程的顺利实施，我 院 将组织成立 “太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目 采空治理 工程项目经理部 ”，委派施工经验丰富的项目经理，全面负责工程的质量、进度、安全文明施工等事宜；由具有高级工程师资格的项目总工负责技术质量控制工作；项目副经理负责生产管理、进度控制、安全生产、环境保护和文明施工工作。 项目部的组成符合我院质量、环境、职业健康安全管理体系标准中有关任职资格的规定。 施工管理体系详见图。 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 18 图 项目部下设生产管理部、技术质量部、职业健康安全 和环境管理部、计划统计部和项目办公室五部（室）及测量放线队、钻孔施工队、搅浆队、注浆队、综合施工队以及计划统计组、试验组、财务组、材料组、维修组和炊事班等，项目部在施工过程中应严格贯彻执行我院质量、环境、职业健康安全管理体系标准中的有关规定，严密组织，精心施工，全面接受业主、监理工程师和质监部门的监理、监督，确保工程按期保质保量完成。 各项管理目标实现 施工管理体系图 技术 技 技 技 技 技 负 石明禄 吴立春 技术 技术 技 技 技 技 技 负 石明禄 吴立春 忠 业 主 监理公司 项目经理部 技术质量部 职业健康安全环境管理部 计划统计部 项目办公室 生产管理部 注：实线表示发出指令，虚线表示信息反 馈 测量放线队 财务组 材料组 计划统计组 一班 二班 维修组 炊事班 钻孔施工队 一班 二班 搅浆队 一班 二班 注浆队 一班 二班 综合施工队 一班 二班 试验组 一班 二班 太行老区龙泉产业创新示范园区焦化项目采空区 治理设计 方案 山西省勘察设计研究院 19 1。