瞬变电磁法在煤矿采空区注浆效果检测方面的应用

通过对某煤矿采空区进行瞬变电磁法勘探及注浆效果评价实例分析,证实瞬变电磁法不仅能准确圈定采空区的分布范围,而且能有效检测采空区注浆后的工程质量。利用瞬变电磁法进行采空区注浆前后的检测评价,须采用相同的勘探网度及测点布设,相同的数据采集参数及处理方法、处理流程及处理参数等。实例表明采空区的电阻率异常值及分布范围在注浆前后有明显的差别,表现为电阻率等值线的起伏形态、梯度、展布方向等特征存在着较大差异。     

煤矿采空区场地注浆设计及治理效果检测分析

拟建徐州工业园区南湖小学场地下存在多层采空区,对建筑物的影响较大。根据项目规划、煤层开采情况和场地岩土工程条件,在场地稳定性评价的基础上,提出了场地采空区地基注浆治理设计,确定了采空区治理范围、深度、注浆孔平面布置及工作量、注浆施工工艺顺序、注浆主要材料及浆液比级。注浆施工结束后,采用钻孔取心、波速测试、室内单轴抗压强度试验和钻孔压水试验等方法对场地注浆效果进行了综合检测,所得检测结果均达到预期的注浆效果,场地注浆充填治理的质量达到了采空区治理设计要求,可为类似场地注浆治理工程施工提供参考。     

煤矿采空区充填墩台承载特性试验

高浓度浆液注入到采空区后形成充填墩台,墩台搭接尺寸将影响其上覆承载力。为掌握搭接尺寸对上覆承载力影响规律,选取水泥为胶结材料,标准砂为骨料,配制高浓度浆液,并利用3D打印技术制模制作墩台试样,进行单轴抗压试验。结果表明,单个墩台在顶面面积和高度一定时堆积角度越小极限承载力越大;堆积角30°和45°的搭接墩台试样的极限承载能力均在对应的单个墩台的2.0~3.5倍范围,试样硬化后,搭接墩台试样的极限承载力随着搭接尺寸的增加呈先增大后减小的趋势;采用墩台充填的方式进行采空区治理时,合理设置注浆孔间距,使所注浆液在采空区内部形成搭接墩台群,其承载效果优于均匀分布的单个墩台;堆积角30°搭接墩台的场地承载力整体优于堆积角45°的搭接墩台;采空区内取充填堆积角30°搭接墩台,且注浆孔间距为极限搭接尺寸的38.5%时,治理场地内整体承载力最大。研究成果将为高浓度浆液部分充填治理采空区的工程实施提供依据。      

注浆法在公路下伏煤矿采空区治理工程中的应用

根据我国近十年的工程实践,总结了高等级公路下伏煤矿采空区治理的机理和施工技术,以及治理的标准、采空区注浆治理的范围、质量检测等基本内容。分析与评价了煤矿采空区地面注浆技术的特点,提出了公路下伏煤矿采空区注浆治理存在的问题及解决的方法,以期为今后类似工程地质条件下的治理工程提供可借鉴的经验。      

声波技术在煤矿采空区注浆工程质量检测中的应用

介绍了某煤矿采空区注浆治理前后,钻孔内不同岩性的声波波形与声波波速特征,证实可采用声波技术对该矿采空区注浆治理工程的质量进行检测与评价,提出了该类注浆治理工程声波检测指标.     

大型复杂采空区注浆效果检测方法研究

大型复杂采空区由于具有分布范围广、多层、厚度及埋深不等和周围岩性复杂等特点,导致其注浆质量检测难度较大,目前尚无可靠的系统检测方法。结合某采空区注浆工程实践,对浆液结石体的电阻率进行了现场试验,得到了浆液结石体的视电阻率范围为93～130m,与采空区及围岩均有较大差异。运用电测深法和电磁波CT对采空区注浆前后进行检测,发现注浆后浅部0～30m范围内,视电阻率普遍得到降低且变得相对均匀稳定; 深部低阻异常在注浆后电阻率也得以减弱,且均匀范围明显扩大; 电磁波吸收系数在40～70m范围内得到提高约25%。钻探取心发现,多数孔内可见注浆结石体; 检测孔的后期注浆中, 10个孔的注浆量均不大于周围相邻4个孔的注浆量平均值的15%。对以上检测结果分析可知:采空区在物性特征上表现为较低的电磁波吸收系数,注浆以后升高; 地下水位之上的采空区表现为较高的电阻率,注浆之后降低,地下水位以下的采空区则反之。注浆前后采空区物探差异明显,本段落采空层的浆液充填效果较好,几种检测方法的结果具有良好的对应关系。同时表明,采用全域检测的电测深和局部详查的电磁波CT相结合的物探方法,与钻探取心结果及检测孔后期注浆数据进行分析对比,可以对大型复杂采空区注浆效果进行有效检测和评价,可为类似采空区提供借鉴。     

边坡高填方路基下伏多层采空区稳定性数值模拟评价[

运用快速拉格朗算法分析了多层采空区路基在未处理、注浆处理和注浆处理路基加筋拼接3种工况下路基采空区受力变形和稳定特征。分析结果表明高填方路基在自重荷载和车辆荷载下打破原有采空区平衡状态,注浆加固处理后采空区应力重分布出现新的平衡,但在填方交界区域出现一定的剪应变增量集中,采取加筋处理后剪应力增量下移,路基整体性和变形协调性显著提高。     

影响覆岩离层注浆减沉效果的地质因素

煤层开采后,采空区上覆岩层内产生离层现象,注浆充填离层可以减小地面沉陷。覆岩离层注浆减沉效果受离层带地层条件、离层围岩透水性和工程地质特性的影响,表现为离层的形成、宜于注浆的离层带的位置、注浆液的保存与支承力的维持。      

煤矿采空区注浆治理工后质量检测技术与实践

注浆质量检测是煤矿采空区废弃土地高效开发利用的关键技术,对科学评价采空区治理后场地稳定及建（构）筑物安全具有重要意义。通过众多工程实践,对注浆质量的检测方法、指标、合格标准、评价方法及检测工作中存在的误区进行了全面总结。结果表明,注浆工后质量检测是一项系统性工作,应根据建（构）筑物特点及注浆设计要求,遵循“内外兼顾、前后一致、综合检测”的原则优选检测方法;将检测指标分为直接指标（充填率、结石体强度）、间接指标（透水率、波速等物性参数）及结果指标（变形值）3大类,不宜将岩心采取率作为检测指标;检测指标及合格标准应充分考虑建（构）筑物地基设计要求及采空区埋深等工程特点综合确定;确定变形指标合格标准时,需统筹兼顾场地稳定指标及建（构）筑物允许变形值。提出了一种适宜于煤矿采空区注浆质量百分制评定法,将施工过程质量控制及工后质量检测成果紧密结合,定量评价整体注浆效果;将建筑物、地基、采空区三者视为一个系统,讨论了目前检测工作中存在的4大误区,对地下隐蔽灾害治理质量及效果评价具有重要的实践价值。      

白石铁路隧道采空沉陷区治理方案设计

针对白石铁路隧道下岩体煤层采空区空间特征、沉陷发展趋势及隧道结构破坏特征,提出了采用全充填注浆的方法消除隧道围岩采空区塌落变形,再对隧道衬砌结构进行加固处理的设计思路。本论文重点对采空沉陷区几种注浆治理方案进行设计和比较,选定了隧道内钻孔注浆治理采空沉陷区的方案。     

软岩巷道锚注支护时机优化研究

锚注支护技术是维护软岩巷道围岩稳定的一种有效方式,支护时机的选择对巷道支护效果具有很大的影响。根据对破裂软岩注浆加固后的力学特性分析,运用FLAC2D软件的应变软化本构模型,对软岩巷道最佳锚注支护时机进行了数值模拟优化分析,结果表明：随着注浆时机的滞后,浆液在围岩中的流动渗透范围逐渐增大,但注浆加固后的围岩强度却逐渐降低,巷道围岩变形表现出“先减小、后增大”的趋势。据此,提出了一种综合运用数值模拟优化和现场监测确定巷道最佳锚注支护时机的方法,并应用于工程实践,取得了良好的效果。研究成果对软岩巷道锚注支护施工和设计具有指导意义     

大口径瓦斯抽排井注浆固管过程套管稳定性分析

为了研究大口径瓦斯抽排钻井注浆固管过程中套管的稳定性,应用伯努利方程分析了注浆固管过程中浆液的动压力的变化规律。分析认为：注浆固管期间,若注浆管内过流面积小于套管与孔壁之间的过流面积,随着泵量的增加,导致套管外流体压力增加;当套管外与套管内压力差大于套管抗外挤强度时,套管发生失稳（瘪管）。结合工程实例,对套管失稳机理进行分析,提出了在固管过程中要控制泵量的建议。     

采用试桩验证注浆加固效果

在新回填的坑中兴建建筑物存在很多安全隐患,为提高填土密实度、均匀性和承载能力,防止地面产生过大的沉降和不均匀沉降,同时解决桩的负摩阻力问题,采用注浆加固工艺对填土进行加固,并通过在坑内、坑外进行预应力管桩试桩验证加固效果。结果表明,填土经注浆加固后的性质明显提高,采用注浆技术进行加固处理是合理的。     

边坡岩体弱面注浆宏观效应数值模拟分析

为反映弱面注浆对边坡岩体的宏观效应,通过对边坡弱面注浆前、后两种状态采用FLAC3D数值计算模型,分析边坡岩体注浆前、后的应力、位移场的变化。结果表明:注浆前,竖向拉应力和水平拉应力区向边坡内侧增大,且平行节理面分布,节理面两侧应力变化梯度明显;静态位移和动态位移向边坡内侧递减,位移在节理面处明显发生突然变化。边坡内侧节理面是构成潜在滑动面的主要因素。注浆后,拉应力区明显变小,拉应力贯通区消失,应力变化梯度减小;静态位移和动态位移明显下降,节理面处位移突变减小或消失。说明注浆加固处理对节理损伤起到很好的修复作用,提高了节理的抗剪强度和抗剪刚度。从而使岩体的应力场和位移场变得均匀和连续,节理面的拉应力区减小,较大的位移得以抑制,提高了节理边坡的整体性和稳定性。     

煤层底板水害区域超前治理技术优化及其应用

为了进一步提高煤层底板水害区域超前治理技术的治理效果,应优化注浆工艺,扩大技术的应用范围。总结淮北矿区区域底板超前治理工程实践表明,低压扩散和中压加固阶段压力控制对注浆总量起主要控制作用,进而直接影响灰岩含水层改造效果,推导的不同岩溶裂隙发育程度地层的注浆量预计公式,可以有效指导注浆工程设计。此外,提出了工作面区域内、外双(钻)孔组的水平布设方法,优化注浆工艺的同时,提高了钻孔利用率。针对注浆工程中注浆压力控制及浆液选取等关键技术问题,建立了研究区裂隙发育程度的多源信息判识方法和“微压充填—低压扩散—中压加固—高压劈裂”的“阶段型”注浆压力控制模型,细分了不同注浆阶段的注浆浆液类型,推导了注浆压力的分级阈值和设计公式,实现了注浆压力的分区段高效、精准控制,对煤矿底板水害超前区域治理技术的应用与推广具有重要意义。      

岩溶地区土洞地基灌浆处理过程研究

[摘 要] 灌浆是岩溶土洞地基处理的一种常用方法,灌浆压力对灌浆施工的有效性有着至关重要 的作用。针对岩溶地区土洞地基所处地质环境的复杂性,为了科学合理地确定其灌浆施工过程中的灌 浆压力,本文通过传统理论力学分析方法以及数值模拟方法对灌浆过程中灌浆压力变化及其引起的整 个地基应力应变场的变化进行了分析与研究,同时与施工现场监测结果进行了对比研究。研究结果表 明:在灌浆施工过程中,合理适当的灌浆压力既能确保浆液充分填充土洞,又不会破坏原土体结构;通过 对原土体抬升位移的监测,能准确预测与控制施工时的灌浆压力;理论分析与数值模拟结果和现场情况 吻合较好,为灌浆工艺施工提供了可靠的理论依据与指导。     

平面P波入射下浅埋平行双洞隧道注浆加固减震机制

地震动作用下小净距隧道双洞之间存在动力放大效应,依托某强震区小净距盾构隧道工程,基于傅里叶贝塞尔级数展开法,给出了平面P波垂直入射下地下半空间弹性介质中圆形双洞复合式衬砌洞室动应力解析解,深入研究了洞室间距、隧道全环注浆加固参数对衬砌动应力集中的影响。研究表明：洞室间距对衬砌的动应力有显著影响,随着洞室之间距离减小,左右洞室衬砌动应力明显放大;2.5倍洞径可以作为双洞洞室动力临界净距,当洞室间距小于2.5倍洞径时,应进行抗减震设计;注浆全环加固隧道周边土体,可以明显降低衬砌动应力,随着注浆加固区土体刚度增加,衬砌动应力幅值减小;结合工程实际,建议注浆加固区厚度取0.5倍的洞室半径值,加固区岩体和围岩剪切波速度之比取1.2。     

岩溶路基注浆质量综合物探检测方法与评价研究

为研究岩溶路基注浆质量综合物探检测方法及相关检测评价标准,在南广铁路全线的岩溶路基中选取具有代表性的试验区段,对电阻率法、瞬态面波法和电磁波CT法等物探检测方法的特性和检测评判标准展开了现场试验研究。根据上述物探检测方法的适用性和经济性,提出了一种在不同工程条件下多种物探检测方法优化组合的综合物探检测方法。并通过统计分析注浆合格的岩溶路基注浆前后电阻率、面波波速及电磁波吸收系数变化规律,初步得出了上述3种检测方法的注浆质量检测评价标准:电阻率法检测合格标准为溶洞注浆前后电阻率变化率大于20%,卵石土层电阻率变化率大于10%; 瞬态面波法检测合格标准为注浆后土体波速大于20.6h+130.3,溶洞波速大于17.1h+236.9; 电磁波CT法检测合格标准为溶洞注浆前后电磁波吸收系数差值大于0.4dB m-1,卵石土层电磁波吸收系数差值大于0.1dB m-1。     

花管注浆在全充填采空区治理工程的应用

为规范采空区治理工程设计方案和施工工艺,杜绝因设计方案导致的治理质量隐患,结合《高速公路采空区(空洞)勘察设计与施工治理手册》,通过对各采空区治理工程试验段试验、检测统计分析,提出全充填压力注浆法设计、施工优化改进技术方案——浆液正循环花管注浆法。此法可完全消除冒落带和裂隙带通道堵塞、钻孔主通道封闭现象,彻底解决传统裸孔注浆法经常出现的注浆表观终止假象;可高压直接作用孔底和孔壁,有效突破煤柱边缘孔底通道;可完全解决注浆孔因堵塞、封闭等原因造成的报废事故,节约投资;提高浆液的充填率和结石率,能够安全有效保证治理质量。     

地下爆炸成腔注浆支护的小型实验研究

针对爆扩成腔稳定性差、渗水率高及遇水坍塌等问题，采用注浆抽浆法对爆炸空腔进行了支护，并进行防渗小型实验研究。确定了注浆临界水灰比为0.8:1，分别对重力注浆、压力注浆以及压力注浆加防水剂和无支护的4个空腔进行了支护对比实验。实验表明：重力注浆不足以达到要求，压力注浆是一种解决支护和防渗较为可行的方法，加入防水剂后效果更好。