注浆改造厚含水砂层提高开采上限技术及应用

为了实现在厚松散含水砂层下留设防塌煤(岩)柱以提高开采上限，研究厚含水砂层区域注浆改造技术。以安徽淮北五沟煤矿1010-1工作面第四含水层(简称四含)下提高上限开采为目标，通过理论计算、注浆材料配比实验和原位注浆试验，对改造范围和层位、注浆材料的适用性、不同深度的浆液配比、钻孔布置方式和注浆方法进行分析，并通过取心测试、水文地质试验和井下钻孔验证对注浆效果进行检验。结果表明：五沟煤矿四含改造区域松散含水砂层底部无黏土，且在有含水风化基岩条件下，提高上限开采需同时注浆改造松散砂层和风化基岩；粉煤灰–水泥浆较石膏–水泥浆具有更好的体积稳定性，粉煤灰掺量20%～50%的粉煤灰–水泥浆结石率大于98%，且有较稳定的凝结强度，能够满足砂层劈裂注浆的需求，风化基岩采用纯水泥浆或10%以内掺量的粉煤灰–水泥浆，基岩之上2倍采高的砂层注入10%～20%掺量的粉煤灰–水泥浆改造后充当保护层，上部采用20%～50%掺量的粉煤灰–水泥浆进行充填压密，粉煤灰掺量随注浆深度递减；注浆终压可在最浅部砂层注浆劈裂压力的基础上，按地层压力和孔隙水压力梯度0.3 MPa/10 m增加；泄压诱导注浆可有效控制浆液的劈裂扩...