国内有哪些处理采空区回填责任工艺?

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请教煤矸石回填采空区 量的问题
9wt/a的生产规模,排矸场又不能满足服务年限,如何确定煤矸石回填采空区的量及服务年限!谁有相关资料请支援下!谢谢
用工作面的井巷工程量及开采量就可以估算出采空区的容量了,前期的掘进矸石可以用来工业场地平场,看能用多少量,后期的煤矸石有些热值的,好点的可以用来发电,也可以用来制矸石砖,尽量的利用吧。不是还有政策要求煤矸石综合利用率要达到70%以上么。
谢谢楼上的意见
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采空区治理方法主要有注浆法和非注浆法。其中,非注浆法主要有干砌方法、浆砌法、开挖回填方法和桥跨方法。
注浆法系对地基土颗粒的空隙、土层界面或岩层的空隙或采空区的垮落带注入浆液材料,以便硬化后增加其强度或降低渗透性。
干砌方法是在采矿后形成的空洞内,用片石人工回填砌筑,砌体与洞顶板紧密接触,使堆砌物起到支撑顶板作用,从而保证采空区上方覆岩的稳定性。该方法主要适用于矿层开采后未完全塌落、空间较大的采空区,且应具备采空区内通风良好、易于人工作业、材料运输等施工条件。
浆砌方法的适用条件与干砌方法的适用条件基本上相同,其不同之处在于要求堆砌物具有较高的整体强度。
开挖回填方法是对浅层采空区先进行开挖,然后采用干砌或浆砌方式回填。
桥跨方法是以桥的形式跨越采空区不稳定的路段,桥的墩台应在稳定的岩体中。该方法主要适用于煤层开采规模较小、开采深度几米至几十米的采空区。
选择治理方法的主要条件
选择采空区治理方法时,应综合考虑以下主要条件:采空区的特征、工程的重要性、施工条件。
如浅采空区可以用开挖回填方法治理。一般工程的采空区,可采用以充填为主的水泥粉煤灰注浆法治理,其水泥用量不可大于20%;重要工程的下伏采空区地段,采用以加固地基为主的水泥浆或水泥含量大于50%的水泥粉煤灰浆的注浆法治理。当注浆可引起地下水位的变化,会给邻近矿井的生产带来危害等,在选择方法时要作全面的考虑,尽可能减小对周围环境的危害。
(二) 采空区治理设计
1、治理设计的原则
设计前应详细研究勘察报告。
根据采空区的形成时间、埋深、采空厚度、采矿方法、顶板或覆岩岩性及其力学性质、水文地质及工程地质条件等选择治理方案或方法。
施工前应开展相关试验,按设计注浆钻孔总数5%一lO%的孔进行现场注浆试验,其内容包括浆液的配比、成孔工艺、注浆施工工艺、注浆设备等。
在分析与总结试验阶段成果的基础上优化设计。
2、不同设计阶段的要求:
可行性研究设计阶段,应尽量避开采空区,特别是重要的构造物不应设计在采空区地基上。如无法完全避开,穿越采空区的范围越小越好。
初步设计阶段,着重解决注浆材料、浆液类型、成孔工艺、注浆工艺等问题,并相应地进行技术经济论证,提出最佳的设计方案。
施工图设计阶段,确定注浆材料和浆液类型,设计注浆钻孔的位置、结构、孔深及相应的注浆量,设计注浆方法、成孔工艺及注浆施工工艺,并相应地提出采空区治理的经济指标和工程预算。
3、采空区注浆治理范围
注浆范围与采空区的分布、埋藏深度、上覆岩性及工程的类型(挖方、填方)因素有关。采空区治理的长度、宽度应考虑覆岩移动角影响范围内的治理范围。采空区治理的深度原则上为钻至矿层底板以下3m处。
4、注浆材料
水:应符合拌制混凝土用水要求,其pH值大于4。
水泥:水泥标号不应低于325号,应优先选用矿渣水泥,其次是普通硅酸盐水泥或其他类型水泥。如果是采空区中的水对浆液结石体有强至中等腐蛀性,应采用抗硫酸水泥。
粉煤灰:应符合国家二、三级的质量标准。
粘土:塑性指数不宜小于14,粘粒(粒径小于O.05mm)含量不宜低于25%,含砂量不大于3%。
骨料:砂应为质地坚硬的天然砂或人工砂,粒径不宜大于2.5mm:有机物含量不宜大于3%。石屑或矿渣最大粒径与溶洞、空洞和裂隙的宽度有关,一般情况下不宜大于1.0cm,有机物含量不宜大于3%。
外加剂技术指标要求:水玻璃模数宜为2.4~3.O,浓度宜为30~45波美度。
5、注浆钻孔
钻孔布设,注浆孔的排距、孔距一般经现场试验确定。当无法进行试验时,宜根据采矿方法、覆岩地层结构及岩性、采出率、顶板管理方法、垮落带和断裂带的空隙、裂隙之间的连通性,按照经验值设计。
注浆孔和帷幕孔排距和孔距经验值一览表
钻孔结构及技术要求
孔深:注浆孔或帷幕孔应钻至采空区(或煤层)底板以下3m处。
孔径:钻孔开孔孔径宜控制在130~150mm之间,终孔孔径不应小于91mm
变径位置:注浆孔和帷幕孔均应进入完整基岩8~l0m处变径。
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%,其他部位岩心采取率不应小于60%。
钻孔测斜:钻孔每50m测斜一次,每百米孔斜不应超过2°。
注浆管径:应选用直径不小于50mm或127mm的钢管,需投入骨料时,管径不应小于89mm。
6、止浆要求
只有一个煤层采空区,止浆可一次完成,宜采用似法兰盘简易止浆法或止浆塞、套管等方法止浆。水泥浆灌注高度不应小于8m。
治理两个以上煤层采空区,注浆钻孔止浆需两次以上完成;下行法注浆宜选用套管止浆,上行式(法)注浆宜用止浆塞止浆。
下行式分段注浆宜采用套管止浆。
其方法是:开孔孔径进入完整基岩8m,灌注0.5:1(1:2)或更浓的加水玻璃的水泥浆。其水泥浆柱高度不小于8m,接着下入止浆管(是护壁管又是孔口管和注浆管),待水泥浆终凝或24h后再变径钻至第一个煤层采空区的设计深度。在孔口管上***注浆用的三通管即可注浆。该层段注浆结束,待水泥浆终凝后扫孔并钻至第二个注浆段深度。如此注浆、扫孔的多次重复直至将最下层采空区注浆结束止。
治理多层采空区,宜采用自上而下(简称下行式)的分段注浆法。该方法简单易行,而且工程质量好,其缺点是工期长。
上行式分段注浆法宜用止浆塞止浆。此法要求止浆塞下置在裂隙不发育的完整基岩内。对多层采空垮裂带裂隙十分发育,此法不宜用。
7、注浆及其相关参数
浆液配比,浆液的浓度使用,应由稀到浓,逐级采用5:l、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.7:1、0.6:1等7个浓度比级。当然,根据工程目的、施工现场的具体情况,可选用其中3个或4个浓度比级。当采空区充水时,宜采用浓度较大的3或4个浓度比级。
注浆压力是控制注浆质量、提高注浆效益的重要因素。结束压力与采空垮裂带的空隙、裂隙的大小或多少、水文地质及工程性质条件等相关,一般是通过现场注浆试验后确定。一般采用孔口压力值来控制工程质量。应先确定注浆压力值,该值可随注浆深度的增加而增大,取地下水的静水压力的1.5~2倍,然后,估算孔口压力值。
结束吸浆量,煤炭系统采用小于20L/min,交通系统治理采空区注浆,采用小于50L/min。一般来说,在注浆压力达到设计值(结束压力)时,结束吸浆量越小工程质量越好。
浆液结石体强度,采空区治理宜用水泥粉煤灰浆液。当对采空区公路路基的稳定性要求较高时,应选用纯水泥浆。对于一级公路,浆液结石体的无侧限抗压强度不应小于0.2MPa;对于高速公路、桥梁、涵洞等构造物,浆液结石体的无侧限抗压强度不应小于0.3MPa。
注浆量计算:
注浆总量可按公式计算
Q总=A?S?m?K?△V?n/C
Q总--采空区总注浆量。
S--为采空区治理面积,其值为采空区治理长度与采空区治理宽度的乘积。当采空区治理宽度不一致时,可采用平均值。
M--采空区煤层厚度(m)。
△V--采空区剩余空隙率:即煤层被采出后,原空间经塌陷冒落岩块充填后剩余的空隙,其取值在0.2~1之间。
K--煤层回采率。一般通过采矿实际调查确定。
A--注浆总量浆液损耗系数,取值在1.0~1.5之间。
n--注浆充填系数,取值在0.75~0.95之间。该值宜根据公路工程的性质确定,对于路基范围内的采空区取值在0.75~0.85之间;对于构筑物范围的采空区取值在0.85~0.95之间。
C--浆液结石率,取值在0.7~0.95之间。一般经试验确定。
8、质量检查与评价方法
检查注浆效果的方法有:
打检查孔进行压(抽)水试验
岩芯无侧限抗压强度测试
注浆前后的物探方法检测
注浆前后的地面沉降观测
一般须在浆液达到终凝后打检查孔,取芯并进行压水试验,如漏失量大,则应补充注浆。
检查孔宜布置在下列地段:
地质条件复杂地段,如岩石破碎,有洞穴或构造破碎带,或单位吸水量大的地段;
注浆施工实践结果与设计出入较大的地段;
注浆过程中,曾出现过事故或注浆质量较差的地段。
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