【摘要】正旺煤业主斜井井筒下伏采空区，为了防止采空区上方地表形成较大的裂缝和塌陷对主斜井井筒施工和使用造成不利影响，文章结合主斜井井筒地质条件及采空区情况，研究设计了采空区注浆治理方案，论述了采空区治理工程施工技术，为类似工程设计与施工提供了借鉴的经验。

　　【关键词】主斜井；采空区治理；浆液配比；注浆设计

　　1.工程概述

　　正旺煤业有限责任公司是经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室批准以地方骨干企业山西汾西矿业集团有限责任公司为兼并重组整合主体，由原孝义市鸿源煤矿有限公司、原山西汾西矿业集团水峪煤矿有限责任公司北部的部分资源进行兼并重组整合，兼并重组后更名为山西汾西正旺煤业有限责任公司。矿井批准开采2-11号煤层，井田面积5.205km2，生产规模120万t/a。

　　主斜井为正旺矿主要运输井，井口坐标为X=4103623.000，Y=19555630.000，Z=+945.000（底板），方位角为270°，主斜井井筒全长为445m，其中表土段150m，基岩段295m，倾角为-21.5°，断面为直墙半圆拱形，净宽5m，净高4m，净断面积17.33m2，基岩段掘宽5.3m，掘高4.3m，掘进断面积19.78m2。

　　主斜井施工方式采用全断面光面一次爆破施工，巷道永久支护形式为：表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用锚网喷+锚索联合支护；临时支护采用DWB-30/100型单体液压支柱支护。主斜井断面如下图所示。

　　2.采空区治理可行性分析

　　我国是煤炭资源大国，多年的煤矿开采导致了大面积的采空区分布，一些大型的建筑物工程不可避免的要涉及采空区问题，如何保障采空区上方建筑物的安全是“三下”采煤技术人员的主要研究内容，经过几十年的事件也积累了大量的经验。

　　正旺煤业主斜井为钢筋混凝土结构，抗变形能力相对较强，且地下采空区为近年采空区，通过合理的设计和对采空区的治理，可以保证建设的安全。

　　根据正旺矿的资料，主斜井下方采空区的位置和范围比较清楚，本设计基于现场所提供的采空区分布范围图制定采空区注浆处理方案，主要思路是利用井下现有的巷道，向采空区施工注浆钻孔，以节约钻孔费用。对已揭露的采空区进行井下砌筑密封，然后进行灌浆充填处理，砌筑采用浆砌片石，注浆材料选用水泥粉煤灰浆液。

　　根据采空区实际情况，开采后采空区上方形成冒落带、裂隙带；由于开采时间不是很长，冒落带很难全部压实，注浆处理采空区的目的是使冒落带和裂隙带的空隙通过压浆将其固结起来，以确保井筒安全，为此，注浆工程分两步进行。

　　第一步：注浆治理工程，确保注浆的质量。

　　第二步：注浆治理效果综合检测及评价。由于采空区治理工程的隐蔽性和复杂性，在注浆工程结束后很难直观了解注浆工程的效果，需要借助一定的技术手段来评价采空区注浆加固效果是否达到设计要求。采用“物探+钻探+岩石力学实验”的综合检测方案，以实现由点到面，由定性到定量的综合分析和评价，工作量包括注浆后物探工作，漏失量观测工作，岩石力学测试，最终得出采空区治理效果综合检测报告。

　　3.采空区治理方案

　　对于煤矿采空区的治理，一般采用井下巷道浆砌法、井下巷道砌碹法、井下回填法和全充填压力注浆法来治理煤矿采空区。

　　根据正旺煤业有限责任公司主斜井井下采空区的实际情况，结合目前的采空区治理工艺，决定主要采用井下全充填压力注浆法治理采空区。

　　总体方案为：利用现有巷道向9#煤层采空区施工倾斜注浆孔进行注浆治理。该方案主要优点是可节约大量钻孔费用。对已揭露的采空区，采用浆砌片石砌筑，先密闭所有采空区，然后再进行注浆充填处理。

　　设计方案：正旺矿主斜井采空区位于注浆巷道上部，采空区与注浆巷道位置如下图所示。

　　此方案在巷道内施工向上倾斜的注浆钻孔。因采用的注浆孔为倾斜孔，所以图中所标示的注浆孔位置为注浆孔进入采空区底板的位置，孔口布置于现有的巷道中。另外需要注意：注浆孔的孔底设计深度为采空区底板以上垂直距离不小于10m的深度（可根据钻孔倾角换算实际的倾斜长度），注浆孔的注浆区域为采空区及上部冒落带和裂隙带。

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