[發明專利]一種高速公路下伏倉儲式傾斜煤層采空區綜合治理方法

在審

• 申請號: 202010219424.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111396056A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 包衛星;馬志偉;來弘鵬;王海波
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21B21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

本發明公開了一種高速公路下伏倉儲式傾斜煤層采空區綜合治理方法，從采空區勘察、穩定性分析、治理技術、注漿質量檢測等多個方面綜合考慮并進行改進，提出了一種全面、系統的綜合治理方法。通過物探與地質工作的緊密結合，準確得出采空區的分布情況、各煤礦開采情況及煤層基本特征。綜合考慮空洞的分布、埋藏深度、上覆巖性及路基類型(挖方、填方)等因素，參照目前國內已實施工程及相關規范，更加準確地計算出采空區的治理范圍。本發明通過鉆探、聲波探測、高密度電法和地面變形檢測四種檢測方法對注漿質量進行檢測，不同方法的檢測結果除了可以互相驗證之外，還能夠與勘查結果進行對比，能夠更加直觀、準確地評價采空區的治理效果。

【技術領域】

本發明屬于煤層采空區治理領域，具體涉及一種高速公路下伏倉儲式傾斜煤層采空區綜合治理方法。

【背景技術】

采空區引起的地表塌陷等地質災害對人類的生命及生活威脅很大。倉儲式采煤法是早期應用于急傾斜煤層開采的一種采煤方法，這種采煤方法的工作面連續推進距離短，巷道掘進率高，煤柱損失大，對后期采空區的穩定非常不利。隨著時間的推移，由于井下風和地下水的影響，煤柱不斷風化剝離，支撐作用也不斷的弱化，這時頂板就可能會發生變形和剝落，進而引起地表的沉降等問題。高速公路建設迅速發展，高速公路常常不可避免地需要經過煤礦采空區。高速公路是典型的超長線性構筑物，車輛運行密度大、速度高、承受的動載力大，對安全可靠性要求高。采空區高速公路受采空區影響有它的特殊性，主要特征為：影響面積和范圍一般很大，少則幾百平方米，多則幾平方千米，路基基礎和路面受開采沉陷影響復雜。下伏采空區的存在造成地層移動變形，致使地面上的高速公路及橋涵受到破壞，有高速公路通過此處時，會影響其上車輛的安全行駛，嚴重時可能會造成交通事故，給高速公路的工程建設和運營帶來了帶來極大的安全隱患。目前針對此類采空區的治理方法主要為注漿法，但從目前的治理效果來看，很多工程還存在以下幾個方面的問題：①采空區范圍和注漿范圍不夠明確；②注漿材料和注漿方式不合理，地下水對漿液的阻礙作用考慮不夠全面，極大地增加了建設成本；③注漿質量檢測結果不夠準確，工程質量評價不合理；④已有治理方法局限于勘察、理論分析、治理措施和工程質量檢測的某一方面，缺少全面、系統的綜合治理方法。

上述的治理方法存在自身的缺陷，針對高速公路下采空區的特殊性，也還沒有一個綜合的治理方法。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種高速公路下伏倉儲式傾斜煤層采空區綜合治理方法；以解決高速公路下伏倉儲式傾斜煤層采空區缺少全面、系統的綜合治理方法的問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種高速公路下伏倉儲式傾斜煤層采空區綜合治理方法，包括以下步驟：

步驟1，對采空區進行勘探；

通過物探方法對采空區進行勘探，確定采空區分布情況，煤礦開采情況及煤層基本特征；

根據物探結果進行鉆孔驗證，結合物探結果和鉆孔結果確定采空區邊界；

步驟2，在步驟1確定的采空區內，進行地表穩定性分析，計算采空區的注漿治理范圍；對于路線經過的安全煤柱區域，計算安全煤柱的應設保護邊界；

步驟3，對采空區進行注漿，注漿材料為水泥粉煤灰漿液，注漿過程采用間歇式注漿；

步驟4，通過鉆探、聲波探測、高密度電法和瞬變電磁法檢測注漿質量；檢測合格后監測地表變形。

本發明的進一步改進在于：

優選的，所述物探方法包括高密度電法、瞬變電磁法和聲波探測法。

優選的，步驟3中，注漿材料為水泥粉煤灰漿液，其中水固比為1:(1.0～1.3)，固相比為2:8，水泥占固相比的20％，粉煤灰占固相比的80％。