Fs866断层注浆效果评价

张丹丹+刘启蒙

摘要：指出了Fs866断层为张集矿西二1煤采区北部边界断层，且该断层带具有一定含、导水性。为保障工作安全，对该断层进行了帷幕注浆加固，为确定注浆效果，从注浆参数（注浆压力、注浆量、注浆扩散半径）对其进行了评价，对同类工程施工提供借鉴意义。

关键词：Fs866断层；注浆加固；效果评价

中图分类号：

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0148-02

1 引言

张集井田位于谢桥向斜北翼，地处陈桥背斜的东南倾伏端，Fs866断层为张集矿西二1煤采区北部边界断层切割了二叠系、石炭系和奥陶系地层。物探解释西二1煤采区在1413A、1414A工作面切眼附近存在一低阻异常区，编号为“4#异常区”。该异常区跨Fs866断层两盘，发育深度自1煤至奥陶系灰岩。该位置发育低阻异常体反映Fs866断层带具有一定含、导水性。

对Fs866断层两盘平面30m范围及垂向上C33灰岩上下15m范围进行注浆加固，共注入浆量11700.75 m3。工程分上、下两段施工，上段分三轮次注浆，下段分两轮次注浆。注浆期间泵压7～10 MPa，井下孔口压力一直维持在4.3～4.9 MPa之间。比重1.3浆液注入量955 m3，比重1.4浆液注入量202 m3，比重1.5浆液注入量158 m3，比重1.6～1.72浆液注入量40 m3，各配比浆液共注入1355 m3。

2 注浆效果评价

2.1 注浆压力

注浆压力大时，浆液在岩体裂隙中的扩散距离远、充填效果好[1]。变更前施工的注1与注5两孔停住压力12 MPa，达到静水压力的2倍；注浆孔结束压力13～15 MPa，平均14.2 MPa，均达到变更后的注浆结束压力标准。

另外，断层带注浆孔除注17、注20、注21与注22不具备注浆条件外，其余孔每次注浆压力基本都呈缓慢上升趋势，最后一次注浆泵压均达到结束注浆标准，满足设计要求。

2.2 浆液渗透半径

对于碎裂岩体，浆液注入后分布范围较均匀。注浆浆液的扩散半径用下式估算[2]。

R=2.210.93（Pc-P0）Tb2r0.21cμ+rc

上式中：R为浆液扩散半径，cm；Pc为注浆孔内压力，MPa；P0为受注裂缝内地下水压力，MPa；T为注浆时间，s；b为裂缝宽度，cm；rc为注浆孔半径，cm；μ为浆液黏度，MPa·s。

Fs866断层注浆加固采用单液水泥浆，浆液黏度0.5 Pa·s，孔口注浆结束压力平均14.2 MPa，注浆时间3～50 h不等，注浆孔半径平均45 mm，裂缝宽度0.025～0.05 mm，计算得浆液扩散半径为27.64 m。设计单孔浆液扩散半径20 m，孔间距30 m，注浆形成底部镶入上盘C33下灰，顶端嵌入下盘C33下灰，有效厚度约26 m，沿断层面充填宽度约45 m的帷幕墙。

3 结论

（1）从注浆压力来看，除注17、注20、注21与注22不具备注浆条件外，其余孔每次注浆压力基本都呈缓慢上升趋势，最后一次注浆泵压平均为14.2 MPa，均达到结束注浆压力标准，一定程度可以认为注浆效果良好。

（2）施工设计单孔浆液扩散半径20 m，孔间距30 m，根据浆液扩散半径公式得到浆液扩散半径27.64 m，理论证明注浆效果良好。

参考文献：

[1]董 凯. 注浆加固在倾斜煤层综采面过断层带中的应用[J]. 长江大学学报， 2010，7（4）： 79～82.

[2]王 瑞. 综合注浆技术在乌鞘岭公路隧道断层地段的应用[J]. 江苏地质， 1994， 18（2）： 91～96.

[3]王志强，郭晓菲，高 运.华丰煤矿覆岩离层注浆减沉技术研究[J].岩石力学与工程学报，2014（S1）：3249～3255.

[4]冯旭海.综合注浆技术的应用与发展[J].中国矿业，2011（2）：94～97.