采动地基注浆加固机理研究

• 作 者: 李学良
• 机 构: 煤炭科学研究总院
• 出 处: 煤炭科学研究总院
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 采动地基 破坏特征 上覆岩层 注浆加固机理 三维数值模拟 煤炭工业

近些年来，随着我国煤炭工业生产和矿区经济的发展，土地资源开发利用不断向深度和广度发展。充分、合理的开发利用废弃采煤塌陷区土地，对提高矿区土地利用率、缓解矿区土地资源紧张局势和确保矿区经济可持续发展有着重要的现实意义和长远意义。本文主要针对采煤沉陷区作为建筑用地开发利用时所涉及到的采动区覆岩破坏情况、采动地基活化、注浆加固机理及效果等亟待解决的问题开展研究。　　本文在总结吸收前人研究成果的前提下以大量实验数据和现场观测资料为基础，将理论分析、数值模拟和工程实践相结合，从多个角度对采动区的覆岩破坏规律、活化机理、注浆前地基变形、不同注浆模型下地基变形以及新增建筑荷载后地基变形进行深入研究，进而探讨采动地基注浆加固机理，研究结果表明:　　(1)上覆岩层的破坏特征及规律与开采方法、顶板管理方法、地质构造、覆岩岩性存在密切关联，在研究某一矿区覆岩破坏情况时应在参考邻近矿区地质采矿资料的前提下，有针对性的对覆岩破坏情况进行勘察与分析。　　(2)建立了采空区注浆模型，不同的模型有不同的适用条件，采空区注浆加固在机理方面主要是通过浆液的充填、渗透、劈裂作用，将不稳定岩体胶结成稳定的结实体，从而达到抵抗外来应力的效果。　　(3)运用数值模拟的手段对不同注浆模型进行了研究，数据结果表明，在合理选择注浆工艺的前提下，注浆可以有效地控制覆岩移动变形。　　(4)注浆孔位、注浆压力、注浆范围等参数的确定具有一定的科学性，采用实地勘探与室内、现场试验相结合的方法对其进行了确定。　　(5)注浆结束后，结合物探、钻探等多种手段进行检测，合理分析注浆效果，对于注浆效果较差的部分必要时应及时进行追加注浆。　　(6)注浆结束后存在一定的不密实范围在所难免，注浆加固只是减轻了覆岩的移动变形，采空区上方的建（构）筑物也应采取适当措施以确保安全使用。　　研究成果对采煤塌陷区工程建设利用具有重要的理论意义与实际应用价值。