煤炭科学技术

作者：韩磊, 尹大伟, 薛守振, 盛守前, 刘喆, 李建功, 许起, 秦宇鹏,

关键词：沉陷控制, 注浆量, 注采比, 采动空间传递系数, 离层空间, 工程应用,

离层注浆充填是“三下”压煤开采中常用方法之一，注浆量和注采比是保证离层注浆充填效果的关键参数。为了合理确定注浆量和注采比，提出了一种基于地表沉陷控制导向的离层注浆最小注浆量与注采比的计算方法，该方法建立了注浆量、注采比与地表移动变形参数的关系：首先，通过地表建（构）筑物保护等级确定最大临界变形值；其次，计算确定煤层最大允许采高和剩余采高；然后，建立离层空间体积预测模型，计算采动空间传递系数，再结合最大允许采高、剩余采高等计算确定离层空间注浆充填浆液压实体最小体积；最后，推导出最小注浆量与注采比计算式。将最小注浆量与注采比确定方法应用至霍尔辛赫煤业3801工作面加油站下压煤离层注浆充填开采，理论计算确定最小注浆量为168.07万m3、注采比为0.53。考虑临近3802、3803工作面开采影响，开展了3801工作面离层注浆充填注采比0.53条件下地表沉陷数值模拟，结果表明：工作面开采过程中，加油站区域最大倾斜变形为2.03 mm/m、最大曲率变形为0.075×10−3 m−1，工作面开采后，加油站区域下沉为844.02 mm、倾斜变形为2.13 mm/m、曲率变形为0.034×10−3 m−1。3801工作面离层注浆充填开采工程实践过程中，实际注浆量为217.69万m3、注采比为0.68，大于理论计算值和极限注采比，这可能是由于与临近工作面之间隔离煤柱宽度较窄，部分浆液运移至3802工作面覆岩剩余离层空间。基于3801工作面地表岩移观测数据（3802、3803工作面未监测），工作面开采过程中加油站区域最大水平变形为1.43 mm/m，南北和东西方向最大倾斜变形分别为1.157、1.341 mm/m，加油站一直处于营业状态；工作面开采结束167 d后，加油站区域下沉为262.7 mm，南北和东西方向水平变形分别为0.55、0.58 mm/m，南北和东西方向倾斜变形分别为0.898、0.997 mm/m，加油站安全稳定，综合数值模拟与工程实践验证了该方法的准确性，为实施离层注浆充填控制地表沉陷提供了理论支撑。

来源：2025年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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