煤矿采空区注浆治理后质量检测技术分析

煤矿采空区注浆治理后质量检测技术分析

王观

中建八局第三建设有限公司 江苏省徐州市 221000

摘要：针对我国当前高层建筑和高铁等大型建筑物采空区域所出现沉降现象的主要处理技术是注浆充填技术，为了能够保证这项隐蔽型工程施工质量达到质量检测标准和安全性指标，不可或缺的就是高度完善的质量检测评定体系的支持。对此，本文重点针对煤矿采空区注浆治理工程施工阶段用于质量检测的相关技术进行了详细阐述，以供同行参考。

关键词：煤矿采空区；注浆治理；质量检测技术

1.施工资料检查与分析

采空区注浆工程施工环节涵盖了繁杂多样的注浆信息和钻探成果数据。其中，在施工材料的检查与分析任务当中涉及了进场材料的台帐检查、浆液试验记录检查以及注浆材料的检查工作。首先，如果想要准确的评估充填率，计算总共所需的注浆量，就需要完成进场水泥、粉煤灰等材料的台帐检查工作。其次，如果想要准确计算出浆液的结石抗压强度以及结石率，对充填品质作出评估，就需要完成浆液试验记录检查工作。再次，如果想要预先了解煤矿采空区域的赋存情况，对整体的充填效果做出评估，就需要落实好地质编录表、钻探班报表等相关数据的核验。最后，要想能够充分了解不同部位、区域的浆液分布状况，并对不同部位层次的注浆质量做出评估，就需要完成对注浆成果统计表信息和单孔注浆成果表信息的检查任务[1]。

2.地球物理方法

地球物理的方法中包含孔内物探以及地面物探这两种技术。其中，地面物探技术可以对煤矿采空区域进行精细化的勘测，借助电磁法和地震探测的方式，对采空区注浆工程的施工质量做出判断。不过该方法很容易会受到该工程施工区域地质问题和注浆条件的干扰而无法达到较高的勘探精准度，从而影响了对采空区域注浆质量的真实评估。然而，地球物理勘探结果也能够为采空区域注浆工程施工质量的检测提供一定的理论依据。如果想要地面物探技术更精准的对采空区域的注浆情况进行充分的勘测，那么施工部门必须结合勘察的实际情况，选择与之相匹配的物探方式、施工参数、仪器设备型号、解译算法等，重点落实好对注浆工程施工之前和施工之后物探数据信息的比对，这样才能够使注浆效果的评估结果更加精准和真实。

3.钻探与测试技术

3.1钻探

对采空区注浆工程质量的评估与检测不可或缺的一项技术就是钻探技术，在采空区域注浆工程施工质量的评估环节被广泛应用。工程施工人员在钻探技术应用阶段需要对钻进情况、岩心的采取率和结石体、孔口风流动情况、循环液消耗情况等进行跟踪和记录，为周边注浆品质的评估提供理论材料。如果通过钻探发现有孔口风流动、卡钻、掉钻、结石体现象，都属于注浆质量不达标。针对于水位起伏情况、压浆测验、结石体的采取等，都需要依靠孔的检测提供理论依据。

3.2结石体赋存形态及强度测试

裂缝带内部结石体夹层、垮落带内部碎石与浆液的混合结石、空洞内部的浆液结石体是采空区最为常见的不同赋存状态。针对较为完整的结石体，可以在室内对无侧限饱和抗压强度进行测试。针对裂缝带内部的夹层结石以及垮落带内的混合结石体，应该在专门的实验区域或者现场检测其结石体的荷载强度，根据测验结果对结石体的抗压强度进行计算。在采空区内容易因为地下水中硫酸根等离子含量过高而出现浆液凝固速度迟缓的现象，基于此，施工人员务必要预先对地下水的腐蚀程度作出评估，再依据评估结果挑选相匹配的凝胶材料。另外，骨料与浆液的不充分混合以及测验时间不准确也会导致结石体的强度难以维持在正常标准内[2]。

3.3孔内电视

对于采空区注浆质量的检测还需要应用到孔内电视，借助孔内电视可以让检测人员直接了解孔壁中结石体的分布状况、缺陷的部位和大小以及充填裂隙的厚度大小等，有了这些理论材料的支持就可以很好的提高注浆质量评估结果的精准性。现如今，在采空区注浆质量检测阶段，孔内电视技术的应用越来越广泛，不过如果采空区的地质环境比较恶劣、地质构造比较复杂，孔内电视技术的应用还无法取得理想的效果。如果采空区属于静水区域、孔深没有超过200m、钻进工作利用的是清水，那么孔内电视就能够很清晰地捕捉到注浆结石体、空洞、裂缝带、煤矿层的结石体状态。如果孔壁出现塌陷、孔壁较厚、孔深大于200m、处于动水当中，那么孔内电视技术的应用将难以达到理想效果。

3.4波速测试

在采空区的注浆质量评估检测和施工场地的勘测工作当中较常应用到的就是波速测试技术。平均剪切波速可以作为不超过100m埋藏深度的采空区注浆检测指标。针对于大于100m埋藏深度的采空区，由于波形的变化、地表激震能量的减弱，剪切波速较难测算，这就可以借助测井技术、VSP技术等测算采空区的纵波波速，根据测算结果计算剪切波速[3]。除此之外，检测人员需要高度关注对注浆施工之前和之后波速的比对，判断整体的注浆工程施工效果。

3.5测井技术

当前对采空区注浆作业质量的评估与检测技术较为成熟的就是测井技术，该技术可以通过电法、放射性检测、声波检测等方式进行测井。这项技术的应用流程相比其他技术更加简单，不会耗费不必要的检测成本，还能够取得理想的检测效果。测井技术主要测算的对象就是地层中的物理参数，针对不同物理参数的变化情况，评估采空区注浆作业的完成效果。

3.6压浆(水)试验检

在测孔结束之后需要完成压浆的测验，依据测得的孔内压浆量和周边单孔注浆量的对照结果，计算采空区内的浆液充填率。如果孔内压浆量的检测结果大于周边平均注浆量的5%，那么就说明采空区的质量不达标。压浆实验对于大型的水坝工程、建筑物的检测，应该增添压水测验，依据透水量检测结果判断地层渗透性。

4.变形监测技术

根据调查表明，部分矿区目前大部分采空区的衰弱时间延长，沉降现象愈加明显，因为地震灾害、工程强度过大等问题引发采空区活化现象，以及一些柱式开采所出现的采空区没有明显的衰弱时间，这就需要检测部门及时落实好变形监测工作，其中包含了地表变形监测技术和岩体内部变形监测技术，在保证场区稳定的同时，将变形程度维持在建筑物允许的变形范围内。

5.检测方法优选

为提高对采空区注浆作业质量的评估精准性，检测人员需要秉持内外兼顾、前后一致、综合检测这三大检测原则，其中，检测人员务必要充分落实好内部与外部的施工资料分析与检查，通过内部施工资料的分析和实物检测这两种手段，保证内部与外部施工资料得到充分检测。并且保证钻探工艺流程、物探方法、相关参数与钻探设备的型号、勘察阶段的参数信息和方法相匹配，以此为注浆施工之前和施工之后的效果比对提供理论依据。另外，做好综合检测工作，以施工资料分析与检查结果为前提条件，通过钻探和物探方法的共同使用，落实好变形监测任务。

6.结语

煤矿采空区注浆作业完成质量的精准性评估需要依靠多种检测技术才能完成。其中，检测人员务必要分析建筑物结构特征和采空区注浆工艺标准，秉持内部与外部协调，参数、方法相匹配的原则，充分落实各项检测工作、综合监测任务。

参考文献

[1]李建国，李金花.瞬变电磁法在煤矿采空区注浆效果检测方面的应用[J].中国煤炭地质，2012,24(04):68-71.

[2]郭轲轶.声波测试技术在煤矿采空区注浆质量检测中的应用[J].煤炭技术，2014,33(11):303-305.

[3]刘小平，李姗，刘新星，曹晓毅，王玉涛.煤矿采空区注浆治理工后质量检测技术与实践[J].煤田地质与勘探，2020,48(05):113-120.