離層帶注漿充填的效果和經濟合理還與鑽孔的深度、開鑽時間、鑽孔間距、砂漿的流動性、鑽孔的注漿能力等因素有關。若通過建立注漿站和在採空區打鑽孔，及時向離層帶中的岩層進行高壓注漿，使漿體充塞於岩層間的離層空間，就可以減少離層帶岩層的沉縮率，從而減少地表的下沉和變形，有利於進行“三下”採煤。本種方法稱為離層帶注漿充填採煤方法。
基本介紹
- 中文名：離層帶注漿充填採煤法
- 外文名：Ionosphere grouting method for filling and mining
- 學科：煤炭工程
- 領域：開採
- 影響因素：鑽孔的深度、開鑽時間、鑽孔間距
- 作用：減少離層帶岩層的沉縮率
簡介,上覆岩層移動過程的觀測,離層帶注漿充填的效果的影響因素,總結,
簡介
采動後頂板上覆岩層除產生冒落、斷裂外，裂隙帶和彎曲下沉帶的部分岩層還出現離層現象。明顯出現離層的區間統稱為離層帶。
若通過建立注漿站和在採空區打鑽孔，及時向離層帶中的岩層進行高壓注漿，使漿體充塞於岩層間的離層空間，就可以減少離層帶岩層的沉縮率，從而減少地表的下沉和變形，有利於進行“三下”採煤。本種方法稱為離層帶注漿充填採煤方法。製漿站和通往鑽孔管網的設定與灌漿防滅火中的注漿站與管網基本相似，可參考有關資料予以確定。鑽孔的布置是影響能否實現高壓注漿和及時、充分注漿的主要因素，也是決定本法成敗的關鍵，應根據地表的保護要求和岩層移動情況來加以確定。
上覆岩層移動過程的觀測
煤層開採後離層帶內上覆岩層移動過程的觀測表明：未受采動影響前，各岩層處於穩定的密合狀態；受采動影響後各岩層自下而上逐層發生沉降，其下沉速度隨受采動影響的加劇而增高並在距工作面一定距離（或滯後開採一定時間）處達到峰值。以後，各岩層又自下而上逐層漸趨穩定，其下沉速度也逐漸減小。
岩層的層位愈高，峰值速度值愈低，其出現峰值速度的時間滯後於采面開採的時間（或採過距離）也愈長。因此，在一段時間內，下位岩層的下沉速度高於上位岩層，離層帶岩層間的離層空間處於不斷擴大的擴展階段，而在該時間後，下位岩層的移動速度低於上位岩層，離層空間又趨變小，屬閉合階段，最後岩層間又重行恢復到穩定的密合狀態。
從離層帶岩層的下沉移動規律得知，只有在保留有離層空間時才能進行離層帶注漿充填並因漿液的充塞而阻滯岩層的重新閉合，從而減小岩層和地表的下沉。由於離層空間閉合期中離層空間已趨減小，若在該時期注漿則注漿量較少，保護地表的效果較差，所以，在離層空間擴展期中及時、充分的完成注漿作業是保證注漿作業和達到預定效果的關鍵所在。
離層帶注漿充填的效果的影響因素
離層帶注漿充填的效果和經濟合理還與鑽孔的深度、開鑽時間、鑽孔間距、砂漿的流動性、鑽孔的注漿能力等因素有關。經驗認為：
（1）鑽孔深度。離層空間的高度受煤層開採厚度、上覆岩層的結構、厚度和力學性質等因素的影響。一般，開採層越厚，離層帶中上位岩層越厚、力學強度愈高，上位與下位岩層的厚度和力學強度差別愈大，則離層空間的高度越大，存在的期限越長，可注入的漿量越多，注漿效果也越好。由於不同層位岩性的岩層結構的差異，離層帶中往往只有一個或數個層位的離層空間發育明顯。顯然鑽孔的深度以恰能貫穿所有這些離層空間發育明顯的層位為宜。過淺，則不能充分利用全部離層空間；過深，既浪費了鑽孔投資還可能因鑽孔透達導水裂隙帶或冒落帶造成漿液的大量流失和影響充填效果。
為保證在擴展期間及時、充分地完成注漿作業，鑽孔的終孔時間應略提前於主要離層空間的擴展期，以免因注漿過晚而來不及注滿全部離層空間或因成孔過早，孔壁坍塌而影響注漿。所以，可按鑽孔速度、鑽孔深度和終孔時間確定合適的開鑽時間。
（2）鑽孔間距。鑽孔間距有其合理值。間距過大，漿液充不滿兩鑽孔之間的離層空間，既降低了注漿效果還可能因此形成上位岩層和地表出現波浪狀下沉，不利於保護地表；反之，間距過小，又造成鑽孔和注漿工程量的浪費，在經濟上不利。鑽孔的間距還與漿液的流動性有關。漿液的流動性差將迫使縮小鑽孔間距，造成不良的經濟後果，所以，為保證漿液的流動性，一般多採用泥、細砂、粉煤灰等細粒填料來配製漿液。
（3）鑽孔的注漿能力。鑽孔的注漿能力應以滿足離層空間擴展峰值期內能充滿新增的離層空間容積為宜。鑽孔的注漿能力主要取決於注漿壓力和鑽孔的孔徑。壓力高、孔徑大，注漿能力也大。所以多採用大孔徑高壓注漿。
總結
還應指出，離層帶注漿充填不是一種獨立的採煤方法。一般只是作為三下採煤中減小地表下沉的一種輔助措施予以採用。由於本法與三下採煤的其他技術措施相比，在安全、經濟、簡單易行方面優點較突出，而且牽扯的單位較少，並有利於保護農用，所以深受各生產、科研單位的重視。現有多家企業正在組織生產試驗。但是因本法試用期不長，尚有許多問題需待今後加以探索。尚不宜立即廣泛推廣。
