煤矿台阶状塌陷的修复方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿台阶状塌陷的修复方法，包括对台阶状塌陷的根部裂缝进行扩口，然后对扩口进行回填和注浆；对台阶状塌陷内的地裂缝进行填充；对台阶状塌陷的塌陷平台和台阶界限进行地形修整以及坡度修整，从而将塌陷平台和台阶界限调整至地形坡度≤25°的台阶；在经修整处理的位置处进行堆填处理，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡；自台阶状塌陷两台阶界限内最高处向低处重覆表土并喷水。本发明专利技术对台阶状塌陷根部裂缝扩口、回填、注浆：对台阶状塌陷平台边缘的台阶界限处根部裂缝进行扩口处理，保证裂缝真实暴露并有利于开展回填及注浆施工，确保密实回填及充分注浆。

Repairing method of step collapse in coal mine

The invention discloses a coal mine collapse step repair method, including the root crack subsidence on stepped flared, and then backfilling and grouting for expanding; on stepped collapse of ground fissures in fill; the stepped collapse collapse of the platform and the steps in the terrain slope and boundary trimming trimming the collapse of the platform and the steps to adjust the boundaries of the terrain slope is less than or equal to 25 DEG of landfill processing steps; in a position after finishing treatment, landfill slope collapse is formed between the adjacent platform; since the collapse of stepped top two steps to the lower limits of soil water and repeat. The invention enlarges, refuses, and grout cracks on the root of the step collapse. It enlarges the root cracks on the step boundary of the platform collapse platform to ensure the true exposure of cracks, and is conducive to carry out backfill and grouting construction, and ensure dense backfill and full grouting.

【技术实现步骤摘要】
煤矿台阶状塌陷的修复方法
本专利技术涉及采矿、土地与矿山地质环境的修复与利用等
，特别是涉及一种煤矿台阶状塌陷的修复方法。
技术介绍
我国煤炭资源消费总量居世界第一，对煤炭资源的需求量巨大。随着我国政府生态文明建设工作的开展，越来越多的管理者意识到煤炭开采带来的环境破坏严重性。自上世纪80年代末开始，我国政府在国有大型煤矿开始开展大量的矿山环境地质问题修复工作试点，至今已取得了显著的修复治理成效。煤炭资源开采会诱发一些列复杂的矿山环境地质问题，因煤炭资源赋存的矿山地质环境背景复杂，不同背景下发生的矿山环境问题表现有所差异。开采沉陷问题是煤炭矿山最为常见的矿山环境地质问题之一，据不同的煤层埋藏角度、开采方式、顶板管理方式、开采强度、开采深度、上覆围岩强度等因素综合影响，开采问题可以表现为塌陷坑、台阶状塌陷、塌陷槽、台阶状塌陷、地裂缝等不同的地表表现形式。多年来，我国在煤炭矿山开采沉陷问题治理方面已积累了大量的治理经验，但是在台阶状塌陷治理方面仍没有系统的修复方法，缺少详细的修复技术说明。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种煤矿台阶状塌陷的修复方法，以改善煤炭矿山地表塌陷坑的修复效果。基于上述目的，本专利技术提供的煤矿台阶状塌陷的修复方法包括以下步骤：对台阶状塌陷的根部裂缝进行扩口，然后对扩口进行回填和注浆；对台阶状塌陷内的地裂缝进行填充；对台阶状塌陷的塌陷平台和台阶界限进行地形修整以及坡度修整，从而将塌陷平台和台阶界限调整至地形坡度≤25°的台阶；在经修整处理的位置处进行堆填处理，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡；自台阶状塌陷两台阶界限内最高处向低处重覆表土并喷水；根据煤矿台阶状塌陷所在区域的地理、地质条件，以台阶状塌陷修复区域周边适宜种植的林、草植被为依据，建设人工草地和林地或者灌木林地。在本专利技术的一些实施例中，所述对台阶状塌陷的根部裂缝进行扩口，然后对扩口进行回填和注浆的步骤包括：若根部裂缝的宽度大于等于10cm，则先对该根部裂缝进行扩口，形成裂缝扩口，然后对裂缝扩口进行回填，再对回填后的裂缝进行注浆至扩口顶面，形成回填注浆部位，最后在固结的回填注浆部位表面覆盖土体；若根部裂缝的宽度小于10cm，则就地利用塌陷平台的台阶壁土体对该根部裂缝进行掩埋。在本专利技术的一些实施例中，所述先对该根部裂缝进行扩口，形成裂缝扩口，然后对裂缝扩口进行回填，再对回填后的裂缝进行注浆至扩口顶面，形成回填注浆部位，最后在固结的回填注浆部位表面覆盖土体的步骤包括：对根部裂缝进行扩口，形成裂缝扩口，所述裂缝扩口的宽度为10～15cm，裂缝扩口的深度为20～30cm；在裂缝扩口的底部虚铺厚度为15～20cm的矸石，夯实裂缝内回填的矸石；选用水泥-粉煤灰混合砂浆作为注浆材料，对回填后的扩口裂缝进行注浆充填，并注浆至扩口顶面有稳定液面，形成回填注浆部位；待浆液产生强度后，将扩口取出的土体覆盖至回填注浆部位。在本专利技术的一些实施例中，所述对台阶状塌陷内的地裂缝进行填充的步骤包括：利用“矸石+粉煤灰+砂土”的混合材料或“矸石+砂土”的混合材料进行密实填充；填充完成后，夯实所述混合材料，再在混合材料上进行洒水处理。在本专利技术的一些实施例中，所述对台阶状塌陷的塌陷平台和台阶界限进行地形修整以及坡度修整的步骤包括：先对塌陷平台和台阶界限进行逆坡向上切坡推土，再进行顺坡向下剥离表土、碾压铺土。在本专利技术的一些实施例中，所述先对塌陷平台和台阶界限进行逆坡向上切坡推土，再进行顺坡向下剥离表土、碾压铺土的步骤包括：如果塌陷平台的地形坡度大于等于30°，则先对塌陷平台进行逆坡向上剥离表土，然后从台阶界限处开始逆坡向上切坡推土，再顺坡向下推土、铺土以及碾压，从而将塌陷平台和台阶界限调整至地形坡度≤25°的台阶。如果塌陷平台1的地形坡度小于30°，先对塌陷平台进行逆坡向上剥离表土，再顺坡向下推土、铺土以及碾压，从而将塌陷平台和台阶界限调整至地形坡度≤25°的台阶。在本专利技术的一些实施例中，所述在经修整处理的位置处进行堆填处理，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡的步骤包括：采用“矸石+粉煤灰+水泥浆”混合材料堆填经修整处理的位置，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡，所述堆填坡的堆填高度为台阶高度的70～80％，堆填角度为45°～60°；待堆填材料产生强度后，将土体堆填于堆填坡的上表面，并夯实堆填土体。在本专利技术的一些实施例中，在所述在经修整处理的位置处进行堆填处理，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡的步骤之后，还包括：在堆填坡附近的上层台阶边缘处修建边坎。在本专利技术的一些实施例中，所述在堆填坡附近的上层台阶边缘处修建边坎的步骤包括：先在修建处向下挖土，形成5～10cm凹槽，用于设定筑坎位置，再选用生土在该位置处修筑边坎，所述边坎与台阶界限的距离为20～30cm。在本专利技术的一些实施例中，所述自台阶状塌陷两台阶界限内最高处向低处重覆表土并喷水的步骤包括：将地表表土自台阶状塌陷两台阶界限内最高处向低处均匀重覆，表土重覆厚度为15～20cm；表土重覆完成后在重覆区域进行喷水工作，每平米喷水5～7L，喷水工作进行3次，每次间隔2～3天。如上所述，本专利技术具有如下有益效果：1)煤矿台阶状塌陷规模类型划分：对煤矿矿产开采沉陷问题待修复区域内的台阶状塌陷进行类型确定，掌握台阶状塌陷的发生规模，以确定治理对象与使用方法之间的针对性；2)台阶状塌陷根部裂缝扩口、回填、注浆：对台阶状塌陷平台边缘的台阶界限处根部裂缝进行扩口处理，保证裂缝真实暴露并有利于开展回填及注浆施工，确保密实回填及充分注浆；3)台阶状塌陷台阶界限内地形及坡度修整：对台阶状塌陷的台阶界限内进行地形及坡度修整，调整台阶界限内地形坡度至设计角度值，为后期修复区域覆土和生态修复提供条件；4)经角度处理的位置进行堆填处理：通过对经角度处理的位置进行固废混合材料堆填处理，以实现对台阶界限处有效覆盖、堆填，衔接相邻两级台阶并消除台阶界限处的垂直变形。附图说明图1为本专利技术的实施例的煤矿小型台阶状塌陷的剖视图；图2为本专利技术的实施例的煤矿小型台阶状塌陷台阶裂缝扩口充填及注浆的剖视图；图3为本专利技术的实施例的煤矿小型台阶状塌陷平台界限内地裂缝的剖视图；图4为本专利技术的实施例的煤矿小型台阶状塌陷台阶界限内角度调整的剖视图；图5为本专利技术的实施例的煤矿小型台阶状塌陷台阶处堆填、覆盖及修建边坎的剖视图；图6为本专利技术的实施例的煤矿小型台阶状塌陷地表重覆表土的剖视图。图中标号表述如下：1-塌陷平台，2-台阶界限，3-根部裂缝，4-裂缝扩口；5-回填注浆部位，6-地裂缝，7-充填部位，8-台阶，9-堆填坡，10-堆填土体，11-边坎，12-表土。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。作为本专利技术的一个实施例，以内蒙东胜矿区巴隆图煤矿小型台阶状塌陷的修复为例，巴隆图煤矿(以下简称“巴矿”)位于内蒙古鄂尔多斯东胜铜川镇，年产量120万吨/年，属温带大陆性干旱气候，地貌形态为低山丘陵。目前开采4-1煤层，采煤方法为一次采全高综合机械化采煤法，顶板管理方式为全陷落法。据统计资料，目前巴矿范围内形成了5处采空区，均为4-1煤层采空区，该矿主要含煤地层为侏罗系中下统延安组，含煤地层平均厚度159本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿台阶状塌陷的修复方法，其特征在于，包括以下骤：对台阶状塌陷的根部裂缝进行扩口，然后对扩口进行回填和注浆；对台阶状塌陷内的地裂缝进行填充；对台阶状塌陷的塌陷平台和台阶界限进行地形修整以及坡度修整，从而将塌陷平台和台阶界限调整至地形坡度≤25°的台阶；在经修整处理的位置处进行堆填处理，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡；自台阶状塌陷两台阶界限内最高处向低处重覆表土并喷水；根据煤矿台阶状塌陷所在区域的地理、地质条件，以台阶状塌陷修复区域周边适宜种植的林、草植被为依据，建设人工草地和林地或者灌木林地。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿台阶状塌陷的修复方法，其特征在于，包括以下骤：对台阶状塌陷的根部裂缝进行扩口，然后对扩口进行回填和注浆；对台阶状塌陷内的地裂缝进行填充；对台阶状塌陷的塌陷平台和台阶界限进行地形修整以及坡度修整，从而将塌陷平台和台阶界限调整至地形坡度≤25°的台阶；在经修整处理的位置处进行堆填处理，在相邻的塌陷平台之间形成堆填坡；自台阶状塌陷两台阶界限内最高处向低处重覆表土并喷水；根据煤矿台阶状塌陷所在区域的地理、地质条件，以台阶状塌陷修复区域周边适宜种植的林、草植被为依据，建设人工草地和林地或者灌木林地。2.根据权利要求1所述的煤矿台阶状塌陷的修复方法，其特征在于，所述对台阶状塌陷的根部裂缝进行扩口，然后对扩口进行回填和注浆的步骤包括：若根部裂缝的宽度大于等于10cm，则先对该根部裂缝进行扩口，形成裂缝扩口，然后对裂缝扩口进行回填，再对回填后的裂缝进行注浆至扩口顶面，形成回填注浆部位，最后在固结的回填注浆部位表面覆盖土体；若根部裂缝的宽度小于10cm，则就地利用塌陷平台的台阶壁土体对该根部裂缝进行掩埋。3.根据权利要求2所述的煤矿台阶状塌陷的修复方法，其特征在于，所述先对该根部裂缝进行扩口，形成裂缝扩口，然后对裂缝扩口进行回填，再对回填后的裂缝进行注浆至扩口顶面，形成回填注浆部位，最后在固结的回填注浆部位表面覆盖土体的步骤包括：对根部裂缝进行扩口，形成裂缝扩口，所述裂缝扩口的宽度为10～15cm，裂缝扩口的深度为20～30cm；在裂缝扩口的底部虚铺厚度为15～20cm的矸石，夯实裂缝内回填的矸石；选用水泥-粉煤灰混合砂浆作为注浆材料，对回填后的扩口裂缝进行注浆充填，并注浆至扩口顶面有稳定液面，形成回填注浆部位；待浆液产生强度后，将扩口取出的土体覆盖至回填注浆部位。4.根据权利要求1所述的煤矿台阶状塌陷的修复方法，其特征在于，所述对台阶状塌陷内的地裂缝进行填充的步骤包括：利用“矸石+粉煤灰+砂土”的混合材料或“矸石+砂土”的混合材料进行密实填充；填充完成后，夯实所述混合材料，再在混合材料上进行洒水处理。5.根据权利要求1所述的煤矿台阶状塌陷的修复方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：武强，刘宏磊，温挨树，孙文洁，刘守强，曾一凡，赵振光，乔文光，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，内蒙古自治区地质环境监测院，
类型：发明
国别省市：北京,11