简介

采动后顶板上覆岩层除产生冒落、断裂外，裂隙带和弯曲下沉带的部分岩层还出现离层现象。明显出现离层的区间统称为离层带。

若通过建立注浆站和在采空区打钻孔，及时向离层带中的岩层进行高压注浆，使浆体充塞于岩层间的离层空间，就可以减少离层带岩层的沉缩率，从而减少地表的下沉和变形，有利于进行“三下”采煤。本种方法称为离层带注浆充填采煤方法。制浆站和通往钻孔管网的设置与灌浆防灭火中的注浆站与管网基本相似，可参考有关资料予以确定。钻孔的布置是影响能否实现高压注浆和及时、充分注浆的主要因素，也是决定本法成败的关键，应根据地表的保护要求和岩层移动情况来加以确定。

上覆岩层移动过程的观测

煤层开采后离层带内上覆岩层移动过程的观测表明：未受采动影响前，各岩层处于稳定的密合状态；受采动影响后各岩层自下而上逐层发生沉降，其下沉速度随受采动影响的加剧而增高并在距工作面一定距离（或滞后开采一定时间）处达到峰值。以后，各岩层又自下而上逐层渐趋稳定，其下沉速度也逐渐减小。

岩层的层位愈高，峰值速度值愈低，其出现峰值速度的时间滞后于采面开采的时间（或采过距离）也愈长。因此，在一段时间内，下位岩层的下沉速度高于上位岩层，离层带岩层间的离层空间处于不断扩大的扩展阶段，而在该时间后，下位岩层的移动速度低于上位岩层，离层空间又趋变小，属闭合阶段，最后岩层间又重行恢复到稳定的密合状态。

从离层带岩层的下沉移动规律得知，只有在保留有离层空间时才能进行离层带注浆充填并因浆液的充塞而阻滞岩层的重新闭合，从而减小岩层和地表的下沉。由于离层空间闭合期中离层空间已趋减小，若在该时期注浆则注浆量较少，保护地表的效果较差，所以，在离层空间扩展期中及时、充分的完成注浆作业是保证注浆作业和达到预定效果的关键所在。

离层带注浆充填的效果的影响因素

离层带注浆充填的效果和经济合理还与钻孔的深度、开钻时间、钻孔间距、砂浆的流动性、钻孔的注浆能力等因素有关。经验认为：

（1）钻孔深度。离层空间的高度受煤层开采厚度、上覆岩层的结构、厚度和力学性质等因素的影响。一般，开采层越厚，离层带中上位岩层越厚、力学强度愈高，上位与下位岩层的厚度和力学强度差别愈大，则离层空间的高度越大，存在的期限越长，可注入的浆量越多，注浆效果也越好。由于不同层位岩性的岩层结构的差异，离层带中往往只有一个或数个层位的离层空间发育明显。显然钻孔的深度以恰能贯穿所有这些离层空间发育明显的层位为宜。过浅，则不能充分利用全部离层空间；过深，既浪费了钻孔投资还可能因钻孔透达导水裂隙带或冒落带造成浆液的大量流失和影响充填效果。

为保证在扩展期间及时、充分地完成注浆作业，钻孔的终孔时间应略提前于主要离层空间的扩展期，以免因注浆过晚而来不及注满全部离层空间或因成孔过早，孔壁坍塌而影响注浆。所以，可按钻孔速度、钻孔深度和终孔时间确定合适的开钻时间。

（2）钻孔间距。钻孔间距有其合理值。间距过大，浆液充不满两钻孔之间的离层空间，既降低了注浆效果还可能因此形成上位岩层和地表出现波浪状下沉，不利于保护地表；反之，间距过小，又造成钻孔和注浆工程量的浪费，在经济上不利。钻孔的间距还与浆液的流动性有关。浆液的流动性差将迫使缩小钻孔间距，造成不良的经济后果，所以，为保证浆液的流动性，一般多采用泥、细砂、粉煤灰等细粒填料来配制浆液。

（3）钻孔的注浆能力。钻孔的注浆能力应以满足离层空间扩展峰值期内能充满新增的离层空间容积为宜。钻孔的注浆能力主要取决于注浆压力和钻孔的孔径。压力高、孔径大，注浆能力也大。所以多采用大孔径高压注浆。

总结

还应指出，离层带注浆充填不是一种独立的采煤方法。一般只是作为三下采煤中减小地表下沉的一种辅助措施予以采用。由于本法与三下采煤的其他技术措施相比，在安全、经济、简单易行方面优点较突出，而且牵扯的单位较少，并有利于保护农用，所以深受各生产、科研单位的重视。现有多家企业正在组织生产试验。但是因本法试用期不长，尚有许多问题需待今后加以探索。尚不宜立即广泛推广。