“新型覆岩离层注浆技术很有意义，干好了对采煤塌陷区治理技术、煤矿矿山生态修复技术将是一场革命性、颠覆性创新，也为煤矿绿色开采、保护生态及地勘队伍产业结构调整开辟了一条有效途径。”8月31日，在中国煤炭地质总局采空塌陷地质灾害防治技术汇报会上，原国土资源部副部长、中国地质灾害防治工程行业协会会长汪民颇为赞赏地说。

采空区注浆技术在我国由来已久，为何新型覆岩离层注浆技术能赢得如此高的赞誉？这项技术与其他传统的

注浆技术相比又“新”在哪？

绿色理念催生新型注浆技术

“新型覆岩离层注浆技术是中国煤炭地质总局勘查研究总院掌握的一项核心技术，主要应用于采空区地面减沉控制以及固体废物处理，同时向含水层保护、减少矿井涌水量、防治冲击地压、增强地基承载力等方面拓展运用。目前通过已实施的项目表明，该项技术经济效益、环境效益和社会效益显著。”作为该技术的重要参与者，中国煤炭地质总局勘查研究总院采空塌陷治理所所长杜金龙说。

事实上，我国早在20世纪50年代，就开始研究采空区地表减沉技术，彼时主要是针对“三下”采煤，单纯地为解放压覆煤炭资源而进行的。

据有关数据显示，我国生产矿井建（构）筑物下、水体下、铁路下压煤约140亿吨，其中建（构）筑物下压煤约90亿吨。而这还不包括近些年来新建的高铁、高速公路，以及新划的生态红线、自然保护区内压覆的煤炭。

“我国煤矿建筑物（村庄）下压煤开采问题，一直是困扰我国煤矿的重大技术难题，也是‘三下’采煤中相对较易攻克的难题。如果为了..起见，不对建筑物下的压覆煤炭进行开采，势必会造成资源浪费，并影响采区的正常接替。而如果要开采，矿区迁村采煤难度大、费用高、矿乡关系复杂，对矿山企业而言很可能‘得不偿失’，采出的煤炭价值还不够村庄搬迁安置费用。所以，研究不迁村采煤技术必要而紧迫。”杜金龙介绍。

也正基于此，我国相关科研院所及研究人员经过反复实践，研究出了条带开采法、井下充填法和离层注浆法等三种地表减沉技术，并成功应用于工程实践。

条带开采法曾在早期释放我国“三下”压覆煤炭资源发挥了极为重要的作用，技术工艺相对简单也比较成熟，可有效控制开采沉陷。但由于煤炭采出率与生产效率低、巷道掘进率高，目前已逐渐趋于淘汰。井下充填法是在条带开采法基础上更进一步优化的技术，近年来颇受关注，主要包括矸石充填（机械充填、风力充填、水砂充填等）、膏体（似膏体）充填和高水充填。但由于井下充填与采煤相互干扰严重，生产效率低，且初期投资大、成本高，煤矿企业常常难以承受。

“而覆岩离层注浆法由于成本低、煤炭回采率与生产效率高，适合高产能等特点，符合..产业政策，日益受到重视。”中国煤炭地质总局党委委员、副局长潘树仁介绍，覆岩离层注浆技术是针对矿山开采全生命周期的绿色技术，贯穿于采空塌陷绿色设计、采中预防和采后治理，是解决矿井开采破坏与环境保护、和谐发展的低成本、可持续、新型绿色开采技术。

如果说传统的地表防沉技术只是单纯地为了释放压覆的煤炭资源，那么这种新型的覆岩离层注浆技术则是释放压覆煤炭资源与防治地表塌陷、保护生态环境的有机统一。有关数据显示，截至2016年底，全国已有采空塌陷区约9000平方公里，且年增600平方公里~900平方公里，仅山西省就有采空塌陷区约3000平方公里。

通过这种注浆技术，在防治地表塌陷以及治理已有采空塌陷区过程中，不仅可以消化掉大量的粉煤灰、煤矸石等工业固体废弃物，还可以有效保护上部地层和含水层，利于生态文明建设。

“见缝插针”提前防沉

覆岩离层注浆技术之所以优于其他传统地表减沉技术，并能更加有效地保护生态环境，关键是其提前主动防治，在采煤采空区上部地层出现离层尚未塌陷垮落之时，..时间内进行“见缝插针”式的注浆处理，从而相对保持了稳定的地层结构，避免了形成塌陷区、造成地层破坏后的“亡羊补牢”的被动式治理。

“地下煤层开采后，会在煤层上覆岩层中形成上三带，即垮落带、裂隙带和弯曲带。在弯曲带内部软硬岩石之间，且上位岩层抗弯刚度大于下位岩层时，常常会出现离层。离层的发育经历始动期、扩展期和闭合期三个阶段。”杜金龙进一步解释说，“离层上部的硬岩层在覆岩移动中起主要控制作用，称之为关键层。若对其上部直至地表的全部岩层起控制作用，则称之为主关键层；若厚硬岩层只对其上局部岩层起控制作用，则称之为亚关键层。”

事实上，我国从1985年就开始从波兰引进离层注浆技术，并在抚顺老虎台矿进行试验。后来，该技术又先后在山东兖州东滩矿、济宁二号井、新汶华丰矿，淮南李一矿，江苏大屯矿，以及淮北、阳泉、临沂、义马等地进行了大量试验。根据各矿区试验结果表明，传统的离层注浆方法在不充分开采时减沉效果明显。若达到充分开采时，充填效果较好时减沉率可达到30%~50%，但往往不能满足建筑物下采煤的塌陷要求。

而新型的覆岩离层注浆技术的关键之处就在于控制住了关键层。该技术利用煤层开采后在上覆岩层形成的离层空间，使用压力泵将煤矸石粉末、粉煤灰、水泥或者混合物浆液，通过注浆管注入到关键层下的离层内，浆液沉淀后水去灰留，形成饱和压实体，从而对上部关键层起到支撑作用，形成“离层区充填体（压实区）+煤柱+关键层”的承载体，..上部岩层及地面不发生破坏与变形。