帷幕注浆技术在中关铁矿堵水中的应用

中关铁矿床是埋藏较深的隐伏矿体,矿床顶板为奥陶系中统灰岩,裂隙岩溶发育,富水性强,是典型的矽卡岩型复杂富水矿床。为合理开采矿产资源,有效保护环境水资源,决定采用帷幕注浆技术堵水方案。帷幕注浆设计为全封闭帷幕,帷幕线全长3 140 m,注浆孔间距12 m,帷幕体厚度10 m。通过帷幕注浆试验,堵水效果良好,堵水率达80%,满足矿山安全开采条件。采用帷幕注浆堵水是必要的,技术上是可行的,经济上也是非常合理的。     

超前预注浆结合径向注浆封堵高压断层水技术

针对水压高达3.5MPa、涌水量达120m3/h的断层,采用超前预注浆结合径向注浆的方法形成帷幕加固进行堵水。超前预注浆孔分3个圈层伞状布设,梅花形布孔,注浆孔长度分别为13,20,27m,形成3.0m厚的帷幕加固圈,巷道掘进后及时进行径向注浆形成总厚度为5.0m的帷幕加固圈。堵水材料采用水泥—水玻璃双液浆材,水泥浆液水灰比为(0.8～0.7)∶1,水泥浆与水玻璃液体积比为1∶(0.65～0.80),注浆压力为2.5～4.5MPa,浆液凝胶时间控制在120～180s。为保证帷幕加固效果,超前预注浆顺序为先外环后内环,同环先下后上跳孔施工,同时外、内环分别采取前进式和后退式注浆方式。径向注浆顺序为先底板、侧帮后顶板,全孔方式注浆。     

某铁矿近矿体注浆帷幕效果分析

介绍了某岩溶大水铁矿床的水文地质条件及其近矿体帷幕防治水工程的实施情况。通过对钻孔涌水量、注浆量、注浆压力、检查孔效果、地表水位变化及帷幕体下围岩内部位移变化等方面的综合分析,认为该铁矿近矿体注浆帷幕为高堵水率、且围岩稳固的井下近矿体注浆帷幕,解决了矿山因水害困扰无法正常生产的问题,为安全高效开采提供了保障。     

矿山帷幕注浆方案研究及堵水效果综合分析

在分析中关铁矿水文地质条件的基础上,确定了该矿山治水采用全封闭帷幕注浆的堵水方案。在施工过程中,对西线帷幕注浆工程采用叠加效应分析、离散性分析、高密度物探测试及检查孔检验等手段进行注浆幕体施工质量及防渗效果检查和评价,结果表明,帷幕注浆参数设计合理,帷幕体具有较好的抗渗性能,可满足矿山治水和安全开采的要求。     

数值模拟技术在动态控制帷幕注浆中的应用

在新桥矿业公司的治水工程中,利用数值模拟技术优化注浆帷幕线位置、帷幕参数、注浆孔布置,动态指导施工,达到了减少注浆钻孔量和工程投资,提高帷幕堵水效果,最大限度的控制矿山水害的目的。     

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用研究

针对巷道掘进过导水断层面临围岩破碎、承载能力差、支护困难,涌水量大等问题,将深孔帷幕注浆技术应用到巷道过导水断层中,取得显著效果。研究结果表明:(1)通过深孔帷幕注浆在巷道掘进轮廓线外围形成堵水帷幕圈、混凝土加固帷幕圈,降低巷道过断层期间的涌水量、提高岩层承载能力;(2)堵水、加固帷幕圈范围远大于巷道掘进引起的围岩松动圈,掘进引起围岩裂隙不会对注浆堵水效果及围岩承载力造成影响。采用深孔帷幕注浆为巷道通过导水断层创造良好环境,保障了巷道掘进安全,为矿井掘进巷道过断层防治水工作开展提供了切实可行的技术途径。     

超前全断面帷幕预注浆治理高压断层水技术研究

采用超前全断面预注浆形成帷幕加固的方法对方斗山超长公路隧道F₃断层进行了堵水加固。超前预注浆加固孔呈伞状3圈层、梅花形布设, 内环、中环、外环注浆孔长度分别为15, 20和30 m, 最终形成帷幕加固圈厚度不小于6.0 m。注浆堵水、加固材料采用水玻璃-水泥浆双液浆材, 水泥浆水灰比为(0.8～1.0)∶1, 水泥浆液与水玻璃液体积比为1∶(0.8～1.1), 注浆压力范围值为2.5～6.5 MPa, 浆液凝固时间为110～200 s, 注浆孔直径为91 mm, 当进浆量小于20 L/min时结束注浆。注浆加固顺序为先外后内, 同圈孔先下部后上部间隔施工, 外圈层孔采取前进式注浆、内圈层孔采取后退式注浆。采用全断面超前预注浆方法处理方斗山特长隧道F₃断层带后, 经现场监测, 在后期的施工过程中未见坍塌、突水、突泥现象, 表明采用本加固方案合理可靠, 堵水、加固效果好。     

“鱼刺型”钻孔改性黏土帷幕注浆工艺试验研究

在深埋矿体和井巷工程内等特殊条件下施工帷幕注浆工程所面临的技术难题一直是限制该行业技术发展的重要因素之一。依托云南某水患矿山,在井巷内成功实施了"鱼刺型"钻孔改性黏土浆帷幕注浆试验工程,其主要特点是:深埋矿体巷道内施工环境下,采用大钻孔孔距以及改性黏土注浆材料,在高注浆压力条件下实现构造导水地质环境下渗流含水层注浆,钻探方面所实施的"鱼刺型"分支孔曲率半径均小于5 m,分支角度大于30°,方位角偏差小于±10°。经研究验证该试验工程地层注浆量大大提高,达到设计注浆量1.5倍,堵水效果达到行业内要求。该项目在注浆材料和钻探工艺方面的研究成果不仅为该矿山水患治理提供了技术支撑,同时也为国内类似条件矿山帷幕注浆工程提供了借鉴。     

引流慢渗注浆作用下巷道顶板围岩变形规律与控制技术

结合山东菏泽郭屯煤矿总回上山断层涌水段注浆治理的工程实践,提出了引流慢渗注浆工艺,分析了引流泄压、浅部注浆及引流孔封堵下巷道顶板围岩变形动态规律,并提出围岩变形控制的技术要点及相应建议。基于监测结果表明,整个引流注浆施工中影响围岩变形的因素有引流泄压孔的布设、浅部注浆孔的设计及注浆参数,其中前两者为先前主要因素,后者为动态因素。在实际操作中,可合理优化两个主要因素,动态调整注浆参数,做到对顶板围岩变形的可控,消除安全隐患。应用表明,引流慢渗注浆作用下围岩监测及控制工艺达到了改善顶板围岩性质的目的,堵水率高达96%,较传统破碎带注浆堵水有了很大改善,保证了治理及加固效果。     

某矿区帷幕注浆工程施工隐患分析及加密孔的布置

帷幕注浆工程查漏补缺阶段是帷幕能否实现最终堵水目标的最后一道防线,对帷幕堵水效果具有决定性意义。通过矿区构造分析可能存在的导水位置,帷幕内外观测孔水位变化确定平面上的通道范围,单位注浆量垂向权重分析、单位注浆量变化曲线分析和注浆施工异常情况分析具体确定帷幕隐患位置,可较为准确地布置加密孔的位置。以上由面到点的分析判断帷幕施工隐患的方式,为加密孔的布置提供了充分的依据,在矿山帷幕注浆施工过程中具有较好的推广意义,同时也为国内类似条件矿山帷幕注浆工程提供了借鉴。     

强岩溶地区动水注浆技术探讨

帷幕注浆是目前解决矿山开采水患问题的重要方案之一,尤其在强岩溶地区,长期大量抽排地下水容易导致环境地质灾害。从帷幕设计、钻孔技术要求、注浆材料、注浆段长、注浆压力、浆液浓度选择、注浆结束标准、跑浆处理措施、效果检验等方面,详细阐述了强岩溶地区动水注浆技术。     

基于灰色-回归对帷幕注浆影响因素相关性分析

云南昆明某露天矿随着采矿延深,地下水涌水量逐步增大使得开采难度提高,为了治理矿山水害,现场选取了局部试验段进行帷幕注浆堵水试验,基于现场物探、钻孔成像、声波测试、压水试验等方式取得的相关数据,选取以每米吃浆量为因变量,注前透水率、水灰比、段长、注浆压力、钻孔深度为自变量参数进行灰色关联性分析和多元回归分析,得出试验段钻孔每米吃浆量及其相关参数的回归方程及关联度,为矿山后续大规模帷幕注浆的注浆工艺和注浆过程参数控制提供借鉴,也为后续岩溶地区节理化裂隙帷幕注浆参数选取方面提供参考价值,为矿山的安全生产提供保障。     

地面注浆封堵突水点技术在圣达煤矿的应用

针对圣达煤矿22081泄水巷突水点长期大量排水造成周围地下水位下降、增加矿井排水费用、且被压覆的煤炭资源无法进行安全回采的现状，在对矿井水文地质条件、断层及其破碎带发育特征、准确位置、产状及导富水性，突水因素、突水水源、水量及其变化规律、封堵可行性及效果分析研究的基础上，运用钻探注浆技术的理论与方法，通过合理进行钻孔布局、钻孔结构设计、钻孔施工顺序、施工工艺及选择注浆材料、调节浆液黏稠度、浆液压力及引流注浆、间歇注浆及添加骨料等注浆技术，成功实现了良好的注浆堵水效果（堵水率达100%），且使钻探工程量大幅度减少，节约了大量的注浆材料，取得了良好的经济与社会效益。     

注浆新工艺在铜录山矿帷幕工程中的应用

铜录山矿在治理矿区地面塌陷及地下水截流中,采用了帷幕注浆技术。针对该矿典型动水注浆的特点,在工程中应用了一些新的注浆工艺。在防止浆液流失、控制浆液扩散范围及溶洞含砂层水泥注浆等方面的研究,均获得成功。所采用的水泥—水玻璃双液注浆、海带堵漏以及钻杆注浆等项技术,经室内试验及现场工业性试验,均获良好效果。这些新工艺的应用成功,使帷幕注浆技术水平进一步提高,为解决复杂地质条件的大水矿山防止地表塌陷及减少矿坑涌水量,提供了切实可行的方法。     

岩溶裂隙发育地层帷幕注浆材料性能及适用性研究

针对某矿区岩溶裂隙发育地层突水灾害帷幕注浆治理工程,开展适用于岩溶裂隙发育地层帷幕注浆材料的性能及适用性研究。通过室内试验对硅酸盐水泥单液浆、水泥-粉煤灰浆液、水泥-粉煤灰-黏土浆液基本性能以及最佳配比进行研究,并根据该矿区地层性质及帷幕注浆扩散方式要求,从材料性能、技术可行性、注浆过程控制、治理效果及经济环保性等方面系统研究了注浆材料适用性,对注浆实际工程材料选择提供参考及指导。研究结果表明:浆液水固比是影响浆液结石体强度、黏度、结石率、凝结时间等基本性能指标的主控因素,粉煤灰及黏土掺量配比也会影响复合材料基本性能参数。根据提出的注浆材料适用性评价方法以及不同配比不同类型材料性能参数,确定了不同区段注浆材料及配比等注浆参数,对该矿区突涌水进行了有效封堵。     

地面顺层孔注浆技术在帷幕截流工程中的应用

为了解决朱仙庄煤矿8煤顶板五含水害问题，提出了“帷幕截流，疏干开采”的治理思路，基于地面顺层孔注浆技术研究了大埋深、巨厚层、极强富水岩溶含水层帷幕截流技术，提出了双排平行错位布孔、内外交叉检验的钻孔方式以及前进式控压、多回次控量注浆的注浆控制工艺，运用 “分序孔注浆指标对比分析—地面钻孔检查—井下放水验证”的三阶段质量检验方法验证了帷幕截流效果。结果表明：地面定向顺层孔注浆可实现煤矿大埋深、巨厚层、极强富水溶隙裂隙含水层的帷幕经济高效建造|注浆改造后的岩石抗压强度提高1.6MPa，孔隙率降低77.5%，弹性模量、密度也略有提高，透水率小于1Lu，注浆效果良好|放水验证帷幕过水量小于40m3/h，截流率大于98%，内外水位差大于350m，帷幕截流效果良好且运行稳定。     

强岩溶地区主过水通道注浆封堵技术探讨

矿山帷幕注浆技术由于其具有安全、环保、经济、高效等特性,已在国内多个矿山堵水中成功采用,取得了很好的堵水效果。而在强岩溶地区,动水注浆技术,尤其是矿区主过水通道封堵质量将直接影响帷幕的堵水效果,甚至决定着工程的成败。以广东凡口铅锌矿帷幕注浆工程为背景,探讨强岩溶地区主过水通道封堵技术。     

岩溶裂隙产状对帷幕注浆施工及堵水的影响

以南李庄铁矿帷幕注浆工程为例,通过对钻探岩芯裂隙发育的统计整理,分析了水平、斜向和垂向3种裂隙产状对注浆扩散效果的影响,同时结合矿区构造发育特征,评价了帷幕线与裂隙之间组合形式对注浆施工及工程质量的影响,为类似工程的设计施工及堵水效果评价提供依据。