井筒建设时岩石状态及岩体预注浆质量的地声检测法

在具有含水裂隙岩层的复杂矿山地质条件下建设井筒时,普遍采用岩石注浆法。该方法能够建立保护性的防渗帷幕、减少岩石的透水性及将井筒涌水量降至规定标准,从而降低工程造价及提高井筒建设速度。在岩石注浆工程中检测岩石状态及注浆帷幕形成     

专利简介

在含水条件下垂直巷道的隔水方法在含水条件下,垂直巷道的隔水方法包括确定巷道掘进区当时的岩石介质的地球动力学特性、进行疏水和注浆,并且要根据岩石介质的地球动力学状态确定注浆量。为了通过提高裂隙含水层注浆帷幕的质量而提高巷道隔水效果,在疏水过程中要用压缩剂从含水层的孔隙中排出残余水量,随后往含水层中注入低粘性的气熔胶混合物,其组分的结晶温度要高于裂隙含水层的温度。(苏联发明证书1390362号,     

注浆工程技术发展的主要方向

在复杂的矿山地质条件下进行掘进工作的实践证明,采用预注浆封堵含水岩层涌水已成为有效的方法之一。当前,地面预注浆和工作面预注浆已在苏联顿涅茨矿区的井筒施工中得到广泛应用.钾盐矿井对井筒施工结束后的剩余涌水量是有特殊要求的。因此,在掘进井筒时,要求运用专门的堵水方法。根据复杂地质条件下的井筒掘进的经验总结和分析相应的设计资料表明:掘进穿过含水层的时间约占井筒总工期的33％,所以要求采用能控制水的施工方法.因此,井筒掘进的技术经济指标在很大程度上取决于注浆工程的工艺与技术完善的程度.评定注浆工程技术水平的主要指标是:含水岩层的等级(按其渗透性大小评定),作为现今选择     

注浆技术的主要发展方向

在复杂水文地质条件下进行井巷掘进时已广泛采用防渗帷幕,其要求是优质、经济和快速建成。目前,构筑帷幕的工期为注浆段掘进工期的30～50％,但由于优质注浆创造了良好施工条件,巷道掘进速度往往达到定额的1.5倍。注浆后的残余涌水量有时不符合建筑标     

高压涌水作用破碎围岩巷道综合施工技术

在金属矿山破碎围岩巷道的掘进施工中同时存在高压涌水作用,可导致重大安全事故.采用了综合掘进与支护的技术途径,首先对已施工巷道的注浆加固,改善掘进迎头作业条件,然后在此基础上实施超前探测和超前注浆,形成防渗加固帷幕后实施掘进施工,并在掘进过程中及时采用型钢支架和喷网作初次支护,尽量减轻时围岩的挠动,再在此基础上进行高性能锚固和注浆二次支护与加固,既提高了支护结构的承载能力,又改善了巷道破碎围岩的整体性和抗渗能力,较好地解决了巷道掘进施工安全和长期稳定的问题.     

巴拉素煤矿副井马头门防治水技术应用

为减少巴拉素煤矿副井马头门涌水量并保障马头门巷道安全掘进,对巴拉素煤矿副井马头门涌水情况进行了现场监测。结合巴拉素煤矿地质条件,针对矿建期间含水煤层条件下的马头门涌水情况,提出了"引流注浆,帷幕封堵"的注浆堵水方案,并将其应用于副井井筒的水害治理。实践表明,该方法成功在待掘马头门巷道周围形成了止水帷幕,井筒马头门涌水量减少至11 m~3/h,达到注浆堵水目标,保障了马头门巷道的安全顺利掘进,可为类似地质条件煤矿矿井建设期间的水害治理提供实践借鉴。     

陕西某煤矿回风立井注浆堵水工程实践

采用"高压注浆,帷幕封堵"的总体思路,编写注浆堵水设计,利用高性能水泥基注浆料对某煤矿回风立井实施注浆堵水工程,将开凿井筒与砂岩含水层及含水煤层隔开,在待开凿的井筒周围形成了有效的阻水帷幕,达到了预期堵水目的,保障了井筒安全掘进。     

新城金矿立井含水层破碎带综合治理施工方法

立井井筒穿过含水层围岩破碎带施工时由于岩体稳定性较差,在涌水的侵蚀下,采用爆破法施工时极易出现大面积片帮,严重影响了立井井筒的施工安全与质量。为此,采用帷幕注浆封水的施工方法治理立井井筒涌水,采用工作面超前预注浆加固与后期掘进时减少爆破扰动的方法进行破碎围岩段施工。以新城金矿滕家副井穿过极破碎带含水层施工工程为例,通过工作面超前预注浆的施工方法注浆封水与加固极破碎带,在特殊地层中合理选择注浆材料,注浆后下掘施工时加强探水力度、控制掘进爆破振动对围岩扰动与注浆帷幕的影响,使得立井井筒施工顺利通过了极破碎带含水层,成效显著,可供类似矿山参考。     

高原气候下井筒穿越石质砾石层施工方式比较

为了能使井筒安全、高效地在高原环境下的含水砂质砾石层中正常掘进,针对特殊的含水砂质砾石层的性质,分析了高原环境下斜井井筒在砂质砾石层掘进时临时支护的3种施工方法;得出此种环境下最优的施工方法:注浆+锚喷+U型钢支护方式.     

复杂地质条件下巷道过断层关键技术研究及应用

断层破碎带具有低强度、易变形、透水性大和抗水性差的特征,巷道开挖常会引起断层活化,极易诱发巷道冒顶或突水事故。基于TSP、震波、瞬变电磁等综合物探超前地质预报技术与工程地质钻探,揭示了巷道掘进前方地层中的断层与含水特性,确立了巷道过断层的合理位置,为过断层巷道掘进施工、超前预加固与围岩支护设计提供了依据。采用地面与工作面预注浆等综合注浆技术,对断层破碎带区域岩体进行注浆堵水加固,形成了双层注浆堵水帷幕,有效地封堵了地下水,提高了巷道过断层区域围岩的完整性与强度,保证了巷道掘进过程中围岩的基本稳定与施工安全,并为后期巷道围岩锚固支护提供了可靠基础。针对断层破碎带岩性复杂、地质灾害突发等特征,基于综合物探预报结果与理论分析,提出了巷道合理掘进与支护技术方案;并针对后期承载和高抗渗性的要求,根据支护结构所承受的水压,采用合理的二次支护结构型式与防渗加固措施,保证巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

工作面预注浆技术在大断层含水破碎带中的应用

焦家金矿某巷道施工过程中,为了使巷道安全顺利通过大涌水、岩石破碎地段,现场采用了工作面预注浆和化学注浆等一系列的关键技术工艺,节省排水和支护费用60万元/a,解决了大断层破碎带涌水问题,避免了巷道与深部裂隙水贯通,也解决了在复杂水文地质条件下施工中掘进工作中的不安全隐患,可为我国巷道工作面预注浆技术过大断层含水破碎带提供实践经验。     

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。     

用注浆管幕法通过大涌水断层破碎带的施工技术

介绍了白象山铁矿风井-390 m水平巷道穿过F4断层的施工技术,包括施工方案、注浆工艺与参数、注浆效果和掘进施工。该断层涌水量大,岩石破碎。注浆分两次进行,初次采用27 m长的密集钻孔、封闭式钢管帷幕注浆;为确保安全,在掘进6 m后又进行了第2次加强注浆。掘进采用"短探、短注、短掘"工艺,顺利地通过了断层带。实践证明,所采用的施工方案是成功的,对今后通过大涌水的断层破碎带施工提供了宝贵经验。     

建井中隔水帷幕状态的地质监测

地质监测,作为一种能够有效地获得关于岩体性质和状态信息的方法,近年来,在使用特殊方法施工开拓巷道实践中得到了积极的应用。地质止水注浆专门化生产联合体,它作为在复杂地质条件下建造隔水帷幕工艺要素之一得到广泛应用。罗斯托夫煤炭工业局所属十月革命2号矿井的东通风井是使用该法施工取得成功的例子之一。该井的设计深度为390米。围绕井筒建造隔水帷幕分两个阶段:在0～50米深度间采用岩石冻结法,在89～370米深度间采用注浆止水综合法。     

帷幕注浆在维护巷道断层中的应用

介绍了余吾煤矿过断层大巷进行的帷幕注浆及注浆封堵导水裂隙施工技术,从根本上加固了该巷道,并消除大巷水患,实现了安全掘进生产。同时验证了帷幕注浆在维护巷道断层中的作用。     

双重管高压旋喷注浆工艺在第四系地层竖井施工中的应用

某铁矿副井所处位置第四系厚约20.8 m,主要由深黄色黏土、砂砾层、灰色高岭土夹碎石组成。为了保障井筒掘砌施工安全,采取双重管高压旋喷注浆工艺进行预处理,通过布置2排高压喷射孔的方式进行注浆,为延缓水泥浆液沉降时间,在硅酸盐水泥中添加3%水泥重量的200目膨润土和3%膨润土重量的碳酸钠。通过高压喷射注浆对第四系地层进行固结和防渗处理,井筒掘进施工过程中未发生渗水和坍塌现象,顺利通过第四系地层。     

特殊地质条件下的立井施工

安钢集团舞阳矿业公司东风井在掘进施工过程中,井筒围岩变化较大,井筒掘进施工至标高+110 m水平以下时,断面岩层呈现为含水砂砾岩（砂岩）且有倾斜,裂隙水异常发育,涌水量最高时达40 m3/h,给施工带来诸多不利因素。通过采用弱爆破强支护多循环分段施工方案,分流导水、小立模、短砌护施工,逐层爆破小周期掘进,壁后注浆堵水及和预注浆相结合的施工方式,取得了良好效果,为立井掘进及井筒支护施工积累了丰富的经验。     

特殊地质条件下的立井施工

安钢集团舞阳矿业公司东风井在掘进施工过程中,井筒围岩变化较大,井筒掘进施工至标高＋110 m水平以下时,断面岩层呈现为含水砂砾岩（砂岩）且有倾斜,裂隙水异常发育,涌水量最高时达40 m3/h,给施工带来诸多不利因素。通过采用弱爆破强支护多循环分段施工方案,分流导水、小立模、短砌护施工,逐层爆破小周期掘进,壁后注浆堵水及和预注浆相结合的施工方式,取得了良好效果,为立井掘进及井筒支护施工积累了丰富的经验。     

斜井井筒过饱和粘土段施工技术研究

针对车村煤矿一号井副斜井井筒暗槽施工过程中井筒发生不均匀沉降、顶板开裂的问题,对井筒遇到的饱和粘土破坏机理进行了分析。根据现场施工情况提出了钢轨混凝土桩帷幕、小管棚超前支护、片石混凝土置换加固的综合施工方案,并对地面沉降和井筒收敛进行了监测。实施结果表明:采用钢轨混凝土桩帷幕可以有效的控制饱和粘土进一步涌入井筒内,消除了对井筒掘进的灾害影响;采用小管棚和片石混凝土置换加固方案确保了巷道的顺利掘进和巷道的稳定,保证了安全和质量,为今后同类型工程地质条件的施工提供了实践经验。     

双钻机双注浆泵注浆技术在井筒掘进中的应用

井筒工作面预注浆工艺是井筒普通施工法中常见防治水方法,一般注浆段高在30～50 m.为提高井筒掘进速度,介绍了双钻机、双注浆泵、大段高注浆工艺在深井井筒工作面预注浆应用情况,该工艺缩短了注浆工期,提高了注浆效率和效果,节约了注浆费用,实现立井井筒连续两个月当月注浆、当月掘砌超百米的纪录.