帷幕注浆堵水技术在罗河铁矿的应用

罗河铁矿矿床是由大型高磷高硫含钒钛磁铁矿及硫铁矿、硬石膏矿组成的多矿种隐伏矿床。矿体间接顶板次生石英岩的孔洞裂隙承压水、上覆岩层风化带的裂隙潜水和侧向的粗安岩类裂隙潜水是矿坑充水的主要来源。在-540 m首采段距离上方含水层距离仅120～140 m,为充分考虑确保采矿作业和深部开拓采准工程安全,同时为合理开采矿产资源,有效保护环境水资源,决定采用帷幕注浆堵水技术方案。帷幕注浆试验共设计7个钻孔,均布置在帷幕轴线上,采用不同孔距单排直线的布置形式,通过帷幕注浆试验,堵水效果良好,以吕荣值3 Lu为合格检验标准,则合格率达到92%以上,说明该矿区的堵水工程采用帷幕注浆法是行之有效的。     

复杂富水环境下帷幕注浆工程布设及工艺优化

帷幕注浆工程可以有效截断开采区域的地下水补给,为安全开采复杂富水环境下的矿体创造条件。在对矿区水文地质环境详细勘察的基础上,通过现场工业试验,以堵水率为评价指标,分析注浆工程在不同帷幕线路和注浆参数下的堵水效果。通过优化帷幕注浆线路和布设参数,采用分区不等距大孔距布设注浆孔的方式,降低了36.01%的钻探工程量;遴选了改性黏土固化浆(90%)和粉煤灰固化浆(10%)作为注浆材料,降低了帷幕工程成本。研究结果表明:注浆帷幕两侧的水位差最高达40.6 m,堵水率达77.96%,帷幕注浆工程达到了预期堵水效果。     

开采扰动对中关铁矿堵水帷幕稳定性影响的数值模拟研究

注浆堵水帷幕技术在矿山基建和生产期可有效地堵截地下水而被众多大水矿山采用,矿山开采的同时需疏干堵水帷幕内围岩中的地下水,为探究疏干排水后开采扰动对堵水帷幕稳定性的影响规律,以中关铁矿堵水帷幕为研究对象,在详细分析矿区地质资料、帷幕内外水位变化规律的基础上,建立堵水帷幕三维地质、力学模型,采用数值模拟方法,分析疏干排水与开采扰动联合作用对堵水帷幕稳定性的影响。结果表明,堵水帷幕与强渗透性围岩接触区域及刚度与围岩差异较大区域,易形成高应力集中区;疏干排水与开采扰动联合作用对堵水帷幕、堵水帷幕与围岩接触区域应力场分布具有显著影响,矿床开采边界距帷幕越近,影响越显著。研究结果可为堵水帷幕稳定性监测提供依据。     

徐楼铁矿注浆效果分析

徐楼铁矿的矿床水文地质条件复杂,为消除矿床开采的水患,实施了大范围的帷幕注浆。根据徐楼铁矿前后期钻孔出水情况、注浆情况及短探孔揭露的水文资料,分析了该矿0,1,2采区帷幕注浆的堵水效果。     

大水矿山帷幕注浆后采矿探防水安全技术探讨

介绍了业庄铁矿运用近矿体顶板灰岩帷幕注浆堵水技术,通过矿床顶板突水各因素分析,制定并采用各项探防水安全技术,成功解决了大水矿山开采的技术难题,有效地保障了大水矿山的安全开采。     

帷幕注浆技术在地下金属矿山的应用

吴庄铁矿采用井下巷道方式开采,因矿体围岩裂隙岩溶发育、富水性强,在开采过程中,巷道内地下水涌入量不断增大,出现突水灾害。经查明、分析、论证,采用帷幕注浆堵水,可基本保障矿山的安全生产。     

中关铁矿堵水帷幕模型的建立及其稳定性分析

为保护地下水资源,合理开发矿产资源,采用全封闭的注浆堵水帷幕堵截地下水是保证大水矿山正常开采的一种有效的技术措施。在井巷施工及矿体开采过程中,需对帷幕内围岩进行疏干排水,随着疏干排水的进行,势必会在帷幕内外形成一定的水力梯度,这将对帷幕的稳定性产生很大的不利影响。结合中关铁矿注浆堵水帷幕工程,根据矿区的水文地质资料、工程地质资料和钻孔资料,建立堵水帷幕区域的三维地质模型、三维可视化模型和三维力学计算模型,并对帷幕内围岩疏干排水引起的应力响应进行分析。结果表明：疏干排水使堵水帷幕区域的应力场发生了明显的改变,疏干排水对西侧和西南侧帷幕的扰动较为明显。     

龙塘沿铁矿首采段近矿体帷幕注浆应用

龙塘沿铁矿作为大水矿山,开采过程中面临突水的安全威胁。根据矿山首采段水文地质特征,结合国内外大水矿山防治水技术应用现状,选择近矿体帷幕注浆技术作为其防治水措施,并研究制定了相关技术参数。从注浆钻孔涌水量、水压、注浆量的变化情况及检查孔情况、实际堵水率等方面分析了注浆效果。结果表明,首采段采用整体25m×20m、局部10m×10m的钻孔网度,帷幕厚度30m的近矿体帷幕注浆方案,有效地化解了首采范围内的突水威胁,保障了矿体的安全高效开采,为矿山取得了较大的经济效益、社会效益和环境效益。     

高承压水软碎断层巷道的施工技术

在巷道开挖过程中断层及其破碎带是常见的不良地质条件,其断层破碎性、富水性、围岩稳定性等地质条件的确定及支护难度较大。基于TSP、瞬变电磁等物探与工程钻探相结合的综合超前地质预报技术,分析了马钢(集团)白象山铁矿-390 m中段巷道F5断层性质,采用地面与工作面预注浆等综合注浆技术,形成注浆堵水帷幕;基于综合物探预报结果与理论分析,并针对后期承载和高抗渗性要求,采用合理的二次支护结构型式与防渗加固措施,较好地解决了断层破碎带处巷道掘进与支护难题,为安全高效通过富水断层提供了保障。     

安徽黄屯硫铁矿矿坑涌水治理的帷幕注浆工艺

安徽省庐江县黄屯硫铁矿经过前期水文地质勘察,预测矿坑涌水量达到108 000 m3/d。为确保矿山安全开采,采用帷幕注浆方法对矿坑涌水进行治理。详细分析了帷幕设计参数、施工工艺、技术要求,实践表明:工艺实施后,使得主孔水位标高由-13.55 m降至-16.92 m,堵水率达到65%以上。     

帷幕注浆堵水技术在尖山磷矿的应用

尖山磷矿露天采场1910 m以下水文地质条件复杂,现露天采坑1890 m地下水涌水量较大,随着采矿延深,矿坑涌水量会逐步增大。为了解决矿坑涌水对采矿生产的制约,采用帷幕注浆对坑底积水进行处理,并对多种帷幕注浆设计方案进行参数及注浆费用分析论证。研究表明:在帷幕注浆第一阶段,虽然未能达到80%堵水率,但前期矿坑的涌水量较小,并且可在帷幕外布置减压降水井,进一步减少矿坑涌水量;当施工到帷幕第二阶段时,能够达到设计要求的80%堵水率。因此,帷幕注浆能够满足矿山安全生产的要求,在技术上是可行的,经济上也很合理。     

千米盲竖井注浆帷幕围岩塑性劣化特征研究

为了研究凿井开挖卸荷对千米竖井注浆帷幕堵水性能的影响,采用理论分析和数值模拟方法研究了竖井注浆帷幕围岩开挖卸荷塑性劣化特征。建立了轴对称荷载条件下竖井注浆帷幕和外部岩体的组合圆筒模型,采用厚壁圆筒理论对竖井注浆帷幕围岩进行了弹塑性分析,推导了竖井注浆帷幕塑性劣化区半径计算公式,得到了井筒开挖卸荷后注浆帷幕围岩二次应力分布特征和围岩响应曲线。以毛坪矿千米级盲竖井为案例,分析得到开挖卸荷后,竖井注浆帷幕围岩塑性劣化区半径为5.14 m,峰值切向应力为51.69 MPa,最大应力集中系数为1.72。结果表明:凿井开挖卸荷会导致注浆帷幕产生较大的塑性劣化范围,明显减小有效堵水帷幕厚度,不利于保证注浆帷幕堵水效果;竖井注浆帷幕围岩开挖卸荷塑性劣化半径对支护力敏感,增加支护力可有效控制注浆帷幕围岩塑性劣化范围,建议在凿井过程中及时支护,避免注浆帷幕围岩劣化范围继续扩大。论文研究成果可为千米竖井井筒基岩含水层注浆堵水提供技术参考。     

大贾庄铁矿1~#进风井地表预注浆技术研究

随着大水矿床开采技术以及黏土水泥浆等各种新型注浆材料的逐渐推广,地面注浆技术在立井井筒的施工中也得到了越来越广泛的应用。通过对1#进风井井检孔勘察资料进行分析,设计采用地表预注浆对围岩封水加固。从注浆孔深度、注浆段高、浆液配比等对注浆工程进行设计并施工,注浆堵水效果良好。在井筒外围形成帷幕,并使井筒围岩得以加固,为井筒快速安全掘砌提供条件,也为进一步完善金属矿山井筒注浆工艺提供参考。     

大贾庄铁矿1#进风井地表预注浆技术研究

随着大水矿床开采技术以及黏土水泥浆等各种新型注浆材料的逐渐推广,地面注浆技术在立井井筒的施工中也得到了越来越广泛的应用。通过对1#进风井井检孔勘察资料进行分析,设计采用地表预注浆对围岩封水加固。从注浆孔深度、注浆段高、浆液配比等对注浆工程进行设计并施工,注浆堵水效果良好。在井筒外围形成帷幕,并使井筒围岩得以加固,为井筒快速安全掘砌提供条件,也为进一步完善金属矿山井筒注浆工艺提供参考。     

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。     

构造裂隙大水矿床帷幕注浆工程试验及参数研究

构造裂隙大水矿床含水介质复杂多变,基建难度大,突水风险高,防治水技术难度大。借鉴岩溶大水矿床治水经验,设计采用矿山地面帷幕注浆技术,解决黄屯硫铁矿火山岩构造裂隙大水矿床地下水害。通过帷幕注浆生产性试验,从注浆前后帷幕体透水性、检查孔压水试验、注浆前后钻孔岩芯揭露情况分析,证明火山岩裂隙地层高压灌注水泥黏土浆后,大的构造导水通道及微细裂隙都能被浆液有效充填,注浆堵水效果显著,该方法可为同类矿床防治水工作借鉴。     

岩溶矿床帷幕注浆截流新技术

岩溶矿床地下水害的防治一直是矿山防治水界的一个难题,而传统的帷幕注浆技术存在堵水率低、投资高、针对性不强等问题。以新桥矿为例,总结了我院在帷幕注浆截流技术方面取得的新进展,包括运用数值模拟技术对帷幕进行优化设计及动态指导、采用超声波透视技术探查导水通道并指导布孔、大量使用改性粘土浆控制浆液扩散。     

白象山铁矿风井突水淹井治理实践

分析了白象山铁矿水压高、涌水量大、断裂带导水,产生风井突水淹井的原因及特征,确定了治理淹井技术方案,综合地质、测量、注浆等技术,采用地表定向钻孔预注浆技术恢复了被淹的井筒,成功解决了复杂富水矿床井下突水快速注浆堵水的难题。     

白象山铁矿风井突水淹井治理实践

分析了白象山铁矿水压高、涌水量大、断裂带导水,产生风井突水淹井的原因及特征,确定了治理淹井技术方案,综合地质、测量、注浆等技术,采用地表定向钻孔预注浆技术恢复了被淹的井筒,成功解决了复杂富水矿床井下突水快速注浆堵水的难题。     

止水墙堵水和超前帷幕注浆的实践

赵家寨煤矿风井运输石门在施工中遇到强富水区.通过采取止水墙堵水和超前帷幕预注浆措施,安全地通过了强富水区域.