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。     

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。     

铁矿床开采井下近矿体帷幕注浆技术及应用

莱新铁矿是岩溶大水矿山,原采用以疏干排水为主、局部堵水的防治水方法,发现无法将矿区地下水位疏干到安全采矿的水平,效果不明显。经论证采用井下近矿体帷幕注浆的防治水方案,通过实施穿脉水平探水钻孔注浆、顶板加密注浆以及群孔注浆技术,并选用合适的注浆技术参数,堵水效果显著。实践表明,井下近矿体帷幕注浆技术可以用于岩溶大水矿山的水害治理,堵水效果好,经济社会效益和环境效益显著。     

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。     

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。     

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。     

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。     

我院注浆技术32年回顾

本文回顾了我院32年来在矿山防治水与岩土加固领域上所走过的历程;扼要介绍在该领域中我院所取得的成就,主要有如下几方面:岩溶强烈发育地层中竖井注浆、淹井处理技术、岩土工程及矿山工程(露天与井下)的加固技术、坝基及局部注浆堵水技术、旋喷注浆技术、矿区大型帷幕治水技术、特殊条件下的防治水技术、化学注浆材料以及注浆工程物探技术等;最后指出了今后研究的方向。     

东曲矿斜巷穿灰岩含水层注浆堵水技术研究与应用

为保障排矸斜巷顺利通过L_1灰岩含水层,采用数值模拟软件进行动力水注浆浆液扩散规律的研究与分析,根据模拟结果将浆液的扩散划分为三个阶段:自由扩散、部分封堵和残留通道封堵阶段,基于数值模拟结果,结合具体地质条件,确定采用底板加固+帷幕注浆的方式进行注浆堵水作业,同时对注浆加固方案的各项参数进行,注浆结束后采用堵水率进行注浆效果的评价。结果表明:注浆结束后,含水层涌水水量小于1m~3/h,堵水率为97.5%,堵水效果非常好。     

灰岩岩溶含水层开拓巷道预注浆效果模拟分析

针对某矿山灰岩岩溶含水层开拓工程突水问题,采用Phase2软件建立拟开拓区流固耦合模型,利用有限元模拟分析注浆前后巷道开挖过程中的围岩变形、孔隙水渗流速度和巷道涌水量.结果表明:通过预注浆治理,有效充填封堵了灰岩岩溶含水层的过水通道,提高了围岩的物理力学指标和完整性,增强了围岩的抗变形能力和抗渗性能,可有效避免巷道掘进...     

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。     

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。     

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。     

矿坑涌水封堵治理过程中岩溶导水通道连通性研究

受含水层岩溶发育不均匀性影响,大水矿山矿坑涌水导水通道空间分布位置的探查存在较大技术难度,难以针对性制定矿山防治水方案。以强岩溶地区某大水矿山矿坑涌水治理工程为背景,选择食盐作为示踪剂,通过连通试验研究了注浆孔揭露岩溶通道与矿坑主要涌水点之间的水力联系,并在标定水样电导率-食盐浓度对应关系的基础上,计算了岩溶通道补给水源汇入涌水点的比例。试验结果表明,该岩溶通道与矿坑-30m水平最大涌水点连通性好,示踪剂回收率达到88.45%以上,可判断其为主补给通道。此通道经“投料+注浆”封堵治理后,涌水点水量由2.4万m3/d降至500m3/d,保障了安全生产。研究结果表明:连通试验在岩溶管道流充水矿山导水通道探查方面具有良好的适用性,是查明导水通道与矿坑涌水点连通性和补给量的可靠技术手段,能够为大水矿山制定防治水策略提供有效技术依据,避免因条件不清而造成的盲目施工,具有显著的经济效益和社会效益。     

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。     

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。     

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。