影响注浆结石体强度的因素分析

本文从浆液性质、被注介质的状况和注浆工艺等影响注浆结石体强度诸因素的分析谈起,并进行了注浆参数对结石强度影响的理论分析,得出了注浆诸参数与结石体强度的关系式,可供化学注浆或水泥注浆施工的参考。     

改性粘土浆结石体抗压强度性能测试与分析

改性粘土浆因流动性好、塑性强度高、抗水冲刷性好并且价廉而广泛应用于矿山堵水工程,尤其是岩溶大水帷幕注浆工程。新桥矿帷幕注浆工程采用改性粘土浆作为注浆材料,因此,钻取了浆液结石体芯,进行了动态数值化全应力应变强度破坏试验,试验结果验证,改性粘土浆在注浆压力作用下,结石体强度不亚于水泥浆结石体强度,具有很高的抗压强度,可完全代替水泥浆液。     

混合浆液在矿区帷幕注浆工程中的效果分析

混合浆液相比水泥单液浆,具有单价低、注浆效率高的优势,在保证注浆效果的同时能有效控制工程投资费用。以南李庄帷幕注浆中使用的混合浆液注浆施工方案为例,对混合浆液扩散性及结石强度进行分析,取得了很好的注浆效果,表明混合浆液在以裂隙为主的矿区帷幕注浆工程中是合理可行的。     

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。     

低碱性外掺剂对帷幕注浆浆液性能的影响

某矿山在实施帷幕注浆过程中,为应对地下水pH值过高问题,研制了一种低碱性外掺剂,并对加入外掺剂的黏土水泥混合浆液结石体的抗压强度、抗剪强度及耐久性进行了相关试验,试验结果表明,低碱性外掺剂对注浆浆液性能基本无影响,能够满足现场施工需求.     

矿区岩溶裂隙岩体帷幕截流注浆参数确定研究

为使用帷幕注浆手段治理某矿区岩溶裂隙发育地层水害,采用室内试验对不同水灰比水泥浆液性能进行试验研究,得到不同水灰比水泥浆液性能及变化规律;并利用理论分析和数值计算对帷幕注浆压力和水泥浆液扩散半径进行了研究计算;结合帷幕墙体建设区域水文地质条件,综合确定了帷幕墙体建造尺寸、钻孔间距、注浆压力及水泥浆液选取工艺,为帷幕注浆治理工程设计提供了科学依据。最后,利用帷幕墙体内外放水试验检验了帷幕注浆墙体的截流效果,截流效果达到设计目的和要求,因此也验证了帷幕注浆参数选择的合理性。研究结果表明:水泥浆液黏度、结石率和结石体强度随水固的增大而降低,凝结时间随着水灰比的增大而增大,变化速率随水灰比的增大而降低;帷幕墙体厚度为40 m、钻孔间距为20 m和注浆终孔压力为4～6 MPa;利用放水试验对比帷幕墙体内外水位变化历时曲线是帷幕注浆效果检验的最直接手段。     

矿山开采对帷幕注浆区域影响研究

采用FLAC^3D数值模拟软件构建某矿山帷幕注浆区域及邻近矿体数值计算模型。结合浆液结石体、岩石物理力学性质实验结果,分析得到围岩体以及浆液-围岩结合体的力学参数。依据地应力场实测结果分析,获得初始地应力场分布趋势拟合公式,计算结果表明:随着开采深度的增加,矿体开采应力、位移影响范围逐渐增大,但矿体回采影响区域未大范围波及帷幕注浆区域。因此,矿山在目前所探知的矿体范围内回采对帷幕注浆体不会产生大范围的影响,帷幕注浆体总体稳定性良好。     

论帷幕注浆施工中的压力管理

在帷幕注浆施工中,注浆压力是一个重点控制的内容,通过注浆压力的分析、研究,可以判别浆液在岩石裂隙中充填、扩散、挤密过程,从而调节浆液浓度变化、控制注浆量,在很大程度上能控制帷幕注浆治水效果及经济成本。结合赵家湾铜矿帷幕灌浆治水工程,分析了帷幕注浆施工中浆液在岩石裂隙中充填、扩散、挤密过程注浆压力的变化规律,为注浆施工的压力控制提供依据。     

井筒地面预注浆中浆液扩散距离的探讨

地面预注浆法已成为立井井筒特殊凿井施工技术的1个重要组成部分,然而,井筒地面预注浆的理论研究却滞后于施工工艺的发展。在实际工程应用中,一直凭借施工经验来确定注浆浆液的扩散距离,导致只能估测浆液形成的堵水帷幕厚度;利用单裂隙层状岩体渗流模型,通过研究注浆浆液在裂隙岩体中流动的规律,并结合工程实例,分析影响浆液在基岩中扩散距离的因素。     

胶结注浆法在治理地下采空区中的应用

简要介绍岭南高速公路采空区状况及采空区治理的方案选择,并以岭南高速公路建设中治理地下采空区的实例,阐述运用胶结注浆法在采空区影响范围内,按一定孔距和排列方式,布设足量的注浆孔,通过自下而上分段灌浆,使浆液形成的结石体支撑阻止上覆岩层冒落塌陷;对帷幕灌浆孔孔间距、深度、平面布置、浆液材料比例等进行了论述。     

注浆帷幕体渗透特性的试验研究

为了研究注浆堵水帷幕的稳定性,利用MTS815.02电液伺服岩石力学试验系统对注浆帷幕体的渗透特性进行了试验,获得了注浆帷幕体受压破坏全过程的渗透特性。结果表明,随着压力增加,渗透系数逐渐增大,在应变达到某临界值后,渗透系数开始急剧增大,此时裂隙产生。另外,裂隙和注浆结石对渗透系数有明显的影响。     

水泥—粉煤灰浆液试验及其在采空区注浆中的应用

结合贵州黔桂天能煤焦化扩建项目采空区治理工程,通过室内试验对施工中所用水泥粉煤灰浆液性能做了研究,分析了不同水固比,不同粉煤灰掺量下浆液的粘度、初终凝时间、结石率及结石体强度的变化规律,确定了施工合理的注浆浆液配比,为采空区注浆充填治理提供了依据。     

地下含水层帷幕注浆单液水泥浆扩散规律研究

帷幕注浆逐渐成为矿井水害防治的主要技术手段之一,为解决帷幕工程中注浆孔间距的布设问题,通过室内试验得到帷幕注浆材料单液水泥浆的物理性能参数,采用COMSOL数值软件建立了地下含水层帷幕注浆单液水泥浆扩散数值模型,研究了地下含水层帷幕注浆工程中单液水泥浆的扩散机制。研究结果表明:单液水泥浆水灰比越大,浆液的凝结时间越长黏度越大,而结石率与抗压强度越小,根据所得浆液性能参数针对不同地层特征选取相应水灰比的浆液进行注浆;地下含水层帷幕注浆单液水泥浆的扩散形式以注浆孔为中心的圆形扩散,单液水泥浆的扩散半径随注浆时间的增加而增大,且扩散半径最终趋于稳定,稳定后的浆液扩散半径平均值为10.22 m,浆液扩散的范围可达到20.44 m;单液水泥浆扩散半径的理论计算与数值计算结果较为一致,理论解与数值解之间的误差小于5%,证明作者建立的数值模型用于研究帷幕注浆浆液扩散范围具有一定的可靠性。基于研究结果,选取帷幕注浆孔距为20 m,2排交错布孔,建立有效宽度约为40 m的帷幕墙,以阻隔帷幕墙外侧含水层中地下水向井田内的补给。帷幕墙建造完成后,通过检查孔对受注地层进行取心,得到含有浆液结石体的岩心,实验室...     

石灰岩含水层中高角度裂隙对帷幕注浆的影响分析

矿山帷幕注浆技术在大水矿山地下水防治方面的作用逐渐受到业界的广泛认可,矿山帷幕注浆工程量大、工期长,作为大型隐蔽工程,其施工质量受到很多因素制约和影响,而受注地层的裂隙发育条件则是影响注浆施工的一项重要因素。以南李庄铁矿帷幕注浆工程为例,通过对工程中钻探和注浆资料的分类统计,分析了矿区灰岩含水层岩溶裂隙发育特征和裂隙产状对注浆施工的影响,认为矿区地层普遍存在的高角度裂隙对于浆液扩散搭接存在不利影响,结合现有工程施工经验,提出了降低这种不利影响的合理建议,为类似工程提供参考。     

流沙层置换注浆施工技术

立井井筒施工中,遇厚度30 m、水压1.5 MPa、单孔最大涌水量153.9 m3/h的流沙层,采用二次置换注浆加强支护强度,钢筋作为骨架加固井筒周边形成结石体帷幕,孔涌水量超标加注脲醛树脂化学浆液,采用小段高掘砌施工方式,顺利通过流沙层。     

流沙层置换注浆施工技术

立井井筒施工中,遇厚度30 m、水压1.5 MPa、单孔最大涌水量153.9 m3/h的流沙层,采用二次置换注浆加强支护强度,钢筋作为骨架加固井筒周边形成结石体帷幕,孔涌水量超标加注脲醛树脂化学浆液,采用小段高掘砌施工方式,顺利通过流沙层。     

组合钻孔在帷幕注浆中的应用

深埋矿体和复杂地质条件给钻探施工带来了极大的困难,是帷幕注浆面临的重大难题之一。依托于某矿北部帷幕注浆试验工程,成功将直孔+S型分支孔+“鱼刺”型分支孔相结合的组合钻孔应用到帷幕注浆中,有效地提高了钻孔对高角度裂隙的切割概率,保障了幕体的防渗性能,增加了帷幕注浆浆液扩散范围,提高了矿山帷幕注浆工程施工的安全度。同时,根据实际钻探施工情况,及时进行信息化施工调整,对钻孔组合布置、设计参数及施工工艺进行优化改进,保证工程质量的前提下,降低了施工难度,减少了钻窝的施工数量,有效降低了矿山投资。研究成果不仅为整个帷幕工程提供了技术支撑,还为国内类似条件矿山帷幕注浆工程提供了借鉴。     

松散体灌浆加固试验研究

由于软岩巷道围岩松散、强度低、胶结程度差,已严重影响矿山的正常生产。针对此问题,采用自制的试验装置对松散体试件进行了室内灌浆试验研究,对比了不同浆液配比的灌浆效果。试验结果表明灌浆后松散体试件的强度及力学参数都有了显著的提高,而浆液的配比不仅对浆液渗透范围有影响,而且对灌浆结石体的力学特性也影响显著。最后,通过正交直观分析法计算得到了影响灌浆量和浆液扩散半径的主次因素依次为浆液水灰比、灌浆压力、介质析水率,并给出了灌浆量及渗透半径与各影响因素的数学回归模型。     

深部裂隙岩体硅质自应力注浆加固机制与试验

针对深部裂隙岩体水泥基注浆加固后由于材料自收缩性造成浆岩界面松弛及充填不满问题,提出了裂隙岩体自应力注浆加固概念。通过外加剂促使浆液结石体在约束空间内体积膨胀,当膨胀剂掺量超过补偿水泥自收缩的临界掺量时,结石体体积膨胀除补偿水泥基材料自收缩外,在裂隙岩体的约束空间内能够对裂隙壁产生一定的膨胀应力,膨胀应力能够增大浆岩界面的挤压作用,改善岩体的约束受力状态。通过超细硅质浆液膨胀率测试、约束浆液结石体强度试验、约束浆液结石体微观结构分析等研究自应力浆液加固机理,通过裂隙岩体注浆加固试验验证自应力浆液的加固效果。结果表明:随着膨胀剂掺量逐渐增大,浆液纵向自由膨胀率和约束浆液结石体强度均呈先增大后减小的趋势,10%膨胀剂掺量浆液膨胀效果明显优于其它膨胀剂掺量。硅质自应力浆液结石体的脆性增强,弹性变形延长。10%膨胀剂掺量硅质自应力浆液结石体呈大颗粒状,颗粒相互搭接,形成网状结构,有利于结石体强度发挥,其密实性明显优于普通浆液结石体。25%膨胀剂掺量浆液结石体晶体大小不均,颗粒空隙较大,其密实性明显弱于10%膨胀剂掺量自应力浆液结石体。自应力注浆砂岩的峰值强度和弹性模量分别为普通注浆砂岩的1.1...     

中关铁矿深孔帷幕注浆过程中事故的分析及防治

在深孔帷幕施工过程中,经常会发生止浆塞难以起拔等事故,事故的处理会大大影响施工的进度和质量。根据中关铁矿帷幕注浆工程的实践,从现场工程地质情况、帷幕注浆工艺、水泥浆液特性等方面分析了导致注浆事故发生的原因,并有针对性的提出了相应的处理方案和防治措施。