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。     

水泥尾砂浆在某矿充填封堵中的应用

某矿水文地质条件复杂,矿井开采过程中曾发生过突水现象,为保证矿床的安全开采,在矿井四周建设止水帷幕。通过进行水泥尾砂浆室内试验,掌握浆液的性能参数,结合帷幕注浆截流工程的现场施工经验,对水泥尾砂浆与水泥黏土浆浆液进行对比,提出水泥尾砂浆的优势、适用范围及施工过程中要注意的问题,为防止注浆孔随深度增加而提高注浆压力后产生地表冒浆,以及加强溶洞等宽大裂隙的强度,利用水泥尾砂浆进行充填注浆,取得很好的封堵效果,对类似项目施工起到一定的指导作用。     

水泥黏土浆在浅成岩地区注浆适用性的分析

水泥黏土浆在岩溶地区矿山帷幕注浆施工中取得了较好效果,但在浅成岩地区的注浆应用较少。以安徽黄屯硫铁矿帷幕注浆工程为例,分别从原材料性能要求、水泥黏土浆的性能指标、浆液制备要求、注浆施工技术要求、注浆效果评价等方面,讨论了水泥黏土浆在浅成岩地区注浆的适用性,供类似矿山参考。     

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。     

矿山治水改性粘土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多采用粘土类注浆材料,粘土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料具有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性粘土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液3.375倍,此研究结果在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

矿山治水改性黏土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多的采用黏土类注浆材料,黏土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性黏土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液的3.375倍,也在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

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。     

注浆加固技术在陈四楼煤矿防治煤层底板突水中的应用

陈四楼煤矿在开采过程中受到煤层底板承压充水含水层的水害威胁,针对该情况,陈四楼煤矿应用不同注浆材料对该矿某区进行注浆加固。阐述了研究区注浆试验钻孔设计,并应用不同的注浆材料对研究区进行注浆加固。结果证明,注纯水泥浆液岩心及注蒙脱石和水泥等混合浆液岩心的抗压强度均较大,加固煤层底板强度的效果较好,而且注蒙脱石与水泥混合浆液扩散半径较大,相同情况下,一次注浆可以节省人力、物力,且蒙脱石的价格也比水泥低,更经济实用。     

矿山动水空洞条件下湖泥-水泥固化浆液抗冲散性模型试验

矿山动水空洞注浆一直是矿山帷幕注浆中的一大难点。针对城门山铜矿三期帷幕注浆中的动水空洞,研制了一种湖泥-水泥固化浆液,采用室内模拟注浆试验研究浆液的扩散规律和抗水冲散性能。通过试验获取了不同动水流速和浆液坍落度条件下的浆液留存率,明确了浆液留存率与流速和坍落度之间的关系。研究结果表明:浆液的抗水冲散性能与浆液的坍落度和动水流速皆成负相关,在动水流速不大于1.5 m/s的情况下,浆液的抗水冲散性能较好。     

粘土改良的尾砂浆液在矿山帷幕注浆中的应用

在鲤泥湖铜铁矿床防治水帷幕注浆工程中,为改善浆液的输送性能,通过在水泥尾砂浆中添加粘土浆来改良浆液,并通过正交试验确定了最佳配比。工程实践表明,该施工技术解决了浆液输送过程中堵管频繁的现象,达到了缩短工期、节约成本的目的,实现了较好的注浆效果。     

铜录山矿帷幕注浆堵水技术

铜录山铜矿是露天与地下联合开采的大型铜矿。由于开采期间排水疏干引起地表大面积塌陷,大量地表水灌入井下,严重威胁井下生产安全。为此决定采用帷幕注浆方法以截流地下水和防止地面塌陷。帷幕注浆工程在可行性研究的基础上进行的,历时4年半。工程完工后对注浆效果进行了评价,结果表明,堵水效果达62％,减少了井下及露天坑的排水量;幕内外出现明显水位差(38m左右),幕外水位回升,控制了地面的塌陷。给矿山创造经济效益4000万元左右。     

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。     

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。     

立井工作面预注浆止浆垫的设计与施工技术

立井含水层注浆时,为了能够承受最大注浆压力并防止浆液向工作面漏跑浆现象,必须合理有效地构筑混凝土止浆垫.在现场实践的基础上,研究了多立井多个工作面预注浆止浆垫的设计与施工技术,提出了止浆垫设计的新型受力模型和止浆垫厚度的具体计算公式,完善了立井止浆垫的理论设计参数,研究了大水量情况下滤水层止浆垫的结构与施工技术.现场应用表明,提出的理论计算公式和创新性结构模型对立井预注浆止浆垫的设计与施工,特别是深立井、高水压、大断面条件下的预注浆施工是科学合理的,其理论计算、结构模型、施工方法具有借鉴和推广价值.     

我国矿区注浆帷幕截流技术的研究与应用

针对我国大水矿床开采中因地下水所造成的危害及环境破坏问题,产生了注浆帷幕截流技术,它已成为我国大水矿山地下水防治的一项主要技术。本文在总结我国大水矿山使用注浆帷幕截流技术的基础上,对帷幕防渗标准、帷幕结构、注浆孔施工、造浆及注浆系统、注浆参数等提出了建设性意见;同时也指出了矿区帷幕注浆技术的选用条件。     

群孔注浆方法在四铺铁矿中的应用

介绍了四铺铁矿采用井下帷幕注浆法防治岩溶地下水.在施工过程中,一次性打许多孔,通过关放水试验确定各孔之间的水力联系情况,后采用群孔注浆法一次性灌注多孔,取得了成效.这种方法效率高,能摸清岩溶裂隙发育规律,了解浆液在岩体中渗透情况以及注浆盲区,便于引导浆液形成帷幕层和合理布设检查孔.对类似矿井防治水也有借鉴意义.     

帷幕注浆参数的检测与自动控制

利用计算机技术对注浆过程中工艺参数进行自动检测与控制,对注浆结束后的大量数据进行处理,是提高注浆技术水平的重要手段。铜录山帷幕注浆工程中应用计算机技术,实现了注浆工艺参数的自动检测与控制,以及各数据处理的自动化与形象化。采用的控制系统是以单片机8031为核心,辅以各种接口电路所构成。整个系统抗干扰能力强,在现场干扰很强的条件下仍能正常工作。     

地面定向钻进技术在导水断层治理中的技术研究与应用

随着煤矿开采,上组煤资源逐渐枯竭,矿井向下组煤延伸。开采下组煤主要的水害威胁为奥陶系灰岩承压水,在煤层带压开采过程中,预防奥灰突水成为下组煤开采过程中水害防治的重中之重,其中导水断层为诱发奥灰突水最主要的导水通道之一。为了有效的封堵由断层产生的导水通道,冀中能源股份有限公司邯郸郭二庄矿采用地面定向钻进结合地面注浆技术,对已探查出的采煤工作面附近的张性断层(F292断层)进行注浆加固改造,最终达到封堵断层导突水裂隙、降低奥灰突水风险的目的。实践结果表明,该项工程的实施有效的对F292断层导水性进行改造治理,实现安全生产。     

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。     

运用样条插值函数分析计算帷幕注浆的堵水率

根据铜录山地区历年降雨量对矿坑涌水量的影响情况,运用样条插值函数对建帷幕前降雨量与排水量的关系进行了计算、研究与分析,得出了它们在各降雨区间上的函数关系;提出了一种能较好地计算堵水率,评价帷幕注浆效果的方法。利用该法对铜录山矿帷幕注浆堵水率进行计算,表明该法是一种行之有效的方法。