徐楼铁矿注浆效果分析

腾永波

(淮北徐楼矿业有限公司, 安徽淮北市 235000)

徐楼铁矿注浆效果分析

腾永波

(淮北徐楼矿业有限公司, 安徽淮北市 235000)

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。

帷幕注浆;涌水量;充水因素

1 矿井概况

徐楼铁矿水文地质条件复杂,矿体围岩为大理岩(灰岩)含水层,岩溶裂隙、溶洞较发育,含水丰富,矿区东部灰岩露头区接受大气降雨的直接补给,迳流条件良好,水文地质条件复杂,矿坑涌水量大[1],增大了矿山开采的难度。

徐楼铁矿从2007年8月开始深孔探水和井下帷幕注浆,取得了显著成效。基本上查清了顶板灰岩含水层主要构造裂隙发育情况、地下水分布规律等水文工程地质特征,其中0,1,2采区帷幕注浆已结束,经检查孔证实,已无灾害性水患,可安全采矿。

2 矿坑充水因子

徐楼铁矿水文地质条件复杂,充水因子有3个:

(1)奥陶系大理岩含水层是矿体的直接顶板与围岩,顶部为风化带,岩溶裂隙发育,与断层一起形成裂隙网络,含水丰富,是矿床开采的直接充水因素;

(2)矿区地质钻孔封孔质量差,第四系砂层中孔隙水及大理岩含水层裂隙岩溶承压水可通过未封好的钻孔直接灌入井下工作面,矿山几十个地质钻孔成了矿坑的第2个直接充水因素;

(3)第四系松散岩层孔隙水含水层为矿床的间接充水因素。因一矿带顶板基岩较薄,部分块段只有十几米、二十米,且上部还有风化带,第四系松散岩层孔隙水局部地段可通过大理岩含水层间接充水矿坑。

3 注浆堵水效果分析

在0,1,2采区施工前期超前探水钻孔和帷幕注浆孔327个,孔深35～60m,钻孔涌水量一般为50～100m3/h,少部分钻孔涌水量达200～300 m3/h,部分钻孔涌水量小于50m3/h,个别钻孔见漏水或渗水,很少见到没有水的钻孔。注入水泥约1万t。单孔最大注浆量达722.2t,单位钻孔注入量达0.7t/m,充分说明徐楼铁矿矿床大理岩含水层岩溶裂隙十分发育,地下水静、动储量丰富。

在前期超前探水钻孔和帷幕注浆孔注浆结束后,为了检验前期效果,在0,1,2采区施工了39个加密孔,也是检查孔。

各孔孔深30～50m,出水量小于5m3/h,多数钻孔涌水量0.5～2m3/h,部分钻孔都未见水或未见漏水、渗水。后期加密孔与前期钻孔相比,其出水量明显降低,说明大部分导水裂隙已被封堵,前期注浆有效。后又在加密孔内注入水泥约1000t。

为了检验最后注浆效果,在0,1,2采区施工了垂直探矿孔及长锚索孔。0采区1,2,3采场施工锚索孔30个,进入灰岩10m,基本无水。1采区1-4KF、1-5KF、1-7KF、1-10KF采场施工探矿孔32个,进入灰岩6m,其中只有1孔出水0.2m3/h,其余孔无水。2采区2-2KZ、2-3KZ、2-4KZ采场打了12个探矿孔,进入灰岩4m,无水。

从井下现场看,实施帷幕注浆工程之前,井下到处出现涌水、漏水或渗水现象,而现在井下基本见不到渗水现象,同时,从井下揭露巷道可看到,大部分的导水裂隙中都可见到水泥结石,断层两盘被水泥胶结,部分检查孔也取到了水泥结石。

对导通地面且封孔不良的老钻孔,已实施了封堵。工作面揭露A63、A52、A55、A58孔已无水,孔内见水泥结石。2采区A55孔水泥浆甚至渗出地面,凝固后成了混凝土。在掘进巷道中,探水钻孔5次,都未出水,说明注浆封死了老钻孔。

4 帷幕注浆后井下涌水量变化情况

2008年1月～12月,我矿平均涌水量143 m3/h,最大涌水量182m3/h。2009年1月～10月平均涌水量166m3/h,最大涌水量212m3/h(涌水量达到最大是由于井下钻孔出水没有及时封堵造成的),最近减少到140m3/h。也就是说注浆前涌水量为143m3/h,注浆后开采面积增加了一大片,涌水量并没有增加,特别是从2009年1月～11月涌水量明显减少。假如不注浆,现在涌水量可能达到1000m3/h,甚至突水,给我矿带来灾害性后果。

[1]安徽省地质局325队.安徽省濉溪铁矿徐楼矿区水文地质补充报告[R].淮北:安徽省地质局325队,1973,11.

[2]辛小毛,王 亮.大水金属矿山防治水综合技术方法的研究[J].矿业研究与开发,2009,29(2).

[3]曾先贵,辛小毛,等.被盗采矿体开采水害防治技术措施[J].采矿技术,2009,9(3):56～58.

2010-01-26)

腾永波(1969-),男,工程师,山东济南人,从事水文地质和工程地质研究。