浅谈帷幕注浆技术在矿山防治水中的应用

2019-02-09刘延博

世界有色金属 2019年21期

刘延博

（五矿矿业控股有限公司质量计量中心，安徽合肥 230000）

1 帷幕注浆

帷幕灌浆是一种浆料技术，利用液压或气压根据预计的浓度通过特殊的灌浆孔将浆料固化，然后压入指定的岩土层中以填充岩石和土壤。目的中的裂缝或孔隙旨在改善所注入物体的物理和机械性能，以满足各种工程类型的需求。矿山的其他实例证明，使用幕帘注浆技术减少矿井的排水并防止其坍塌是可能且经济的。在严重缺水的时候，矿业公司应得到提拔，保护水资源至关重要。

2 龙塘沿铁矿水文地质条件

第四纪冲积沉积物覆盖了矿山的表层，下伏的地层是上，中段（T2h1，T2h2）以及第三级高等教育（N）和中黄黄麻青的徐家山（T2x）地层。该矿床位于鱼塘fu背斜的西北翼和金龙岩浆岩洞的西北部，主要位于中徐徐家山三叠纪组的岩石depression陷中和与之接触的区域。岩体。矿体位于凹形结构的底部，位于钠石英闪长岩与中济徐家山三叠系地层接触带的岩体凹陷中。徐家山组的裂隙岩溶含水层是主体矿体的直接顶部和底部，富含裂隙岩溶水，即矿坑的主要含水层。沉积物的地表水体均在第四纪以上，第四纪上部的粘性土壤层厚度为20m-25m，对水的渗透性极低，可以作为阻水层，因此对沉淀物充水的影响很小。

（1）具有含水层特征的矿床位于汤塘背斜的西北翼和金龙岩浆穹顶的西北部分，主要分布在新疆三叠纪的岩石凹陷中。须与徐家山和中徐地区接触的岩体。根据前人的水文工程研究数据，地层岩性及其含水特征描述如下。

①第四纪含水层的上部由灰黄色的粘性土，灰黑色的粉质土和厚度为20至25 m的沙沙细砂晶组成。且深达42 m。富含水的水极低，可以认为是相对疏水的局部层。中间部分由细灰砂和中等粗砂组成，厚度变化很大，一般在5至10 m之间，最厚的是23 m。根据区域水文地质资料，该层含水量丰富，入水量为0.171/s·m，渗透系数为1.67m/d。下部是一层砾石，厚度为10-20m，通常约为10m，但在新的沉积洼地中，路基层和砾石的总平均厚度它约为20m，最大厚度为50m。该层含水丰富，单位入水量为0.976l/s·m，渗透系数为5.581m/d。根据区域水文地质资料，单位流入量约为21/s·m，单孔出水量可达943.06-1036.63m3/d。②第三纪含水层分布在该矿床西北部的新近纪构造凹陷中，埋在第四纪体系之下，与中华黄马庆三叠纪地层不整合。③中华黄马庆三叠纪组的裂隙含水层分布在该矿床的南北，位于背斜两侧，主要在黄马青组的中下部，具有泥岩岩性，泥质粘土粉尘和粉末。砂质泥岩和粉砂岩在平面上呈条状分布，厚度为0m～230 m，该层的上部为3m～5m的古气象区。前蚀变带以下的岩石坚硬完整，不发育裂缝，钻井过程中没有明显的冲洗液消耗，下部岩性主要包括钠长石角质岩，粉化粉砂岩和黏土壤土。④三叠系中统须家山组的裂隙岩溶含水层分布在沉积的南部，位于背斜核上，与第四系全新世砂砾砾石层直接接触，两翼覆盖了岩性为灰色白云岩，白云岩灰岩，石灰岩，泥灰岩，热变质为岩角，大理石，白云岩大理石和少量角砾岩（钙胶结）。它以条带形式分布在平面上，并且分层厚度为40m～200 m。通常，该层的溶蚀孔和溶蚀裂缝相对较发达：溶蚀孔的直径一般为1m～2m，富含水的水强但不均匀。⑤石英石英闪长岩破裂的含水层分布在矿床的南部，位于反斜轴上，埋在三叠系徐家山组之下，局部隆起与砂砾直接接触。岩性为石英石英闪长岩，接触区位于岩体顶部。由于成岩裂缝的发展，强烈的蚀变和某些碳酸盐捕集体的包裹，富含水的水明显与岩体下部相比有所改善。厚度在30m～60 m左右，岩体坚硬而完整，不产生裂缝，在钻井过程中没有明显消耗冲洗液。

（2）根据地质工程井眼，矿体周围岩石的喀斯特地貌较为发达，主要为大理石，白云岩，磁铁矿和三叠纪中家须—徐家山组的缝隙，主要存在于溶洞中。在0.2到0.8 m之间，单个洞穴的高度为3.2 m，并且这些洞穴大部分为半填满的-没有填满，岩溶裂隙丰富。同时，在井筒和巷道的开挖多年中，岩溶沉积的发育和分布具有一定规律性：飞机的岩溶发育主要分布在构造断裂附近，像北-北-西北断层和矿石。在接触带与岩石地层之间的不整合带附近，如南风井120 m平坦路和120 m平坦路，比其他水平平均岩溶和主，副井发育得更快。在-320 m以下，岩溶发育明显减弱，但局部受构造断层影响，岩溶发育程度更高，如次生井北端岩溶裂隙的最大宽度。-280 m，达到25 cm，而在某些岩溶发育区域中，岩溶发育的分布在同一水平，同一岩石水平上是不均匀的。

（3）防治水现状，目前井下巷道通过导水破碎（裂隙）带、灰岩含水层或有涌水可能的矿岩接触带，均停止施工，构筑挡水墙注浆封堵。在超前探水工作，严格执行“有疑必探”，掌子面布置4—6个探水孔，孔深均为50m。超前探水孔出水量小于6 m³//h时进行强排，大于6m³/h时进行注浆封堵。注浆结束后施工注浆质量检查孔，检查注浆质量，再决定是否掘进。措施井-320m中段水泵平均开泵时间为14.6h/d，矩形堰量测的平均涌水量为1460 m³/d。如果水泵工作时间调整为20h/d，可满足-320m中段巷道涌水量增加20 m³/h的排水需求。可依据此数据作为钻孔出水量注浆的依据。

3 浆液输送与注浆

（1）浆液输送，在地面建一个制浆站，对浆液进行调配、搅拌后经管道分别输送至各水平中段，再经过水平管道输送至注浆工作面，在注浆工作面通过搅拌桶将地面输送的浆液进行二次搅拌，完成注浆的输送过程。然后再用注浆泵将浆液输至需要注浆的钻孔中进行注浆。

（2）灌浆，改变泥浆浓度的原理：泥浆首先利用泥浆的原理，然后利用浓肥改变泥浆的浓度。初始浓度取决于岩石单元的吸水率。通常，在没有连续压力的情况下，在破裂的岩石层中密封30至40分钟，然后使用浓污泥。当水灰比不为1：1时，间歇灌浆约为50 m3。间歇时间在灌浆初始设置之后。在最终调整之前，如有必要，可以采取其他措施。。在密封过程中，应特别注意体积和密封压力的变化，并且应每30分钟记录一次压力观察值。当密封中断时间可能超过污泥胶凝时间时，应在将污泥凝胶用清水冲洗之前将泥浆从注入管线系统中排出，这是造成泥浆的原因。确定中断后，消除故障，一旦完成处理，即可恢复灌浆。

（3）注浆结束标准，注浆孔单液注浆时，在设计的终值压力下，注浆段吸浆量小于20～35 L/min，持续30min后，即可结束注浆。结束后，将注浆管中的浆液用清水清洗干净，防止注浆管道堵塞。并将剩余浆液妥善处理，避免污染环境。