淺談帷幕注漿技術(shù)在礦山防治水中的應(yīng)用

劉延博

（五礦礦業(yè)控股有限公司質(zhì)量計(jì)量中心，安徽 合肥 230000）

1 帷幕注漿

帷幕灌漿是一種漿料技術(shù)，利用液壓或氣壓根據(jù)預(yù)計(jì)的濃度通過(guò)特殊的灌漿孔將漿料固化，然后壓入指定的巖土層中以填充巖石和土壤。目的中的裂縫或孔隙旨在改善所注入物體的物理和機(jī)械性能，以滿足各種工程類型的需求。礦山的其他實(shí)例證明，使用幕簾注漿技術(shù)減少礦井的排水并防止其坍塌是可能且經(jīng)濟(jì)的。在嚴(yán)重缺水的時(shí)候，礦業(yè)公司應(yīng)得到提拔，保護(hù)水資源至關(guān)重要。

2 龍?zhí)裂罔F礦水文地質(zhì)條件

第四紀(jì)沖積沉積物覆蓋了礦山的表層，下伏的地層是上，中段（T2h1，T2h2）以及第三級(jí)高等教育（N）和中黃黃麻青的徐家山（T2x）地層。該礦床位于魚(yú)塘fu背斜的西北翼和金龍巖漿巖洞的西北部，主要位于中徐徐家山三疊紀(jì)組的巖石depression陷中和與之接觸的區(qū)域。巖體。礦體位于凹形結(jié)構(gòu)的底部，位于鈉石英閃長(zhǎng)巖與中濟(jì)徐家山三疊系地層接觸帶的巖體凹陷中。徐家山組的裂隙巖溶含水層是主體礦體的直接頂部和底部，富含裂隙巖溶水，即礦坑的主要含水層。沉積物的地表水體均在第四紀(jì)以上，第四紀(jì)上部的粘性土壤層厚度為20m-25m，對(duì)水的滲透性極低，可以作為 阻水層，因此對(duì)沉淀物充水的影響很小。

（1）具有含水層特征的礦床位于湯塘背斜的西北翼和金龍巖漿穹頂?shù)奈鞅辈糠?，主要分布在新疆三疊紀(jì)的巖石凹陷中。須與徐家山和中徐地區(qū)接觸的巖體。根據(jù)前人的水文工程研究數(shù)據(jù)，地層巖性及其含水特征描述如下。

①第四紀(jì)含水層的上部由灰黃色的粘性土，灰黑色的粉質(zhì)土和厚度為20至25 m的沙沙細(xì)砂晶組成。且深達(dá)42 m。富含水的水極低，可以認(rèn)為是相對(duì)疏水的局部層。中間部分由細(xì)灰砂和中等粗砂組成，厚度變化很大，一般在5至10 m之間，最厚的是23 m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，該層含水量豐富，入水量為0.171/s·m，滲透系數(shù)為1.67m/d。下部是一層礫石，厚度為10-20m，通常約為10m，但在新的沉積洼地中，路基層和礫石的總平均厚度它約為20m，最大厚度為50m。該層含水豐富，單位入水量為0.976l/s·m，滲透系數(shù)為5.581m/d。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，單位流入量約為21/s·m，單孔出水量可達(dá)943.06-1036.63m3/d。②第三紀(jì)含水層分布在該礦床西北部的新近紀(jì)構(gòu)造凹陷中，埋在第四紀(jì)體系之下，與中華黃馬慶三疊紀(jì)地層不整合。③中華黃馬慶三疊紀(jì)組的裂隙含水層分布在該礦床的南北，位于背斜兩側(cè)，主要在黃馬青組的中下部，具有泥巖巖性，泥質(zhì)粘土粉塵和粉末。砂質(zhì)泥巖和粉砂巖在平面上呈條狀分布，厚度為0m～230 m，該層的上部為3m～5m的古氣象區(qū)。前蝕變帶以下的巖石堅(jiān)硬完整，不發(fā)育裂縫，鉆井過(guò)程中沒(méi)有明顯的沖洗液消耗，下部巖性主要包括鈉長(zhǎng)石角質(zhì)巖，粉化粉砂巖和黏土壤土。④三疊系中統(tǒng)須家山組的裂隙巖溶含水層分布在沉積的南部，位于背斜核上，與第四系全新世砂礫礫石層直接接觸，兩翼覆蓋了巖性為灰色白云巖，白云巖灰?guī)r，石灰?guī)r，泥灰?guī)r，熱變質(zhì)為巖角，大理石，白云巖大理石和少量角礫巖（鈣膠結(jié)）。它以條帶形式分布在平面上，并且分層厚度為40m～200 m。通常，該層的溶蝕孔和溶蝕裂縫相對(duì)較發(fā)達(dá)：溶蝕孔的直徑一般為1m～2m，富含水的水強(qiáng)但不均勻。⑤石英石英閃長(zhǎng)巖破裂的含水層分布在礦床的南部，位于反斜軸上，埋在三疊系徐家山組之下，局部隆起與砂礫直接接觸。巖性為石英石英閃長(zhǎng)巖，接觸區(qū)位于巖體頂部。由于成巖裂縫的發(fā)展，強(qiáng)烈的蝕變和某些碳酸鹽捕集體的包裹，富含水的水明顯與巖體下部相比有所改善。厚度在30m～60 m左右，巖體堅(jiān)硬而完整，不產(chǎn)生裂縫，在鉆井過(guò)程中沒(méi)有明顯消耗沖洗液。

（2）根據(jù)地質(zhì)工程井眼，礦體周圍巖石的喀斯特地貌較為發(fā)達(dá)，主要為大理石，白云巖，磁鐵礦和三疊紀(jì)中家須—徐家山組的縫隙，主要存在于溶洞中。在0.2到0.8 m之間，單個(gè)洞穴的高度為3.2 m，并且這些洞穴大部分為半填滿的-沒(méi)有填滿，巖溶裂隙豐富。同時(shí)，在井筒和巷道的開(kāi)挖多年中，巖溶沉積的發(fā)育和分布具有一定規(guī)律性：飛機(jī)的巖溶發(fā)育主要分布在構(gòu)造斷裂附近，像北-北-西北斷層和礦石。在接觸帶與巖石地層之間的不整合帶附近，如南風(fēng)井120 m平坦路和120 m平坦路，比其他水平平均巖溶和主，副井發(fā)育得更快。在-320 m以下，巖溶發(fā)育明顯減弱，但局部受構(gòu)造斷層影響，巖溶發(fā)育程度更高，如次生井北端巖溶裂隙的最大寬度。-280 m，達(dá)到25 cm，而在某些巖溶發(fā)育區(qū)域中，巖溶發(fā)育的分布在同一水平，同一巖石水平上是不均勻的。

（3） 防治水現(xiàn)狀，目前井下巷道通過(guò)導(dǎo)水破碎（裂隙）帶、灰?guī)r含水層或有涌水可能的礦巖接觸帶，均停止施工，構(gòu)筑擋水墻注漿封堵。在超前探水工作，嚴(yán)格執(zhí)行“有疑必探”，掌子面布置4—6個(gè)探水孔，孔深均為50m。超前探水孔出水量小于6 m3//h時(shí)進(jìn)行強(qiáng)排，大于6m3/h時(shí)進(jìn)行注漿封堵。注漿結(jié)束后施工注漿質(zhì)量檢查孔，檢查注漿質(zhì)量，再?zèng)Q定是否掘進(jìn)。措施井-320m中段水泵平均開(kāi)泵時(shí)間為14.6h/d，矩形堰量測(cè)的平均涌水量為1460 m3/d。如果水泵工作時(shí)間調(diào)整為20h/d，可滿足-320m中段巷道涌水量增加20 m3/h的排水需求?？梢罁?jù)此數(shù)據(jù)作為鉆孔出水量注漿的依據(jù)。

3 漿液輸送與注漿

（1）漿液輸送，在地面建一個(gè)制漿站，對(duì)漿液進(jìn)行調(diào)配、攪拌后經(jīng)管道分別輸送至各水平中段，再經(jīng)過(guò)水平管道輸送至注漿工作面，在注漿工作面通過(guò)攪拌桶將地面輸送的漿液進(jìn)行二次攪拌，完成注漿的輸送過(guò)程。然后再用注漿泵將漿液輸至需要注漿的鉆孔中進(jìn)行注漿。

（2）灌漿，改變泥漿濃度的原理：泥漿首先利用泥漿的原理，然后利用濃肥改變泥漿的濃度。初始濃度取決于巖石單元的吸水率。通常，在沒(méi)有連續(xù)壓力的情況下，在破裂的巖石層中密封30至40分鐘，然后使用濃污泥。當(dāng)水灰比不為1：1時(shí)，間歇灌漿約為50 m3。間歇時(shí)間在灌漿初始設(shè)置之后。在最終調(diào)整之前，如有必要，可以采取其他措施。。在密封過(guò)程中，應(yīng)特別注意體積和密封壓力的變化，并且應(yīng)每30分鐘記錄一次壓力觀察值。當(dāng)密封中斷時(shí)間可能超過(guò)污泥膠凝時(shí)間時(shí)，應(yīng)在將污泥凝膠用清水沖洗之前將泥漿從注入管線系統(tǒng)中排出，這是造成泥漿的原因。確定中斷后，消除故障，一旦完成處理，即可恢復(fù)灌漿。

（3）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，注漿孔單液注漿時(shí)，在設(shè)計(jì)的終值壓力下，注漿段吸漿量小于20～35 L/min，持續(xù)30min后，即可結(jié)束注漿。結(jié)束后，將注漿管中的漿液用清水清洗干凈，防止注漿管道堵塞。并將剩余漿液妥善處理，避免污染環(huán)境。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)注漿，井下出水量明顯減少，礦體周圍形成隔水帷