大水金属矿山防治水综合技术方法的研究

阐述了国内大水金属矿山防治水技术的现状,论述了疏干排水、地面矿区帷幕注浆和井下近矿体帷幕注浆3种最常用防治水技术方法,并指出帷幕注浆是大水金属矿山防治水的发展方向,近矿体帷幕注浆将得到进一步推广应用。     

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。     

复杂大水矿床建设井巷过断层突水防治技术

矿山防治水是矿山井下建设的重要环节,白象山铁矿是复杂大水金属矿床,为综合防治巷道过断层时突水,在查清该矿水文地质条件及矿床突水规律的基础上,提出突水防治的依据与防治方法,并以此为依据,完成了帷幕注浆堵水治水方案。对类似特殊水文地质条件下的矿山开采具有一定的借鉴意义。     

帷幕注浆工程大裂隙注浆材料及注浆工艺研究

以邯郸钢铁集团公司中关铁矿深孔帷幕注浆工程为背景,在分析其水文地质、岩层、构造等地质特性的基础上,通过室内实验,筛选了适合大裂隙地层注浆的掺合料及外加剂。同时,根据不同的钻孔地质条件改进了传统的注浆工艺,改良后的注浆浆液和注浆工艺,不仅适应大裂隙注浆,也满足矿山堵水要求,而且具有较好的可操作性,提高了注浆效率,同时为深孔帷幕注浆工程提供了借鉴。     

帷幕注浆工程大裂隙注浆材料及注浆工艺研究

以邯郸钢铁集团公司中关铁矿深孔帷幕注浆工程为背景,在分析其水文地质、岩层、构造等地质特性的基础上,通过室内实验,筛选了适合大裂隙地层注浆的掺合料及外加剂。同时,根据不同的钻孔地质条件改进了传统的注浆工艺,改良后的注浆浆液和注浆工艺,不仅适应大裂隙注浆,也满足矿山堵水要求,而且具有较好的可操作性,提高了注浆效率,同时为深孔帷幕注浆工程提供了借鉴。     

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。     

大水矿床注浆防水帷幕厚度的确定

对于矿体顶板为强含水层的大水矿床，直接在矿体内钻孔进入含水层，注浆形成防水帷幕是一项正在研究中的新技术，注浆帷幕体厚度的确定没有类似的工程实例参照，本文根据岩体力学和弹性力学理论，结合业庄铁矿防治水的工程实例，将注浆帷幕体分为有效和无效两部分，分别进行计算，计算结果用于实践，取得了良好效果。     

铁矿床开采井下近矿体帷幕注浆技术及应用

莱新铁矿是岩溶大水矿山,原采用以疏干排水为主、局部堵水的防治水方法,发现无法将矿区地下水位疏干到安全采矿的水平,效果不明显。经论证采用井下近矿体帷幕注浆的防治水方案,通过实施穿脉水平探水钻孔注浆、顶板加密注浆以及群孔注浆技术,并选用合适的注浆技术参数,堵水效果显著。实践表明,井下近矿体帷幕注浆技术可以用于岩溶大水矿山的水害治理,堵水效果好,经济社会效益和环境效益显著。     

我国金属矿山防治水技术的现在与未来

我国大量的有色金属资源赋存于广泛分布的石灰岩溶地区,这些地区的岩溶水对矿山生产与安全带来严重的威胁。因此,矿山防治水工作显得格外突出和重要。多年来,业已采用的防治水技术有矿床疏干技术和帷幕注浆技术。单一的疏于技术已被我国金属矿山广泛应用;而采用疏、堵结合的大规模综合治理方案,在岩溶地区的一些大水矿山也逐渐推广应用。实践证明,帷幕注浆技术的实施既可减少矿井的涌水量,又可有效地保护环境,因而是一种具有良好发展前景的治水方案。     

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.     

基于灰色-回归对帷幕注浆影响因素相关性分析

云南昆明某露天矿随着采矿延深,地下水涌水量逐步增大使得开采难度提高,为了治理矿山水害,现场选取了局部试验段进行帷幕注浆堵水试验,基于现场物探、钻孔成像、声波测试、压水试验等方式取得的相关数据,选取以每米吃浆量为因变量,注前透水率、水灰比、段长、注浆压力、钻孔深度为自变量参数进行灰色关联性分析和多元回归分析,得出试验段钻孔每米吃浆量及其相关参数的回归方程及关联度,为矿山后续大规模帷幕注浆的注浆工艺和注浆过程参数控制提供借鉴,也为后续岩溶地区节理化裂隙帷幕注浆参数选取方面提供参考价值,为矿山的安全生产提供保障。     

地面顺层孔注浆技术在帷幕截流工程中的应用

为了解决朱仙庄煤矿8煤顶板五含水害问题，提出了“帷幕截流，疏干开采”的治理思路，基于地面顺层孔注浆技术研究了大埋深、巨厚层、极强富水岩溶含水层帷幕截流技术，提出了双排平行错位布孔、内外交叉检验的钻孔方式以及前进式控压、多回次控量注浆的注浆控制工艺，运用 “分序孔注浆指标对比分析—地面钻孔检查—井下放水验证”的三阶段质量检验方法验证了帷幕截流效果。结果表明：地面定向顺层孔注浆可实现煤矿大埋深、巨厚层、极强富水溶隙裂隙含水层的帷幕经济高效建造|注浆改造后的岩石抗压强度提高1.6MPa，孔隙率降低77.5%，弹性模量、密度也略有提高，透水率小于1Lu，注浆效果良好|放水验证帷幕过水量小于40m3/h，截流率大于98%，内外水位差大于350m，帷幕截流效果良好且运行稳定。     

深埋富水岩溶隧道帷幕注浆参数优化分析

深埋富水岩溶隧道在施工过程中经常会发生突水和涌泥,严重影响施工进度,甚至会发生严重事故,造成重大经济损失.对于深埋富水地区的隧道,如何有效控制涌水,保证围岩稳定,对工程建设的安全有着重要的影响.以成都至贵阳的应山岩隧道富水段为例进行了模拟研究,利用有限元软件ABAQUS对隧道帷幕注浆进行数值模拟分析,通过对数据进行分析...     

多水矿山地下采矿注浆堵水技术及案例分析

涌水量特别大、水文地质条件复杂的矿山不适合采用先疏干、后采矿的传统技术。通过地下矿山防治水技术研究与开发,采用坑内近矿体顶板灰岩注浆堵水技术进行治理涌水问题,取得了较好的成效。该技术的总体思路是对近矿体顶板灰岩岩溶裂隙充塞、密实,将灰岩连接加固形成隔水层,使之形成平行与矿体的倾斜隔水帷幕,防止地下水进入采场。本研究结合实例分析多水矿山地下采矿注浆堵水技术的设计思路、实施方法和应用成效。根据矿床、矿体和矿物特征和矿区水文地质条件,论述了工程布置和钻探注浆工程量统计方法,解析了注浆层安全厚度的确定、顶板注浆堵水工艺设计、注浆方式和注浆段高、压水试验、注浆顺序、注浆参数等注浆技术参数等确定原则和方法。     

张马屯铁矿区既有阻水帷幕薄弱区治理技术方案

针对张马屯铁矿矿区既有帷幕薄弱区的裂隙涌水、破碎地层等结构薄弱部分开展了综合治理方案探索。通过对帷幕、地质、涌水及钻孔资料的分析,结合物探、井下及钻孔探测进行了全面地质分析,确定了区域水力补给水平、帷幕薄弱段位置、不良构造形态及富水空间分布情况,结合各施工要素确定了精准治理思路,根据“物探先行、钻探跟进”思路,提出了矿体帷幕薄弱区综合治理技术方案。研究表明：①帷幕补注浆方法对于帷幕稳定性治理具有积极作用,减水效果明显;②基于物探-钻探的帷幕区薄弱段综合分析手段,能够对帷幕薄弱性进行较为准确和可靠的评价,辅以材料选用等手段可以为注浆治理提供科学依据。张马屯铁矿既有帷幕薄弱区在经过综合治理后减水效果显著,破碎岩体耐压强度提高、涌水减少,治理成效明显,可为同类工程实践提供参考。     

复杂富水环境下帷幕注浆工程布设及工艺优化

帷幕注浆工程可以有效截断开采区域的地下水补给,为安全开采复杂富水环境下的矿体创造条件。在对矿区水文地质环境详细勘察的基础上,通过现场工业试验,以堵水率为评价指标,分析注浆工程在不同帷幕线路和注浆参数下的堵水效果。通过优化帷幕注浆线路和布设参数,采用分区不等距大孔距布设注浆孔的方式,降低了36.01%的钻探工程量;遴选了改性黏土固化浆(90%)和粉煤灰固化浆(10%)作为注浆材料,降低了帷幕工程成本。研究结果表明:注浆帷幕两侧的水位差最高达40.6 m,堵水率达77.96%,帷幕注浆工程达到了预期堵水效果。     

中关铁矿堵水帷幕模型的建立及其稳定性分析

为保护地下水资源,合理开发矿产资源,采用全封闭的注浆堵水帷幕堵截地下水是保证大水矿山正常开采的一种有效的技术措施。在井巷施工及矿体开采过程中,需对帷幕内围岩进行疏干排水,随着疏干排水的进行,势必会在帷幕内外形成一定的水力梯度,这将对帷幕的稳定性产生很大的不利影响。结合中关铁矿注浆堵水帷幕工程,根据矿区的水文地质资料、工程地质资料和钻孔资料,建立堵水帷幕区域的三维地质模型、三维可视化模型和三维力学计算模型,并对帷幕内围岩疏干排水引起的应力响应进行分析。结果表明：疏干排水使堵水帷幕区域的应力场发生了明显的改变,疏干排水对西侧和西南侧帷幕的扰动较为明显。     

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。