礦山帷幕注漿施工工藝分析

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摘要：隨著礦山工程的逐漸深入，在礦山開采中溶洞以及采空區等一些特殊性的地層施工數量逐漸在增多，這些地形地質相對特殊，在施工中會增加施工難度。為了提升施工質量，保證施工安全，在進行礦山施工中要加強對特殊地層施工分析，合理的應用帷幕注漿技術手段，基于此，文章主要對礦山帷幕注漿特殊地層施工工藝進行了分析研究。

關鍵詞：礦山；帷幕注漿；特殊地層；施工工藝

在礦山開采中合理應用帷幕注漿手段可以提升礦產資源開采合理性及效率。在工程施工中通過周圍巖裂隙填充一些高強度水泥等相關填充物的方式達到形成止水帷幕的目的，有效的切斷礦體內外產生的水循環[1]。通過此種技術進行處理針對溶洞以及采空區的特殊狀況合理的處理，明確施工重點，可以提升施工質量，保證礦山開采質量與效果。

1案例分析

（1）工程地點。新橋礦位于安徽省銅陵縣新橋鄉，礦區內有“701”鐵路專線，至順安與蕪湖銅陵線相連，交通便利。（2）災害成因。銅化集團新橋礦業多以硫為主，伴生多種金屬元素，屬于大型露天以及地下聯合類型的礦山。礦區水文地質條件復雜，礦區東翼主要通過露天方式進行開采作業，在即將達到露采最終標高的時候則就要擬轉入井下開采，如果不采取有效堵水措施，將面臨地表塌陷、河水倒灌等嚴重的井下礦山地質災害隱患[2]。為防止井采過程中出現水害事故，要合理應用礦體帷幕注漿技術，從根本上解決井采涌水量大的問題，保證井采的安全。

2礦山帷幕注漿工藝

礦山帷幕注漿就是通過高強度的水泥混合物進行裂隙的填充處理方式，在實踐中先通過鉆孔處理，然后通過配置好的高強度水泥漿液與混合漿液在高壓注漿泵的作用之下灌注，將其填充到裂縫中，在漿液凝固之后則就會形成止水帷幕，進而降低安全隱患問題。（1）礦山帷幕注漿特殊地層處理。第一，加強對礦山地質環境的勘察分析，獲得地質以及水文數據參數。在帷幕注漿施工中要做好對周邊地質狀況的調查分析，通過超前探測的方式制定符合工程實際狀況的方案，確定注漿參數信息。有效避免因為地質信息失真而造成的風險隱患。第二，專業人員要做好圖紙設計，根據標準做好審核。第三，做好材料調查分析與選取，提升水泥強度以及標準。（2）放線作業。第一，利用全站儀、GPS技術等技術實現現場精準測量，誤差為0.5m；反腐核對分析測量數據，提升數據精準性。第二，選擇工藝以及技術，通過大直徑鉆具進行處理發現潛在的裂隙問題。第三，做好鉆機轉速、壓力表等參數的控制，合理調整垂直度，保障滿足標準要求。（3）注漿參數控制。第一，針對復雜的地質狀況要根據三序次注漿法做好注漿處理。第二，分析漿液配置，要加強對水泥、粉煤灰以及水玻璃等材料的處理，嚴格采購，根據設計方案做好漿液配置處理。第三，驗收處理，完成作業之后根據標準要求進行檢驗分析[3]。在此案例中帷幕工程從2015年6月開始施工，截至2017年8月，帷幕外排孔、內排孔全部施工完畢，根據已完工的外排孔的鉆探資料分析，49號～67號的松散砂層很厚，注漿量大，基巖接觸面可能為成片大型溶洞，施工特別困難，該段的第1序孔在2015年7月帷幕開始施工時就全面鋪開，由于砂層太厚，頻繁發生孔內事故。另外，根據原設計帷幕東部端點孔67號孔的鉆探地質資料，該孔透水性很好的松散層厚達168.5m，還存有厚達135.24m的灰巖，因此L2X-67孔未到隔水邊界，故帷幕線東端必須延長。長沙礦山研究院根據水文、地質、物探資料，進行了帷幕延長線及增加水文觀測孔工程的設計，新增注漿孔20個，水文觀測孔2個，加密孔20個。（4）洗孔、壓水實驗。壓水實驗前期要通過水泵進行孔內孔壁、巖粉沖洗，保證回水澄清之后及時進行壓水實驗，了解巖層滲漏狀況，如果其存在問題則就要在進行沖洗20min左右，在處理中要做好各個巖層中吸水量的記錄處理。在實驗中通過單點法壓水處理，水壓力通過1.5Mpa～2Mpa，每間隔2min要對其進一次流量數值記錄分析，如果在水壓穩定之后分析其最大差值低于平均流量，則就要停止實驗，根據結果進行水灰比配置。（5）注漿工藝。此礦山地質結構較為復雜，在處理中通過分段灌注進行施工，通過42mm的灌注鉆桿進行注漿處理，其主要工藝要點如下：①安放止漿塞。止漿塞在完整的地層中安放，保證其與注漿段距離間隔為2m～3m，便于各個孔的重復性注漿處理，進而保證注漿的質量。②注漿段長控制。維持注漿壓力不變，注漿段越長則其注漿半徑則越小，帷幕墻的范圍就會受到不同程度的影響，在注漿中要根據其具體的透水性合理的進行注漿段的縮短或者延長處理。③灌漿壓力。注漿壓力控制中重點分析孔深參數、巖性參數、地下水埋深等多種因素合理的進行壓力的控制。在施工中要根據前期工作勘察資料合理的進行各個注漿段的注漿壓力表控制處理。④封孔。通過有壓封孔處理，通過在孔口位置的5.0m～10.0m位置上安裝止漿塞，單獨配置封孔的注漿液。通過0.5：1的純水泥漿液進行處理，在封孔結束之后要根據規范要求進行填平處理。（6）效果檢查。全部注漿結束之后要根據規范要求進行漿液滲透以及其固結狀況檢查，保證其符合注漿要求。在孔內的出水量小于每分鐘0.15L的時候，巖體物理力學指標顯著提高的時候則可以進行下一輪的注漿處理。如果其不符合注漿設計的要求，則就要適當的補充注漿，直至其符合注漿要求。（7）大溶洞以及大縫隙的處理。做好洗孔以及壓力等相關試驗，基于標準要求進行漿液濃度調整，避免高壓注漿處理不足而造成的漿液浪費問題。對此，在進行大溶洞以及大裂隙的注漿處理中要加強對壓力的控制。溶洞以及裂隙相對較大其凝固時間較長，在處理中要通過間歇注漿的方式進行控制。在處理中，注漿時間高于8h之后要適當的停止一段時間，在漿液凝固一段時間之后再次進行注漿處理。

3結束語

礦山地質環境地質結構較為復雜，其存在著一定的溶洞等隱蔽性結構增加了開采難度。通過帷幕注漿的方式進行處理可以有效的解決此種問題，利用高強度的水泥作為填充物形成一個止水帷幕，可以有效的切斷礦山中的內外水循環，進而保證礦山作業的正常性。礦山帷幕注漿具有一定的實踐性，在礦山采礦施工中要基于實際狀況加強對施工工藝分析，了解其應用重點，加強對鉆孔、注漿以及防滲檢測處理，嚴格根據標準要求進行處理，這樣才可以提升帷幕注漿質量與效果。

作者:孫洋 單位:安徽省地勘局第一水文工程地質勘查院