孔注漿堵水技術(shù)在鐵礦的應(yīng)用分析

李君

摘要：對(duì)于裂隙水或是較小的斷層水來(lái)說(shuō)，如果采用常規(guī)的方法進(jìn)行治理，將會(huì)存在成本高、工期長(zhǎng)以及原材料消耗量大的缺陷，同時(shí)會(huì)對(duì)井巷施工的進(jìn)度產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。所以在本文中，本人將以某鐵礦為例，對(duì)其鐵礦巷道堵水以及過(guò)斷層的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，討論在圍巖穩(wěn)定的情況下，同時(shí)裂隙水以及斷層水在40m3/h的情況下，采用淺孔注漿堵水積水對(duì)注漿配比進(jìn)行調(diào)整以及對(duì)控制注漿壓力等方式，在該鐵礦中進(jìn)行成功堵水。

關(guān)鍵詞：孔主講技術(shù);鐵礦;應(yīng)用

該鐵礦位于我國(guó)東部地區(qū)，礦床具有水文地質(zhì)條件復(fù)雜的特點(diǎn)，下部地質(zhì)為雜色粉細(xì)砂巖，具有較強(qiáng)的富水性，最大的涌水單位能夠達(dá)到8.204L/s·m，最大的滲透系數(shù)則能夠達(dá)到10.89m/d，該部分為礦坑中的主要充水巖層，并且屬于礦體的間接頂板，與富水性中等的含礦層在天然的狀態(tài)下，均屬于統(tǒng)一的地下水。在該區(qū)域內(nèi)，含有F1—F11的主要斷裂，其中有4條斷裂為富水?dāng)鄬樱⑶揖軌驅(qū)ú傻V產(chǎn)生重要的影響。該礦山開(kāi)始進(jìn)行建設(shè)以來(lái)，發(fā)生過(guò)的較大型的突發(fā)事故共有3次，根據(jù)前期基建過(guò)程的整體出水情況來(lái)看，礦坑中的最大涌水量能夠在40000m3/d。將以上條件作為基礎(chǔ)，為了保障鐵礦采集工作的安全，在進(jìn)行施工的過(guò)程中，必須保障礦山中不會(huì)出現(xiàn)較大的突水情況，但是在實(shí)際進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中，時(shí)長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)細(xì)小裂隙水，此時(shí)對(duì)常規(guī)的注漿方式進(jìn)行采用，則將要 面對(duì)工期長(zhǎng)以及成本高的缺陷。

一、出水治理分析

該鐵礦風(fēng)井西具有長(zhǎng)度為164m的巷道，巷道的設(shè)計(jì)方向?yàn)楸逼?1°，且底板為千分之三的上坡，凈斷面的寬度為5m，墻高為2.333m，拱高為1.667m，巖層主要由角巖化鐵質(zhì)泥灰質(zhì)粉砂巖以及閃長(zhǎng)巖所組成，同時(shí)也包含細(xì)砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖互層變質(zhì)帶。閃長(zhǎng)巖主要由金云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化以及鈉長(zhǎng)石化所組成，角巖化巖層原巖的顏色為暗紅色，其中主要包含鐵質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖以及細(xì)砂巖。在其發(fā)生變質(zhì)以后，原巖中的鈣質(zhì)以及泥質(zhì)斑點(diǎn)，均能夠被石英、鈉長(zhǎng)石以及碳酸鹽、鏡鐵礦等物質(zhì)在其作用下形成順層透鏡體體積球狀結(jié)核。

并且與此同時(shí)，因?yàn)樵撹F礦能夠受到背斜構(gòu)造的影響，所以巖層會(huì)存在裂隙發(fā)育，特別是在角巖中，以及在閃長(zhǎng)巖的接觸面，其中的裂隙發(fā)育情況將會(huì)更加嚴(yán)重，且已經(jīng)成長(zhǎng)為主要的導(dǎo)水通道。當(dāng)工程巷道掘進(jìn)至該工段時(shí)，工作面將會(huì)出現(xiàn)一定程度的散水，散水量則為8m3/h—35m3/h。

在通常情況下，巷道開(kāi)拓工程的工作面已經(jīng)會(huì)出現(xiàn)散水或是涌水情況，在圍巖較好的情況下，應(yīng)該首先進(jìn)行采用的方法為，建設(shè)一厚度為1.5m的止?jié){墻對(duì)巖面進(jìn)行封堵，之后將數(shù)個(gè)空口管完全進(jìn)行埋設(shè)，進(jìn)行固管試壓以后，進(jìn)行全斷面鉆進(jìn)帷幕注漿;另外，還可采用小導(dǎo)管全斷面帷幕注漿的方式對(duì)其進(jìn)行處理。

但是從實(shí)際情況上來(lái)看，對(duì)以上兩種方式進(jìn)行應(yīng)用，均具有施工原材料消耗大、施工成本高以及施工工期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，同時(shí)也能夠?qū)ο锏赖氖┕みM(jìn)度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。以此為基礎(chǔ)，為了促使施工的成本降低，該鐵礦決定在進(jìn)行進(jìn)路采礦以及巷道開(kāi)拓的過(guò)程中，對(duì)空口管淺孔注漿堵水技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用[1]。

二、施工工藝

（一）注漿孔的布置以及施工

對(duì)空口管進(jìn)行加工制作，原材料應(yīng)該選用普通無(wú)縫鋼管，其管徑應(yīng)為32mm，進(jìn)行造孔則應(yīng)選擇使用空六角鋼釬配合風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，使用的合金鉆頭應(yīng)為“一”字型，其孔徑應(yīng)為42mm，鉆孔的角度應(yīng)與出水點(diǎn)相對(duì)，孔深度為4.5m，預(yù)埋孔口的規(guī)格應(yīng)為32mm×300mm×6mm，其中一端使用規(guī)格為60mm×60mm×4mm的鋼板進(jìn)行貼緊，并將其完全進(jìn)行焊死，對(duì)于另一端，則將其全部加工成為魚(yú)鱗扣，在距離頂端200mm的位置，應(yīng)該焊一個(gè)與管徑200mm進(jìn)行連接的長(zhǎng)帶絲扣的連接管，并將高壓球閥安裝于此處，之后在其上對(duì)麻絲進(jìn)行纏繞，并將注漿孔口管完全砸入到孔口管之內(nèi)，可以使用大錘對(duì)注漿孔口管進(jìn)行錘砸，并保障其外漏最多為300mm，以便對(duì)球閥進(jìn)行有效安裝。隨后應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行打壓試驗(yàn)，當(dāng)打壓試驗(yàn)進(jìn)行至7—8MPa時(shí)，應(yīng)該將進(jìn)行注漿時(shí)所使用的三通與球閥進(jìn)行連接，之后即可開(kāi)始進(jìn)行注漿。對(duì)此種孔口管加工方式進(jìn)行使用，不僅加工的過(guò)程較為簡(jiǎn)潔，并且進(jìn)行操作相對(duì)更加簡(jiǎn)便，同時(shí)還具有安全、高效、便捷、成本低廉等多方面的優(yōu)勢(shì)[2]。

（二）注漿施工準(zhǔn)備

首先應(yīng)該在巷道內(nèi)對(duì)合適的造漿工作點(diǎn)進(jìn)行選擇，并在該位置對(duì)攪拌機(jī)、儲(chǔ)漿桶、清水桶以及注漿泵內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。在進(jìn)行注漿施工之前，應(yīng)該各方面的注漿設(shè)備、材料等進(jìn)行準(zhǔn)備和檢修，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)情況安全正常，即可對(duì)巷道表面進(jìn)行防跑漏漿的處理。

（三）注漿施工

進(jìn)行注漿施工的主要過(guò)程可以分為以下6個(gè)部分：（1）進(jìn)行注漿的設(shè)備、材料以及工具的準(zhǔn)備;（2）進(jìn)行造漿;（3）對(duì)各管路進(jìn)行連接;（4）在其中注入清水;（5）進(jìn)行注漿;（6）停止注漿并將注漿閥關(guān)閉。

（四）注漿參數(shù)

在進(jìn)行注漿的過(guò)程中，需要漿液對(duì)所面臨的多種阻力進(jìn)行克服，也就需要具有一定的注漿壓力，以促使?jié){液能夠順利在基巖的裂隙中進(jìn)行有效擴(kuò)散，此時(shí)所采用的靜水壓力應(yīng)為2—2.5倍;在實(shí)際進(jìn)行注漿時(shí)，因?yàn)闈{液具有良好的充填作用，所以裂隙能夠逐漸被充塞完整，并且漿液的流量能夠隨著注漿壓力的升高而逐漸減少，在通常情況下，漿液在裂隙中的流量應(yīng)該控制為50—60L/min，并且因?yàn)闈{液的注入量與注漿壓力具有密切的關(guān)聯(lián)，所以為了保障注漿量大的合理性，必須對(duì)注漿壓力進(jìn)行合理控制，或是通過(guò)注漿孔涌水量的大小擠一擠沖洗液發(fā)生漏失量的大小進(jìn)行確定;并且在相同的條件下，漿液的濃度越高，其所具有的粘性也就越大，能夠發(fā)生擴(kuò)散的范圍也就越小[3]?；鶐r裂隙水在一般情況下應(yīng)以濃度較高的漿液為主，并且在每個(gè)濃度階段，均應(yīng)連續(xù)進(jìn)行40—50min的注入，之后再將漿液的濃度提高。

（五）注漿過(guò)程

按照進(jìn)行注漿的相關(guān)要求，應(yīng)該首先將注漿的管路進(jìn)行連接，之后對(duì)注漿泵的安全閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)并確認(rèn)正常之后，即可開(kāi)泵進(jìn)行注漿;將適量的清水注入攪拌桶中，按照比例在攪拌桶中加入水泥，并將漿液中的水灰比控制在0.7—0.8之間，使用風(fēng)動(dòng)攪拌機(jī)對(duì)漿液進(jìn)行攪拌，攪拌的時(shí)間應(yīng)該控制為5min，以避免出現(xiàn)漿水混合不均勻的情況出現(xiàn)。在進(jìn)行注漿的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)壓力表的升壓情況進(jìn)行觀察，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理。

結(jié)束語(yǔ)：

在該鐵礦中對(duì)孔注漿堵水技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，裂隙內(nèi)能夠被漿液進(jìn)行充分的充填，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)顯示，其封堵率能夠高達(dá)97%，并且對(duì)巷道進(jìn)行掘進(jìn)的速度能夠得到大幅度的提高，切保障巷道的施工順利通過(guò)了含水層。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝鴻聲，潘寶正，張清，殷登才.淺孔注漿堵水技術(shù)在白象山鐵礦的應(yīng)用[J].采礦技術(shù)，2015，15（06）：43+106.

[2]李明樓，趙興東，張連恒，姬祥，徐繼濤.壁后注漿技術(shù)在思山嶺鐵礦副井施工中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù)，2015，15（05）：27-28+60.