矿山帷幕注浆施工工艺分析

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摘要：随着矿山工程的逐渐深入，在矿山开采中溶洞以及采空区等一些特殊性的地层施工数量逐渐在增多，这些地形地质相对特殊，在施工中会增加施工难度。为了提升施工质量，保证施工安全，在进行矿山施工中要加强对特殊地层施工分析，合理的应用帷幕注浆技术手段，基于此，文章主要对矿山帷幕注浆特殊地层施工工艺进行了分析研究。

关键词：矿山；帷幕注浆；特殊地层；施工工艺

在矿山开采中合理应用帷幕注浆手段可以提升矿产资源开采合理性及效率。在工程施工中通过周围岩裂隙填充一些高强度水泥等相关填充物的方式达到形成止水帷幕的目的，有效的切断矿体内外产生的水循环[1]。通过此种技术进行处理针对溶洞以及采空区的特殊状况合理的处理，明确施工重点，可以提升施工质量，保证矿山开采质量与效果。

1案例分析

（1）工程地点。新桥矿位于安徽省铜陵县新桥乡，矿区内有“701”铁路专线，至顺安与芜湖铜陵线相连，交通便利。（2）灾害成因。铜化集团新桥矿业多以硫为主，伴生多种金属元素，属于大型露天以及地下联合类型的矿山。矿区水文地质条件复杂，矿区东翼主要通过露天方式进行开采作业，在即将达到露采最终标高的时候则就要拟转入井下开采，如果不采取有效堵水措施，将面临地表塌陷、河水倒灌等严重的井下矿山地质灾害隐患[2]。为防止井采过程中出现水害事故，要合理应用矿体帷幕注浆技术，从根本上解决井采涌水量大的问题，保证井采的安全。

2矿山帷幕注浆工艺

矿山帷幕注浆就是通过高强度的水泥混合物进行裂隙的填充处理方式，在实践中先通过钻孔处理，然后通过配置好的高强度水泥浆液与混合浆液在高压注浆泵的作用之下灌注，将其填充到裂缝中，在浆液凝固之后则就会形成止水帷幕，进而降低安全隐患问题。（1）矿山帷幕注浆特殊地层处理。第一，加强对矿山地质环境的勘察分析，获得地质以及水文数据参数。在帷幕注浆施工中要做好对周边地质状况的调查分析，通过超前探测的方式制定符合工程实际状况的方案，确定注浆参数信息。有效避免因为地质信息失真而造成的风险隐患。第二，专业人员要做好图纸设计，根据标准做好审核。第三，做好材料调查分析与选取，提升水泥强度以及标准。（2）放线作业。第一，利用全站仪、GPS技术等技术实现现场精准测量，误差为0.5m；反腐核对分析测量数据，提升数据精准性。第二，选择工艺以及技术，通过大直径钻具进行处理发现潜在的裂隙问题。第三，做好钻机转速、压力表等参数的控制，合理调整垂直度，保障满足标准要求。（3）注浆参数控制。第一，针对复杂的地质状况要根据三序次注浆法做好注浆处理。第二，分析浆液配置，要加强对水泥、粉煤灰以及水玻璃等材料的处理，严格采购，根据设计方案做好浆液配置处理。第三，验收处理，完成作业之后根据标准要求进行检验分析[3]。在此案例中帷幕工程从2015年6月开始施工，截至2017年8月，帷幕外排孔、内排孔全部施工完毕，根据已完工的外排孔的钻探资料分析，49号～67号的松散砂层很厚，注浆量大，基岩接触面可能为成片大型溶洞，施工特别困难，该段的第1序孔在2015年7月帷幕开始施工时就全面铺开，由于砂层太厚，频繁发生孔内事故。另外，根据原设计帷幕东部端点孔67号孔的钻探地质资料，该孔透水性很好的松散层厚达168.5m，还存有厚达135.24m的灰岩，因此L2X-67孔未到隔水边界，故帷幕线东端必须延长。长沙矿山研究院根据水文、地质、物探资料，进行了帷幕延长线及增加水文观测孔工程的设计，新增注浆孔20个，水文观测孔2个，加密孔20个。（4）洗孔、压水实验。压水实验前期要通过水泵进行孔内孔壁、岩粉冲洗，保证回水澄清之后及时进行压水实验，了解岩层渗漏状况，如果其存在问题则就要在进行冲洗20min左右，在处理中要做好各个岩层中吸水量的记录处理。在实验中通过单点法压水处理，水压力通过1.5Mpa～2Mpa，每间隔2min要对其进一次流量数值记录分析，如果在水压稳定之后分析其最大差值低于平均流量，则就要停止实验，根据结果进行水灰比配置。（5）注浆工艺。此矿山地质结构较为复杂，在处理中通过分段灌注进行施工，通过42mm的灌注钻杆进行注浆处理，其主要工艺要点如下：①安放止浆塞。止浆塞在完整的地层中安放，保证其与注浆段距离间隔为2m～3m，便于各个孔的重复性注浆处理，进而保证注浆的质量。②注浆段长控制。维持注浆压力不变，注浆段越长则其注浆半径则越小，帷幕墙的范围就会受到不同程度的影响，在注浆中要根据其具体的透水性合理的进行注浆段的缩短或者延长处理。③灌浆压力。注浆压力控制中重点分析孔深参数、岩性参数、地下水埋深等多种因素合理的进行压力的控制。在施工中要根据前期工作勘察资料合理的进行各个注浆段的注浆压力表控制处理。④封孔。通过有压封孔处理，通过在孔口位置的5.0m～10.0m位置上安装止浆塞，单独配置封孔的注浆液。通过0.5：1的纯水泥浆液进行处理，在封孔结束之后要根据规范要求进行填平处理。（6）效果检查。全部注浆结束之后要根据规范要求进行浆液渗透以及其固结状况检查，保证其符合注浆要求。在孔内的出水量小于每分钟0.15L的时候，岩体物理力学指标显著提高的时候则可以进行下一轮的注浆处理。如果其不符合注浆设计的要求，则就要适当的补充注浆，直至其符合注浆要求。（7）大溶洞以及大缝隙的处理。做好洗孔以及压力等相关试验，基于标准要求进行浆液浓度调整，避免高压注浆处理不足而造成的浆液浪费问题。对此，在进行大溶洞以及大裂隙的注浆处理中要加强对压力的控制。溶洞以及裂隙相对较大其凝固时间较长，在处理中要通过间歇注浆的方式进行控制。在处理中，注浆时间高于8h之后要适当的停止一段时间，在浆液凝固一段时间之后再次进行注浆处理。

3结束语

矿山地质环境地质结构较为复杂，其存在着一定的溶洞等隐蔽性结构增加了开采难度。通过帷幕注浆的方式进行处理可以有效的解决此种问题，利用高强度的水泥作为填充物形成一个止水帷幕，可以有效的切断矿山中的内外水循环，进而保证矿山作业的正常性。矿山帷幕注浆具有一定的实践性，在矿山采矿施工中要基于实际状况加强对施工工艺分析，了解其应用重点，加强对钻孔、注浆以及防渗检测处理，严格根据标准要求进行处理，这样才可以提升帷幕注浆质量与效果。

作者:孙洋 单位:安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院