談礦山帷幕注漿特殊地層施工工藝
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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(qū)等一些特殊性的地層施工數(shù)量逐漸在增多，這些地形地質(zhì)相對特殊，在施工中會增加施工難度。為了提升施工質(zhì)量，保證施工安全，在進(jìn)行礦山施工中要加強對特殊地層施工分析，合理的應(yīng)用帷幕注漿技術(shù)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(jìn)行了分析研究。
關(guān)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(yīng)用帷幕注漿手段可以提升礦產(chǎn)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(guān)填充物的方式達(dá)到形成止水帷幕的目的，有效的切斷礦體內(nèi)外產(chǎn)生的水循環(huán)[1]。通過此種技術(shù)進(jìn)行處理針對溶洞以及采空區(qū)的特殊狀況合理的處理，明確施工重點，可以提升施工質(zhì)量，保證礦山開采質(zhì)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(xiāng)，礦區(qū)內(nèi)有“701”鐵路專線，至順安與蕪湖銅陵線相連，交通便利。（2）災(zāi)害成因。銅化集團新橋礦業(yè)多以硫為主，伴生多種金屬元素，屬于大型露天以及地下聯(lián)合類型的礦山。礦區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦區(qū)東翼主要通過露天方式進(jìn)行開采作業(yè)，在即將達(dá)到露采最終標(biāo)高的時候則就要擬轉(zhuǎn)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(yán)重的井下礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患[2]。為防止井采過程中出現(xiàn)水害事故，要合理應(yīng)用礦體帷幕注漿技術(shù)，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(jìn)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(jìn)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(zhì)環(huán)境的勘察分析，獲得地質(zhì)以及水文數(shù)據(jù)參數(shù)。在帷幕注漿施工中要做好對周邊地質(zhì)狀況的調(diào)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(shù)信息。有效避免因為地質(zhì)信息失真而造成的風(fēng)險隱患。第二，專業(yè)人員要做好圖紙設(shè)計，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做好審核。第三，做好材料調(diào)查分析與選取，提升水泥強度以及標(biāo)準(zhǔn)。（2）放線作業(yè)。第一，利用全站儀、GPS技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場精準(zhǔn)測量，誤差為0.5m；反腐核對分析測量數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性。第二，選擇工藝以及技術(shù)，通過大直徑鉆具進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)潛在的裂隙問題。第三，做好鉆機轉(zhuǎn)速、壓力表等參數(shù)的控制，合理調(diào)整垂直度，保障滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。（3）注漿參數(shù)控制。第一，針對復(fù)雜的地質(zhì)狀況要根據(jù)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(yán)格采購，根據(jù)設(shè)計方案做好漿液配置處理。第三，驗收處理，完成作業(yè)之后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)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(nèi)排孔全部施工完畢，根據(jù)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(fā)生孔內(nèi)事故。另外，根據(jù)原設(shè)計帷幕東部端點孔67號孔的鉆探地質(zhì)資料，該孔透水性很好的松散層厚達(dá)168.5m，還存有厚達(dá)135.24m的灰?guī)r，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(jù)水文、地質(zhì)、物探資料，進(jìn)行了帷幕延長線及增加水文觀測孔工程的設(shè)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(jìn)行孔內(nèi)孔壁、巖粉沖洗，保證回水澄清之后及時進(jìn)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(jìn)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(jìn)一次流量數(shù)值記錄分析，如果在水壓穩(wěn)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(jù)結(jié)果進(jìn)行水灰比配置。（5）注漿工藝。此礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在處理中通過分段灌注進(jìn)行施工，通過42mm的灌注鉆桿進(jìn)行注漿處理，其主要工藝要點如下：①安放止?jié){塞。止?jié){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(fù)性注漿處理，進(jìn)而保證注漿的質(zhì)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(jù)其具體的透水性合理的進(jìn)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(shù)、巖性參數(shù)、地下水埋深等多種因素合理的進(jìn)行壓力的控制。在施工中要根據(jù)前期工作勘察資料合理的進(jìn)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?jié){塞，單獨配置封孔的注漿液。通過0.5：1的純水泥漿液進(jìn)行處理，在封孔結(jié)束之后要根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行填平處理。（6）效果檢查。全部注漿結(jié)束之后要根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行漿液滲透以及其固結(jié)狀況檢查，保證其符合注漿要求。在孔內(nèi)的出水量小于每分鐘0.15L的時候，巖體物理力學(xué)指標(biāo)顯著提高的時候則可以進(jìn)行下一輪的注漿處理。如果其不符合注漿設(shè)計的要求，則就要適當(dāng)?shù)难a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(guān)試驗，基于標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行漿液濃度調(diào)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(jìn)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(jìn)行控制。在處理中，注漿時間高于8h之后要適當(dāng)?shù)耐Ｖ挂欢螘r間，在漿液凝固一段時間之后再次進(jìn)行注漿處理。
3結(jié)束語
礦山地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其存在著一定的溶洞等隱蔽性結(jié)構(gòu)增加了開采難度。通過帷幕注漿的方式進(jìn)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(nèi)外水循環(huán)，進(jìn)而保證礦山作業(yè)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(yīng)用重點，加強對鉆孔、注漿以及防滲檢測處理，嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行處理，這樣才可以提升帷幕注漿質(zhì)量與效果。
參考文獻(xiàn)：
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[3]賴煥文.水電站壩基帷幕灌漿復(fù)雜地層處理及施工成果分析[J].黑龍江水利科技,2019(7).
作者：孫洋 單位：安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院
