CN106761822A - 一种金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺 - Google Patents

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王成柱
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Abstract

本发明公开本发明公开了一种金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，包括如下步骤：(1)探查溜井井壁围岩破损范围，利用散体材料充填破损溜井井筒；(2)在溜井井壁围岩破损范围的下方，且距离溜井井壁破损岩体底界大于2m的位置处，利用潜孔钻机钻孔；(3)利用注浆泵向钻孔内注浆；(4)注浆结束后，在钻孔内安装锚索；(5)利用溜井底部的运输系统，把注浆段以下的松散体全部清理干净，对溜井顶部进行“挂网和喷锚”支护，恢复溜井的卸矿功能。本发明适用于铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿山的暗溜井，可以一定程度上修复暗溜井井筒，恢复输送矿石的功能。

Description

一种金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺
技术领域
本发明涉及溜井修复施工工艺。更具体地，涉及一种金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺。
背景技术
溜井放矿是金属矿山矿石输送的主要方式，放矿过程中矿石的冲击、挤压和摩擦对井壁的破坏作用很大，一般金属矿山的暗溜井井壁围岩没有混凝土井壁的保护，卸放矿石的块度控制不严格，导致溜井井壁岩体破损，甚至大面积片帮或垮落，相邻溜井出现贯通的情况，给矿山生产造成极大的影响。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种适用于铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿山的暗溜井，可以一定程度上修复暗溜井井筒，恢复输送矿石的功能的金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，包括如下步骤：
(1)探查溜井井壁围岩破损范围，利用散体材料充填破损溜井全井筒；
(2)在溜井井壁围岩破损范围的下方，且距离溜井井壁破损岩体底界大于或等于2m且小于或等于10m的位置处，利用潜孔钻机钻孔，钻孔自溜井井壁一侧完整岩体中依次穿过溜井井筒内填充的散体材料以及溜井另一侧井壁完整岩体中；
(3)利用注浆泵向钻孔内注浆；
(4)注浆结束后，在钻孔内安装锚索；
(5)利用溜井底部的运输系统，把注浆段以下的松散体全部清理干净，对溜井顶部进行“挂网和喷锚”支护，恢复溜井的卸矿功能。
上述金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，在步骤(1)中：所述散体材料为道砟或碎石。
上述金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，在步骤(1)中，所述散体材料的详细规格为：颗粒粒径28～63mm，散体集料压碎率为9％～14％，散体集料渗透系数为3～4.5cm/s，密度大于2.55g/cm3，容重大于2.50g/cm3，饱水单轴抗压强度大于20MPa；在所述散体材料中，软弱颗粒的质量百分含量小于10wt％，所述软弱颗粒的饱水单轴抗压强度≤20MPa。
上述金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，在步骤(2)中：以卸矿硐室或联络道或措施硐室作为工作场所，施工上、中、下三排注浆钻孔；注浆钻孔的排间距0.6m，每排钻孔行间距0.5m，钻孔倾角-10°～+10°，孔径为118～127mm；钻孔采用跟管钻进，选用Φ127×6mm地质花管或筛管，钻孔进入完整岩石内的距离大于或等于1m。
上述金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，在步骤(3)中，中排和下排注浆孔内所注浆液为:120s水泥-水玻璃双液浆【即120秒达到初凝的水泥-水玻璃双液浆】，水灰比0.5:1，水玻璃与水泥浆体积比0.5:1，磷酸氢二钠掺量为水泥质量的3wt％，注浆结束压力为0.5～1MPa；下排注浆孔内所注浆液为：水灰比0.75:1的单液水泥浆，水玻璃掺量为水泥质量的3wt％。
上述金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，在步骤(4)中，在最下排钻孔中选取全部或部分钻孔，利用钻头把钻孔扫开，在孔中安装锚索，锚索的技术参数：钢绞线直径17.8mm，强度等级1860MPa，延伸率3.5％，屈服比小于或等于90％，破断载荷大于或等于353kN。选用水灰比0.5:1的纯水泥浆一次性灌注锚固段，灌注结束压力为0.5MPa。
本发明的有益效果如下：
1、溜井的修复时间在4～5个月，比新建溜井工期减少50％；
2、溜井修复的成本比新建溜井节约70％～80％；
3、溜井修复工艺的适用范围广泛，对于铁矿、铜矿、金矿、铅锌矿等金属矿均使用；
4、施工使用的机械设备数量少，施工人员少，浆液配置方法简单，适应于矿山井下空间狭小工作场地。
适用于铁矿、铜矿、铅锌矿等金属矿山的暗溜井，可以一定程度上修复暗溜井井筒，恢复输送矿石的功能。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1本发明金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺的施工示意图；
图2本发明金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺在施工结束后的示意图。
图中：1-溜井井壁；2-破损围岩范围；3-回填松散体；4-卸矿硐室；5-注浆钻孔；6-上排钻孔；7-中排钻孔；8-下排钻孔；9-措施硐室；10-卸矿硐室出口。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本实施例金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺包括如下步骤：
(1)探查溜井井壁围岩破损范围，利用散体材料充填破损溜井全井筒；
所述散体材料为道砟或碎石，所述散体材料的详细规格为：颗粒粒径28～63mm，散体集料压碎率为9％～14％，散体集料渗透系数为3～4.5cm/s，密度大于2.55g/cm3，容重大于2.50g/cm3，饱水单轴抗压强度大于20MPa；在所述散体材料中，软弱颗粒的质量百分含量小于10wt％，所述软弱颗粒的饱水单轴抗压强度≤20MPa。
(2)在溜井井壁围岩破损范围的下方，且距离溜井井壁破损岩体底界大于或等于2m且小于或等于10m的位置处，利用潜孔钻机钻孔，钻孔自溜井井壁一侧完整岩体中依次穿过溜井井筒内填充的散体材料以及溜井另一侧井壁完整岩体中；
实际施工中可以卸矿硐室或联络道或措施硐室作为工作场所，施工上、中、下三排注浆钻孔；注浆钻孔的排间距0.6m，每排钻孔行间距0.5m，钻孔倾角-10°～+10°，孔径为118～127mm；钻孔采用跟管钻进，选用Φ127×6mm地质花管或筛管，钻孔进入完整岩石内的距离大于或等于1m。
(3)利用注浆泵向钻孔内注浆；
中排和下排注浆孔内所注浆液为:120s水泥-水玻璃双液浆，水灰比0.5:1，水玻璃与水泥浆体积比0.5:1，磷酸氢二钠掺量为水泥质量的3wt％，注浆结束压力为0.5～1MPa；下排注浆孔内所注浆液为：水灰比0.75:1的单液水泥浆，水玻璃掺量为水泥质量的3wt％
(4)注浆结束后，在钻孔内安装锚索；
在最下排钻孔中选取全部或部分钻孔，利用钻头把钻孔扫开，在孔中安装锚索，锚索的技术参数：钢绞线直径17.8mm，强度等级1860MPa，延伸率3.5％，屈服比小于或等于90％，破断载荷大于或等于353kN。选用水灰比0.5:1的纯水泥浆一次性灌注锚固段，灌注结束压力为0.5MPa。
(5)利用溜井底部的运输系统，把注浆段以下的松散体全部清理干净，对溜井顶部进行“挂网和喷锚”支护，恢复溜井的卸矿功能。
当金属矿山的暗溜井井壁围岩破坏后，溜井的上部就会彻底废弃，然而，溜井下部经过本发明工艺简单处理还能够继续使用。
本发明利用碎石或道砟等松散体对溜井进行全井筒回填，然后，在废弃溜井段底部附近的一侧完整岩体中，开凿措施硐室作为钻探及注浆场地，沿着措施硐室一侧岩壁均匀布置钻孔，分为上、中、下3排钻孔，均进入溜井另一侧井壁完整岩体中，钻孔均采用跟管钻进法，套管选用花管(或筛管)，利用分段注浆法，将水泥-水玻璃双液浆或单液水泥浆注入松散体中；在最下排钻孔中选取部分钻孔，注浆结束后重新扫孔，安装锚索，最后，在溜井底部将注浆段以下的回填松散体卸掉，恢复注浆段以下溜井井筒的下放矿石功能。
本发明金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，是针对金属生产矿中经过长时间下落矿石的冲击及摩擦而破损的溜井围岩，当溜井井壁发生严重破损时，对整个破损溜井内回填满道砟、碎石等散体材料，利用注浆及锚索组合的加固手段，围岩破损部位以下的溜井得以恢复矿石下放功能。
利用本发明金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，能够快速地对溜井进行注浆修复，恢复卸矿功能，确保矿山的运输系统的安全。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)探查溜井井壁围岩破损范围，利用散体材料充填破损溜井全井筒；
(2)在溜井井壁围岩破损范围的下方，且距离溜井井壁破损岩体底界大于或等于2m且小于或等于10m的位置处，利用潜孔钻机钻孔，钻孔自溜井井壁一侧完整岩体中依次穿过溜井井筒内填充的散体材料以及溜井另一侧井壁完整岩体中；
(3)利用注浆泵向钻孔内注浆；
(4)注浆结束后，在钻孔内安装锚索；
(5)利用溜井底部的运输系统，把注浆段以下的松散体全部清理干净，对溜井顶部进行“挂网和喷锚”支护，恢复溜井的卸矿功能。
2.根据权利要求1所述的金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，其特征在于，在步骤(1)中：所述散体材料为道砟或碎石。
3.根据权利要求2所述的金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，其特征在于，在步骤(1)中，所述散体材料的详细规格为：颗粒粒径28～63mm，散体集料压碎率为9％～14％，散体集料渗透系数为3～4.5cm/s，密度大于2.55g/cm3，容重大于2.50g/cm3，饱水单轴抗压强度大于20MPa；在所述散体材料中，软弱颗粒的质量百分含量小于10wt％，所述软弱颗粒的饱水单轴抗压强度≤20MPa。
4.根据权利要求1所述的金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，其特征在于，在步骤(2)中：以卸矿硐室或联络道或措施硐室作为工作场所，施工上、中、下三排注浆钻孔；注浆钻孔的排间距0.6m，每排钻孔行间距0.5m，钻孔倾角-10°～+10°，孔径为118～127mm；钻孔采用跟管钻进，选用Φ127×6mm地质花管或筛管，钻孔进入完整岩石内的距离大于或等于1m。
5.根据权利要求1所述的金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，其特征在于，在步骤(3)中，中排和下排注浆孔内所注浆液为:120s水泥-水玻璃双液浆，水灰比0.5:1，水玻璃与水泥浆体积比0.5:1，磷酸氢二钠掺量为水泥质量的3wt％，注浆结束压力为0.5～1MPa；下排注浆孔内所注浆液为：水灰比0.75:1的单液水泥浆，水玻璃掺量为水泥质量的3wt％。
6.根据权利要求1所述的金属矿山回填散体注浆修复溜井工艺，其特征在于，在步骤(4)中，在最下排钻孔中选取全部或部分钻孔，利用钻头把钻孔扫开，在孔中安装锚索，锚索的技术参数：钢绞线直径17.8mm，强度等级1860MPa，延伸率3.5％，屈服比小于或等于90％，破断载荷大于或等于353kN。选用水灰比0.5:1的纯水泥浆一次性灌注锚固段，灌注结束压力为0.5MPa。
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