CN109763845A - 一种通过构筑l型注浆截流帷幕防治水的施工方法 - Google Patents
一种通过构筑l型注浆截流帷幕防治水的施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109763845A CN109763845A CN201910064738.7A CN201910064738A CN109763845A CN 109763845 A CN109763845 A CN 109763845A CN 201910064738 A CN201910064738 A CN 201910064738A CN 109763845 A CN109763845 A CN 109763845A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hole
- slip casting
- injected
- curtain
- sequence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明涉及矿井防治水技术领域，具体涉及一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，首先在采矿挖掘面的周围布置L型帷幕，然后在帷幕上钻注浆孔，经过洗孔和压水试验后对注浆孔进行注浆，注浆时，先将套管置于注浆孔内，然后按照自上而下分段注浆的方式灌注，在规定的压力下若注浆孔的吸浆量小于10L/min，继续注浆20～30min，即结束注浆工作，接着向注浆孔的孔底注入浓水泥尾砂浆，边注浆边提升将注浆孔注满封实，注浆结束14d后进行质量检查完成施工工作，本发明可发挥显著的截流作用，减弱地下水溶蚀作用，使大面积地表塌陷难以形成，保护公路、河流、村庄等矿区地质环境，为采矿区今后的安全生产打下坚实的基础。
Description
技术领域
本发明涉及矿井防治水技术领域，特别涉及一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法。
背景技术
帷幕注浆是一种注浆技术，即利用液压或气压将能凝固的浆液按设计的浓度通过特设的注浆钻孔，压送到规定的岩土层中，填补岩土体中的裂缝或孔隙，以改善注浆对象的物理力学性质，满足各类工程的需要，按其功能不同可分为防渗注浆和加固注浆，防渗注浆是我国矿井防治水害的重要方法。对于地下水丰富的大型矿山，在采矿场外围实施注浆帷幕截流是一项防治水害的好方法。
我国的铜铅锌矿矿产资源丰富，如江西新庄的铜铅锌矿矿产资源等，但很多位于村落附近，农田，公路、河流乃至村落均在采矿的影响范围内，而且这些矿区大多为水文地质条件复杂的准平原地貌，矿坑涌水量丰富，如果不采取有效的防治水措施而进行采矿，可能会发生矿井突水、地面塌陷等严重的地质灾害，造成严重的后果。因此，采矿前必须根据这种类型的矿区水文地质条件复杂的特点进行有效的治水工作。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，该治水方法可发挥显著的截流作用，减弱地下水溶蚀作用，使大面积地表塌陷难以形成，保护公路、河流、村庄等矿区地质环境，为采矿区今后的安全生产打下了坚实的基础。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明提出了一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，包括下述步骤：
S1、幕址设计：在采矿挖掘面的周围布置L型帷幕，帷幕总长为303.34m，帷幕厚度为10m，浆液平均扩散半径为7m，帷幕渗透系数为0.06m/d；
S2、钻孔：利用钻机采用间隔成孔的方式在帷幕上钻32个注浆孔，每钻50m测量一次孔位，并计算偏斜值，确保偏斜值与孔深之比小于1.5％，注浆孔的平均间距为10m，注浆孔的平均孔深为216.2m，开孔直径不小于130mm，终孔直径不小于91mm；并且从上到下依次将每一注浆孔分为4段，即第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段，其中，第二孔段的长度为第一孔段长度的2倍，第三孔段的长度为第一孔段长度的4倍，第四孔段的长度为第一孔段长度的3倍，各孔段之间的孔径不一样，各孔段之间的孔径从上到下变小，同一孔段的孔径一致；
S3、浆料的配制：
改性粘土浆：将水泥、粘土和水按照水泥：粘土：水＝1:1:2的质量体积比混合均匀，然后加入体积分数为1.5％～2％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
水泥尾砂浆：将水泥、尾砂和水按照水泥:尾砂:水＝1:2:1.5～1.8的质量体积比混合均匀，然后加入体积分数为2％～3％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
粘土尾砂浆：将粘土、尾砂和水按照粘土：尾砂：水＝1:0.5～2:2.5～3.5的质量体积比混合均匀，然后加入体积分数为2％～3％的水玻璃溶液再次混合均匀的配比混合均匀；
速凝双液浆：将水玻璃溶液和水泥按照水玻璃溶液：水泥＝1:0.1～1的体积质量比混合均匀的配比混合均匀得到；
S4、洗孔：采用压力水对注浆孔进行冲洗，直到回水澄清并延续10min以上，冲水时间不少于30min，冲洗压力不大于0.5MPa；
S5、压水试验和注浆浆料类型的选择：对注浆孔进行简易压水试验，每间隔5～10min观测一次压入流量和压力值，当压力稳定时，在连续四次的压入流量值中，如果最大压入流量值与最小压入流量值之差小于最终压入流量值的10％，停止试验，并取最终压入流量值和对应的压力值计算注浆孔的透水率，并根据各注浆孔的透水率来选择其注浆浆料的类型，选择标准如下；
如注浆孔的透水率小于10Lu，选用改性粘土浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于10Lu～30Lu之间，选用水泥尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于30Lu～50Lu之间，选用粘土尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率大于50Lu，选用速凝双液浆作为注浆浆料；
S6、注浆：在L型帷幕的两端分别选取多个连续的注浆孔作为第一序孔和第二序孔，并将中间剩余的注浆孔作为第三序孔，其中第一序孔为9个，第二序孔为8个，第三序孔为15个，最后按照第一序孔、第二序孔和第三序孔的顺序依次进行注浆；
注浆时，先将套管置于注浆孔内，然后在一定的注浆压力下按照自上而下分段注浆的方式逐段灌注，即从上到下相继在第一孔段与套管之间、第二孔段与套管之间、第三孔段与套管之间以及第四孔段与套管之间的孔壁上注一层浆料，并选取压水试验时读取的最终压力值作为注浆压力；
对于不同深度范围的注浆孔应选择不同的注浆压力，其选择标准如下：
深度为小于60m的注浆孔，其注浆压力为0.5MPa～1.5MPa；
深度为60～80m的注浆孔，其注浆压力为0.8MPa～2.0MPa；
深度为80～100m的注浆孔，其注浆压力为1.0MPa～2.5MPa；
深度为100～160m的注浆孔，其注浆压力为1.2MPa～3.9MPa；
深度大于160m的注浆孔，其注浆压力为1.3MPa～4.5MPa；
S7、结束注浆：在规定的注浆压力下若注浆孔的吸浆量小于10L/min，继续注浆20～30min，即结束注浆工作；
S8、注浆孔封孔：向注浆孔的孔底注入浓水泥尾砂浆，该浓水泥尾砂浆的水固体积质量比为0.6:1、水泥与尾砂的质量比为1:2，注浆时以5～8cm/min的上升速度边注浆边提升，将注浆孔注满封实。
S9、质量检查：注浆结束14d后，在第一序孔、第二序孔和第三序孔中分别选择一个注浆孔作为检查孔，分别对所述检查孔进行压水试验，并通过所述检查孔的透水率检查注浆帷幕的质量。
优选的，所述注浆孔的第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段的孔径分别为130mm、120mm、105mm和91mm。
优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥，且水泥标号为425、525和625中的任意一种。
优选的，所述粘土的塑性指数大于15，粘粒(粒径小于0.005mm)含量大于40％，粉粒(粒径为0.005～0.05mm)含量小于45％，含砂(粒径为0.05～0.25mm)量小于5％，有机物含量小于3％。
优选的，所述尾砂的粒径小于2.5mm，细度模数小于2.0，SO3含量小于1％，含泥量小于3％，有机物含量小于3％。
优选的，所述水玻璃溶液的模数为2.8～3.4，浓度为35～45Be’(波美度)。
优选的，所述浆料的温度为5℃～40℃。
优选的，所述第一序孔与第二序孔之间注浆的间隔时间、以及所述第二序孔与第三序孔之间注浆的间隔时间小于3d。
优选的，配置好的所述浆料在使用前需经过筛孔为2.5mm的筛网的筛选处理，并且需要在4h内使用完毕。
优选的，第一序孔中的所述检查孔的深度为269m，第二序孔中的所述检查孔的深度为196.7m，第三序孔中的所述检查孔的深度为183m。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，根据我国大部分铜铅锌矿矿区水文地质条件复杂的特点，在采矿挖掘面的周围布置L型帷幕，帷幕总长为303.34m，帷幕厚度为10m，一共在帷幕上钻32个注浆孔，注浆孔的平均间距为10m，注浆孔的平均孔深为216.2m，开孔直径不小于130mm，终孔直径不小于91mm，并且根据不同注浆孔的透水率，适当选择不同的浆料，以防止注浆过程中出现跑浆、动水、地表冒浆、注浆中断，浆液流失等情况，确保注浆工作的顺利进行，该注浆帷幕形成后，可大量节省排水费用，大幅缩小地面塌陷范围，降低塌陷频率，减弱地下水溶蚀作用，使大面积地表塌陷难以形成，保护公路、河流、村庄等矿区地质环境，并且改善地下采矿环境，为采矿区今后的安全生产打下了坚实的基础。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
江西新庄铜铅锌矿矿产资源丰富，一共划分为四个矿带，其中II号矿带主要开采矿区，该矿区为准平原地貌，采矿范围分布有优质农田，公路、河流，矿区周围的村前镇也坐落于开采影响范围内，该矿区水文地质条件复杂，预测矿坑涌水量为25344m3/d～37824m3/d，本实施例根据该矿区的地质特点，在采矿前通过构筑L型注浆截流帷幕进行防治水的工作，具体的施工方法包括下述步骤：
S1、幕址设计：在新庄铜铅锌矿挖掘面的周围布置L型帷幕，帷幕总长为303.34m，帷幕厚度为10m，浆液平均扩散半径为7m，帷幕渗透系数为0.06m/d；
S2、钻孔：利用SG2-300型钻机(钻压为6kN，转速为580r/min)采用间隔成孔的方式在帷幕上钻32个注浆孔，每钻50m测量一次孔位，并计算偏斜值(即测量孔位与孔口方位之间的距离)，确保偏斜值与孔深之比小于1.5％，注浆孔的平均间距为10m，注浆孔的平均孔深为216.2m，开孔直径为130mm，终孔直径为91mm，从上到下依次将注浆孔分为4段，即第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段，其中，第二孔段的长度为第一孔段长度的2倍，第三孔段的长度为第一孔段长度的4倍，第四孔段的长度为第一孔段长度的3倍，第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段的孔径分别为130mm、120mm、105mm和91mm；
S3、浆料的配制和使用要求：所有浆料均在制浆站中进行配制，然后通过BW70型砂浆泵以1.4m/s的速度运送到采矿区的储浆罐(容量为500L)中储存备用，配置好的浆料在使用前需经过筛孔为2.5mm的筛网的筛选处理，并且将浆料的温度调节为5℃，配置好的浆料需在4h内使用完毕：
改性粘土浆：通过T430D型搅拌机将水泥、粘土和水按照水泥：粘土：水＝1:1:2的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为1.5％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
水泥尾砂浆：通过T430D型搅拌机将水泥、尾砂和水按照水泥:尾砂:水＝1:2:1.5的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为2％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
粘土尾砂浆：通过T430D型搅拌机将粘土、尾砂和水按照粘土：尾砂：水＝1:0.5:2.5的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为2％的水玻璃溶液再次混合均匀的配比混合均匀；
速凝双液浆：通过T430D型搅拌机将水玻璃溶液和水泥按照水玻璃溶液：水泥＝1:0.1的体积质量比(L:kg)混合均匀的配比混合均匀得到；
此外，为满足本矿区的注浆需求，上述配浆料所用到的水泥为普通硅酸盐水泥，且水泥标号为425；粘土的塑性指数为16，粘粒含量为41％，粉粒含量为44.5％，含砂量为4.7％，有机物含量为2.9％。尾砂的粒径为2.45mm，细度模数为1.97，SO3含量为0.9％，含泥量为2.87％，有机物含量为2.81％；水玻璃溶液的模数为2.8，浓度为35Be’(波美度)；
S4、洗孔：采用压力水对注浆孔进行冲洗，直到回水澄清并延续10min，冲水时间为30min，冲洗压力为0.5MPa；
S5、压水试验：通过止水栓塞(KWS型)对注浆孔进行简易压水试验，每间隔5min观测一次压人流量和压力值，当压力稳定时，在连续四次的压入流量值中，如果最大压入流量值与最小压入流量值之差小于最终压入流量值的10％，停止试验，首先取最终压入流量值和对应的压力值计算注浆孔的透水率，透水率的计算方法(公式)为：
q＝Q/PL
式中：q—透水率，单位为Lu；
Q—最终压入流量值，单位为L/min；
P—最终压入流量对应的压力值，单位为Mpa；
L—该注浆孔的深度，单位为m。
然后，根据各注浆孔的透水率来选择其注浆浆料的类型，选择标准如下；
如注浆孔的透水率小于10Lu，选用改性粘土浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于10Lu～30Lu之间，选用水泥尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于30Lu～50Lu之间，选用粘土尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率大于50Lu，选用速凝双液浆作为注浆浆料；
S6、注浆：在L型帷幕的两端分别选取多个连续的注浆孔作为第一序孔和第二序孔，并将中间剩余的注浆孔作为第三序孔，其中第一序孔为9个，第二序孔为8个，第三序孔为15个，最后按照第一序孔、第二序孔和第三序孔的顺序依次进行注浆，第一序孔与第二序孔之间注浆的间隔时间、以及第二序孔与第三序孔之间注浆的间隔时间为2.5d；
注浆时，先将套管置于注浆孔内，然后在一定的注浆压力下按照自上而下分段注浆的方式逐段灌注，即从上到下相继在第一孔段与套管之间、第二孔段与套管之间、第三孔段与套管之间以及第四孔段与套管之间的孔壁上注一层浆料，并选取压水试验时读取的最终压力值作为注浆压力；
对于不同深度范围的注浆孔应选择不同的注浆压力，其选择标准如下：
深度为小于60m的注浆孔，其注浆压力为0.5MPa～1.5MPa，本实施例选择的注浆压力为0.5MPa；
深度为60～80m的注浆孔，其注浆压力为0.8MPa～2.0MPa，本实施例选择的注浆压力为0.8MPa；
深度为80～100m的注浆孔，其注浆压力为1.0MPa～2.5MPa，本实施例选择的注浆压力为1.0MPa；
深度为100～160m的注浆孔，其注浆压力为1.2MPa～3.9MPa，本实施例选择的注浆压力为1.2MPa；
深度大于160m的注浆孔，其注浆压力为1.3MPa～4.5MPa，本实施例选择的注浆压力为1.3MPa；
S7、结束注浆：在规定的注浆压力下若注浆孔的吸浆量小于10L/min，继续注浆20min，即结束注浆工作；
S8、注浆孔封孔：通过DH-812型灌浆机向注浆孔的孔底注入浓水泥尾砂浆，该浓水泥尾砂浆的水固体积质量比(L:kg)为0.6:1、水泥与尾砂的质量比(kg:kg)为1:2，注浆时以5cm/min的上升速度边注浆边提升，将注浆孔注满封实。
S9、质量检查：注浆结束14d后，在第一序孔、第二序孔和第三序孔中分别选择一个注浆孔作为检查孔，其中，第一序孔中的检查孔的深度为269m，第二序孔中的检查孔的深度为196.7m，第三序孔中的检查孔的深度为183m，根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62-2014)》，分别对这三个检查孔进行压水试验，并记录它们的透水率，通过压水试验发现，第一序孔中的检查孔的透水率、第二序孔中的检查孔的透水率和第三序孔中的检查孔的透水率分别为0.0143Lu、0.0147Lu和0.0151Lu，与注浆前所有注浆孔的平均透水率(43～55Lu)相比，注浆帷幕截水效果明显，帷幕注浆的质量较好，可发挥显著的截流作用，完全达到了帷幕注浆的目的，为采矿区今后的安全生产打下了坚实的基础。
实施例2：
江西新庄铜铅锌矿矿产资源丰富，一共划分为四个矿带，其中II号矿带主要开采矿区，该矿区为准平原地貌，采矿范围分布有优质农田，公路、河流，矿区周围的村前镇也坐落于开采影响范围内，该矿区水文地质条件复杂，预测矿坑涌水量为25344m3/d～37824m3/d，本实施例根据该矿区的地质特点，在采矿前通过构筑L型注浆截流帷幕进行防治水的工作，具体的施工方法包括下述步骤：
S1、幕址设计：在新庄铜铅锌矿挖掘面的周围布置L型帷幕，帷幕总长为303.34m，帷幕厚度为10m，浆液平均扩散半径为7m，帷幕渗透系数为0.06m/d；
S2、钻孔：利用SG2-300型钻机(钻压为7kN，转速为585r/min)采用间隔成孔的方式在帷幕上钻32个注浆孔，每钻50m测量一次孔位，并计算偏斜值(即测量孔位与孔口方位之间的距离)，确保偏斜值与孔深之比小于1.5％，注浆孔的平均间距为10m，注浆孔的平均孔深为216.2m，开孔直径为140mm，终孔直径为100mm，从上到下依次将注浆孔分为4段，即第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段，其中，第二孔段的长度为第一孔段长度的2倍，第三孔段的长度为第一孔段长度的4倍，第四孔段的长度为第一孔段长度的3倍，第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段的孔径分别为140mm、130mm、120mm和100mm；
S5、浆料的配制和使用要求：所有浆料均在制浆站中进行配制，然后通过BW70型砂浆泵以1.7m/s的速度运送到采矿区的储浆罐(容量为500L)中储存备用，配置好的浆料在使用前需经过筛孔为2.5mm的筛网的筛选处理，并且将浆料的温度调节为20℃，配置好的浆料需在4h内使用完毕：
改性粘土浆：通过T430D型搅拌机将水泥、粘土和水按照水泥：粘土：水＝1:1:2的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为1.8％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
水泥尾砂浆：通过T430D型搅拌机将水泥、尾砂和水按照水泥:尾砂:水＝1:2:1.65的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为2.5％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
粘土尾砂浆：通过T430D型搅拌机将粘土、尾砂和水按照粘土：尾砂：水＝1:1:3的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为2.5％的水玻璃溶液再次混合均匀的配比混合均匀；
速凝双液浆：通过T430D型搅拌机将水玻璃溶液和水泥按照水玻璃溶液：水泥＝1:0.5的体积质量比(L:kg)混合均匀的配比混合均匀得到；
此外，为满足本矿区的注浆需求，上述配浆料所用到的水泥为普通硅酸盐水泥，且水泥标号为525；粘土的塑性指数为16.5，粘粒含量为41.3％，粉粒含量为44.3％，含砂量为4.4％，有机物含量为2.78％。尾砂的粒径为2.43mm，细度模数为1.93，SO3含量为0.92％，含泥量为2.86％，有机物含量为2.84％；水玻璃溶液的模数为3.1，浓度为40Be’(波美度)；
S4、洗孔：采用压力水对注浆孔进行冲洗，直到回水澄清并延续11min，冲水时间为32min，冲洗压力为0.5MPa；
S5、压水试验：通过止水栓塞(KWS型)对注浆孔进行简易压水试验，每间隔5min观测一次压人流量和压力值，当压力稳定时，在连续四次的压入流量值中，如果最大压入流量值与最小压入流量值之差小于最终压入流量值的10％，停止试验，首先取最终压入流量值和对应的压力值计算注浆孔的透水率，透水率的计算方法(公式)为：
q＝Q/PL
式中：q—透水率，单位为Lu；
Q—最终压入流量值，单位为L/min；
P—最终压入流量对应的压力值，单位为Mpa；
L—该注浆孔的深度，单位为m。
然后，根据各注浆孔的透水率来选择其注浆浆料的类型，选择标准如下；
如注浆孔的透水率小于10Lu，选用改性粘土浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于10Lu～30Lu之间，选用水泥尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于30Lu～50Lu之间，选用粘土尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率大于50Lu，选用速凝双液浆作为注浆浆料；
S5、注浆：在L型帷幕的两端分别选取多个连续的注浆孔作为第一序孔和第二序孔，并将中间剩余的注浆孔作为第三序孔，其中第一序孔为9个，第二序孔为8个，第三序孔为15个，最后按照第一序孔、第二序孔和第三序孔的顺序依次进行注浆，第一序孔与第二序孔之间注浆的间隔时间、以及第二序孔与第三序孔之间注浆的间隔时间为2.3d；
注浆时，先将套管置于注浆孔内，然后在一定的注浆压力下按照自上而下分段注浆的方式逐段灌注，即从上到下相继在第一孔段与套管之间、第二孔段与套管之间、第三孔段与套管之间以及第四孔段与套管之间的孔壁上注一层浆料，并选取压水试验时读取的最终压力值作为注浆压力；
对于不同深度范围的注浆孔应选择不同的注浆压力，其选择标准如下：
深度为小于60m的注浆孔，其注浆压力为0.5MPa～1.5MPa，本实施例选择的注浆压力为1.0MPa；
深度为60～80m的注浆孔，其注浆压力为0.8MPa～2.0MPa，本实施例选择的注浆压力为1.5MPa；
深度为80～100m的注浆孔，其注浆压力为1.0MPa～2.5MPa，本实施例选择的注浆压力为2.0MPa；
深度为100～160m的注浆孔，其注浆压力为1.2MPa～3.9MPa，本实施例选择的注浆压力为3.0MPa；
深度大于160m的注浆孔，其注浆压力为1.3MPa～4.5MPa，本实施例选择的注浆压力为3.5MPa；
S7、结束注浆：在规定的注浆压力下若注浆孔的吸浆量小于10L/min，继续注浆25min，即结束注浆工作；
S8、注浆孔封孔：通过DH-812型灌浆机向注浆孔的孔底注入浓水泥尾砂浆，该浓水泥尾砂浆的水固体积质量比(L:kg)为0.6:1、水泥与尾砂的质量比(kg:kg)为1:2，注浆时以6.5cm/min的上升速度边注浆边提升，将注浆孔注满封实。
S9、质量检查：注浆结束14d后，在第一序孔、第二序孔和第三序孔中分别选择一个注浆孔作为检查孔，其中，第一序孔中的检查孔的深度为269m，第二序孔中的检查孔的深度为196.7m，第三序孔中的检查孔的深度为183m，根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62-2014)》，分别对这三个检查孔进行压水试验，并记录它们的透水率，通过压水试验发现，第一序孔中的检查孔的透水率、第二序孔中的检查孔的透水率和第三序孔中的检查孔的透水率分别为0.0147Lu、0.0141Lu和0.0149Lu，与注浆前所有注浆孔的平均透水率(43～55Lu)相比，注浆帷幕截水效果明显，帷幕注浆的质量较好，可发挥显著的截流作用，完全达到了帷幕注浆的目的，为采矿区今后的安全生产打下了坚实的基础。
实施例3：
江西新庄铜铅锌矿矿产资源丰富，一共划分为四个矿带，其中II号矿带主要开采矿区，该矿区为准平原地貌，采矿范围分布有优质农田，公路、河流，矿区周围的村前镇也坐落于开采影响范围内，该矿区水文地质条件复杂，预测矿坑涌水量为25344m3/d～37824m3/d，本实施例根据该矿区的地质特点，在采矿前通过构筑L型注浆截流帷幕进行防治水的工作，具体的施工方法包括下述步骤：
S1、幕址设计：在新庄铜铅锌矿挖掘面的周围布置L型帷幕，帷幕总长为303.34m，帷幕厚度为10m，浆液平均扩散半径为7m，帷幕渗透系数为0.06m/d；
S2、钻孔：利用SG2-300型钻机(钻压为8kN，转速为590r/min)采用间隔成孔的方式在帷幕上钻32个注浆孔，每钻50m测量一次孔位，并计算偏斜值(即测量孔位与孔口方位之间的距离)，确保偏斜值与孔深之比小于1.5％，注浆孔的平均间距为10m，注浆孔的平均孔深为216.2m，开孔直径为160mm，终孔直径为110mm，从上到下依次将注浆孔分为4段，即第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段，其中，第二孔段的长度为第一孔段长度的2倍，第三孔段的长度为第一孔段长度的4倍，第四孔段的长度为第一孔段长度的3倍，第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段的孔径分别为160mm、145mm、135mm和110mm；
S5、浆料的配制和使用要求：所有浆料均在制浆站中进行配制，然后通过BW70型砂浆泵以2m/s的速度运送到采矿区的储浆罐(容量为500L)中储存备用，配置好的浆料在使用前需经过筛孔为2.5mm的筛网的筛选处理，并且将浆料的温度调节为40℃，配置好的浆料需在4h内使用完毕：
改性粘土浆：通过T430D型搅拌机将水泥、粘土和水按照水泥：粘土：水＝1:1:2的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为2％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
水泥尾砂浆：通过T430D型搅拌机将水泥、尾砂和水按照水泥:尾砂:水＝1:2:1.8的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为3％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
粘土尾砂浆：通过T430D型搅拌机将粘土、尾砂和水按照粘土：尾砂：水＝1:2:3.5的质量体积比(kg:kg:L)混合均匀，然后加入体积分数为3％的水玻璃溶液再次混合均匀的配比混合均匀；
速凝双液浆：通过T430D型搅拌机将水玻璃溶液和水泥按照水玻璃溶液：水泥＝1:1的体积质量比(L:kg)混合均匀的配比混合均匀得到；
此外，为满足本矿区的注浆需求，上述配浆料所用到的水泥为普通硅酸盐水泥，且水泥标号为625；粘土的塑性指数为16.8，粘粒含量为41.5％，粉粒含量为44.1％，含砂量为4.1％，有机物含量为2.73％。尾砂的粒径为2.41mm，细度模数为1.90，SO3含量为0.89％，含泥量为2.83％，有机物含量为2.82％；水玻璃溶液的模数为3.4，浓度为45Be’(波美度)；
S4、洗孔：采用压力水对注浆孔进行冲洗，直到回水澄清并延续11.5min，冲水时间为33min，冲洗压力为0.5MPa；
S5、压水试验：通过止水栓塞(KWS型)对注浆孔进行简易压水试验，每间隔5min观测一次压人流量和压力值，当压力稳定时，在连续四次的压入流量值中，如果最大压入流量值与最小压入流量值之差小于最终压入流量值的10％，停止试验，首先取最终压入流量值和对应的压力值计算注浆孔的透水率，透水率的计算方法(公式)为：
q＝Q/PL
式中：q—透水率，单位为Lu；
Q—最终压入流量值，单位为L/min；
P—最终压入流量对应的压力值，单位为Mpa；
L—该注浆孔的深度，单位为m。
然后，根据各注浆孔的透水率来选择其注浆浆料的类型，选择标准如下；
如注浆孔的透水率小于10Lu，选用改性粘土浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于10Lu～30Lu之间，选用水泥尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于30Lu～50Lu之间，选用粘土尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率大于50Lu，选用速凝双液浆作为注浆浆料；
S6、注浆：在L型帷幕的两端分别选取多个连续的注浆孔作为第一序孔和第二序孔，并将中间剩余的注浆孔作为第三序孔，其中第一序孔为9个，第二序孔为8个，第三序孔为15个，最后按照第一序孔、第二序孔和第三序孔的顺序依次进行注浆，第一序孔与第二序孔之间注浆的间隔时间、以及第二序孔与第三序孔之间注浆的间隔时间为2d；
注浆时，先将套管置于注浆孔内，然后在一定的注浆压力下按照自上而下分段注浆的方式逐段灌注，即从上到下相继在第一孔段与套管之间、第二孔段与套管之间、第三孔段与套管之间以及第四孔段与套管之间的孔壁上注一层浆料，并选取压水试验时读取的最终压力值作为注浆压力；
对于不同深度范围的注浆孔应选择不同的注浆压力，其选择标准如下：
深度为小于60m的注浆孔，其注浆压力为0.5MPa～1.5MPa，本实施例选择的注浆压力为1.5MPa；
深度为60～80m的注浆孔，其注浆压力为0.8MPa～2.0MPa，本实施例选择的注浆压力为2.0MPa；
深度为80～100m的注浆孔，其注浆压力为1.0MPa～2.5MPa，本实施例选择的注浆压力为2.5MPa；
深度为100～160m的注浆孔，其注浆压力为1.2MPa～3.9MPa，本实施例选择的注浆压力为3.9MPa；
深度大于160m的注浆孔，其注浆压力为1.3MPa～4.5MPa，本实施例选择的注浆压力为4.5MPa；
S7、结束注浆：在规定的注浆压力下若注浆孔的吸浆量小于10L/min，继续注浆30min，即结束注浆工作；
S8、注浆孔封孔：通过DH-812型灌浆机向注浆孔的孔底注入浓水泥尾砂浆，该浓水泥尾砂浆的水固体积质量比(L:kg)为0.6:1、水泥与尾砂的质量比(kg:kg)为1:2，注浆时以8cm/min的上升速度边注浆边提升，将注浆孔注满封实。
S9、质量检查：注浆结束14d后，在第一序孔、第二序孔和第三序孔中分别选择一个注浆孔作为检查孔，其中，第一序孔中的检查孔的深度为269m，第二序孔中的检查孔的深度为196.7m，第三序孔中的检查孔的深度为183m，根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62-2014)》，分别对这三个检查孔进行压水试验，并记录它们的透水率，通过压水试验发现，第一序孔中的检查孔的透水率、第二序孔中的检查孔的透水率和第三序孔中的检查孔的透水率分别为0.0140Lu、0.0145Lu和0.0153Lu，与注浆前所有注浆孔的平均透水率(43～55Lu)相比，注浆帷幕截水效果明显，帷幕注浆的质量较好，可发挥显著的截流作用，完全达到了帷幕注浆的目的，为采矿区今后的安全生产打下了坚实的基础。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1、幕址设计：在采矿挖掘面的周围布置L型帷幕，帷幕总长为303.34m，帷幕厚度为10m，浆液平均扩散半径为7m，帷幕渗透系数为0.06m/d；
S2、钻孔：利用钻机采用间隔成孔的方式在帷幕上钻32个注浆孔，每钻50m测量一次孔位，并计算偏斜值，确保偏斜值与孔深之比小于1.5％，注浆孔的平均间距为10m，注浆孔的平均孔深为216.2m，开孔直径不小于130mm，终孔直径不小于91mm；并且从上到下依次将每一注浆孔分为4段，即第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段，其中，第二孔段的长度为第一孔段长度的2倍，第三孔段的长度为第一孔段长度的4倍，第四孔段的长度为第一孔段长度的3倍，各孔段之间的孔径不一样，各孔段之间的孔径从上到下变小，同一孔段的孔径一致；
S3、浆料的配制：
改性粘土浆：将水泥、粘土和水按照水泥：粘土：水＝1:1:2的质量体积比混合均匀，然后加入体积分数为1.5％～2％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
水泥尾砂浆：将水泥、尾砂和水按照水泥:尾砂:水＝1:2:1.5～1.8的质量体积比混合均匀，然后加入体积分数为2％～3％的水玻璃溶液再次混合均匀得到；
粘土尾砂浆：将粘土、尾砂和水按照粘土：尾砂：水＝1:0.5～2:2.5～3.5的质量体积比混合均匀，然后加入体积分数为2％～3％的水玻璃溶液再次混合均匀的配比混合均匀；
速凝双液浆：将水玻璃溶液和水泥按照水玻璃溶液：水泥＝1:0.1～1的体积质量比混合均匀的配比混合均匀得到；
S4、洗孔：采用压力水对注浆孔进行冲洗，直到回水澄清并延续10min以上，冲水时间不少于30min，冲洗压力不大于0.5MPa；
S5、压水试验和注浆浆料类型的选择：对注浆孔进行简易压水试验，每间隔5～10min观测一次压入流量和压力值，当压力稳定时，在连续四次的压入流量值中，如果最大压入流量值与最小压入流量值之差小于最终压入流量值的10％，停止试验，并取最终压入流量值和对应的压力值计算注浆孔的透水率，并根据各注浆孔的透水率来选择其注浆浆料的类型，选择标准如下；
如注浆孔的透水率小于10Lu，选用改性粘土浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于10Lu～30Lu之间，选用水泥尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率处于30Lu～50Lu之间，选用粘土尾砂浆作为注浆浆料；
如注浆孔的透水率大于50Lu，选用速凝双液浆作为注浆浆料；
S6、注浆：在L型帷幕的两端分别选取多个连续的注浆孔作为第一序孔和第二序孔，并将中间剩余的注浆孔作为第三序孔，其中第一序孔为9个，第二序孔为8个，第三序孔为15个，最后按照第一序孔、第二序孔和第三序孔的顺序依次进行注浆；
注浆时，先将套管置于注浆孔内，然后在一定的注浆压力下按照自上而下分段注浆的方式逐段灌注，即从上到下相继在第一孔段与套管之间、第二孔段与套管之间、第三孔段与套管之间以及第四孔段与套管之间的孔壁上注一层浆料，并选取压水试验时读取的最终压力值作为注浆压力；
对于不同深度范围的注浆孔应选择不同的注浆压力，其选择标准如下：
深度为小于60m的注浆孔，其注浆压力为0.5MPa～1.5MPa；
深度为60～80m的注浆孔，其注浆压力为0.8MPa～2.0MPa；
深度为80～100m的注浆孔，其注浆压力为1.0MPa～2.5MPa；
深度为100～160m的注浆孔，其注浆压力为1.2MPa～3.9MPa；
深度大于160m的注浆孔，其注浆压力为1.3MPa～4.5MPa；
S7、结束注浆：在规定的注浆压力下若注浆孔的吸浆量小于10L/min，继续注浆20～30min，即结束注浆工作；
S8、注浆孔封孔：向注浆孔的孔底注入浓水泥尾砂浆，该浓水泥尾砂浆的水固体积质量比为0.6:1、水泥与尾砂的质量比为1:2，注浆时以5～8cm/min的上升速度边注浆边提升，将注浆孔注满封实。
S9、质量检查：注浆结束14d后，在第一序孔、第二序孔和第三序孔中分别选择一个注浆孔作为检查孔，分别对所述检查孔进行压水试验，并通过所述检查孔的透水率检查注浆帷幕的质量。
2.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述注浆孔的第一孔段、第二孔段、第三孔段和第四孔段的孔径分别为130mm、120mm、105mm和91mm。
3.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥，且水泥标号为425、525和625中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述粘土的塑性指数大于15，粘粒含量大于40％，粉粒含量小于45％，含砂量小于5％，有机物含量小于3％。
5.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述尾砂的粒径小于2.5mm，细度模数小于2.0，SO3含量小于1％，含泥量小于3％，有机物含量小于3％。
6.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述水玻璃溶液的模数为2.8～3.4，浓度为35～45Be’。
7.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述浆料的温度为5℃～40℃。
8.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：所述第一序孔与第二序孔之间注浆的间隔时间、以及所述第二序孔与第三序孔之间注浆的间隔时间小于3d。
9.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：配置好的所述浆料在使用前需经过筛孔为2.5mm的筛网的筛选处理，并且需要在4h内使用完毕。
10.根据权利要求1所述的一种通过构筑L型注浆截流帷幕防治水的施工方法，其特征在于：第一序孔中的所述检查孔的深度为269m，第二序孔中的所述检查孔的深度为196.7m，第三序孔中的所述检查孔的深度为183m。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910064738.7A CN109763845B (zh) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | 一种通过构筑l型注浆截流帷幕防治水的施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910064738.7A CN109763845B (zh) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | 一种通过构筑l型注浆截流帷幕防治水的施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109763845A true CN109763845A (zh) | 2019-05-17 |
| CN109763845B CN109763845B (zh) | 2020-07-07 |
Family
ID=66454232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910064738.7A Active CN109763845B (zh) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | 一种通过构筑l型注浆截流帷幕防治水的施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109763845B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111622206A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-04 | 中国地质科学院矿产综合利用研究所 | 一种离子型稀土防渗帷幕构筑方法 |
| CN113006111A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-22 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种封堵帷幕顶底界断层带绕流的方法 |
| CN116732979A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-12 | 中冶成都勘察研究总院有限公司 | 一种利用注浆钢管桩处理深厚红层回填土地基的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101768958A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-07-07 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | 一种矿山单排孔帷幕注浆钻孔孔距确定方法 |
| CN101832142A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-09-15 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种隧道信息化跟踪精确注浆方法 |
| CN103556646A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-02-05 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | 一种在砂卵石层形成堵水墙的方法 |
| CN103603689A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-02-26 | 葛洲坝集团基础工程有限公司 | 一种采空区处理帷幕灌浆的施工方法 |
| CN107130918A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-09-05 | 新疆北方建设集团有限公司 | 大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法 |
| WO2018209063A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Gcp Applied Technologies Inc. | In-situ barrier device with internal injection conduit |
-
2019
- 2019-01-23 CN CN201910064738.7A patent/CN109763845B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101768958A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-07-07 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | 一种矿山单排孔帷幕注浆钻孔孔距确定方法 |
| CN101832142A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-09-15 | 中铁十二局集团有限公司 | 一种隧道信息化跟踪精确注浆方法 |
| CN103556646A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-02-05 | 河北钢铁集团矿业有限公司 | 一种在砂卵石层形成堵水墙的方法 |
| CN103603689A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-02-26 | 葛洲坝集团基础工程有限公司 | 一种采空区处理帷幕灌浆的施工方法 |
| CN107130918A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-09-05 | 新疆北方建设集团有限公司 | 大坝帷幕灌浆冲击造孔施工方法 |
| WO2018209063A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Gcp Applied Technologies Inc. | In-situ barrier device with internal injection conduit |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111622206A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-04 | 中国地质科学院矿产综合利用研究所 | 一种离子型稀土防渗帷幕构筑方法 |
| CN111622206B (zh) * | 2020-06-01 | 2022-02-08 | 中国地质科学院矿产综合利用研究所 | 一种离子型稀土防渗帷幕构筑方法 |
| CN113006111A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-22 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种封堵帷幕顶底界断层带绕流的方法 |
| CN116732979A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-12 | 中冶成都勘察研究总院有限公司 | 一种利用注浆钢管桩处理深厚红层回填土地基的方法 |
| CN116732979B (zh) * | 2023-08-11 | 2023-10-20 | 中冶成都勘察研究总院有限公司 | 一种利用注浆钢管桩处理深厚红层回填土地基的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109763845B (zh) | 2020-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103603689B (zh) | 一种采空区处理帷幕灌浆的施工方法 | |
| CN105201448B (zh) | 一种高压大流量涌水通道内阻水注浆封堵方法 | |
| CN105821830B (zh) | 一种用于低渗透性土坡的增渗虹吸排水系统 | |
| CN103628912B (zh) | 一种采空区处理充填灌浆的施工方法 | |
| CN110924967B (zh) | 富水砂卵石地层盾构近接敏感建筑物精细化控制施工方法 | |
| CN109763845A (zh) | 一种通过构筑l型注浆截流帷幕防治水的施工方法 | |
| CN110130936B (zh) | 一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法 | |
| CN102660952B (zh) | 可控粘土膏浆灌浆方法 | |
| CN105297741B (zh) | 上软下硬地层爆破引起基坑围护结构洞穿涌水防治方法 | |
| CN104631438B (zh) | 长螺旋钻孔压灌混凝土抗拔桩施工方法 | |
| CN105484269B (zh) | 爆破条件下基坑围护结构渗漏防治施工方法 | |
| CN104612179B (zh) | 贯穿超厚粉砂层的地下连续墙的施工方法 | |
| CN114233385B (zh) | 一种斜井井筒突泥涌水的治理方法 | |
| CN108999195A (zh) | 一种封堵深基坑侧壁较大涌水的地层内台阶堆堰式安全注浆施工工艺 | |
| CN109026010A (zh) | 一种矿山渗井注浆型凿井施工方法 | |
| CN108867631A (zh) | 一种旋挖钻孔灌注桩的施工方法 | |
| CN105735245A (zh) | 海边吹填泥层地层中成槽施工的土体加固方法 | |
| CN110593807A (zh) | 一种适用于浅地表大开度裂隙岩体巷道的堵水方法 | |
| CN104790982B (zh) | 一种暗挖隧道超深孔注浆用套壳料 | |
| CN104264653A (zh) | 超高能级强夯与置换兼容施工工艺 | |
| CN210509175U (zh) | 一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构 | |
| CN107191188A (zh) | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 | |
| CN107227744B (zh) | 一种突水断层带堵漏的施工方法 | |
| CN109440757A (zh) | 一种用于岩溶区的地基加固方法 | |
| CN109322311A (zh) | 基于预制地下连续墙结构的装配式支护结构施工工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |