泥河铁矿竖井施工方法探讨.pdf

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1、SerialNo．542现代矿业总第542期June．2014M0DERNMINING2014年6月第6期泥河铁矿竖井施工方法探讨王耀凯陈召亮刘伟(安徽五鑫矿业开发有限公司)摘要针对泥河铁矿岩石特点，分别从多个方面对其竖井施工方法进行了比较分析，最终确定采用地面预注浆为主的竖井施工技术。关键词地下铁矿竖井施工方法泥河铁矿位于安徽省庐江县南部，是由大型含为3段：粗安岩裂隙含水层(次含水层)，次生石英硫磁铁矿及大型硫铁矿、中型硬石膏矿、局部零星分岩孔洞裂隙含水层(主含水层两层)，主要特征参数布的铅锌矿体组成的多矿种的隐伏矿床H。目前，见表1。该矿正进

2、行建设前期准备工作，共建有3条竖井。表1主要含水层特征参数在对现有的几类竖井施工方法进行分析比较的基础名称含水位置主要特征备注／m上，分别从技术、经济、安全、质量等方面对各类施工方法进行讨论，从而优选出最佳施工方法。1工程、水文地质特征泥河铁矿位于庐枞火山岩盆地的西北边缘，矿区内地层产状平缓，褶皱不发育，构造以断裂为主，矿区岩石蚀变强烈，浅部为高岭石、水云母化，深部以硅化、硬石膏化、辉石化和磁、黄铁矿化为主。在矿体顶板部位的火山碎屑岩、熔岩往往强烈硅化，形成似层状、透镜状次生石英岩，该岩石坚硬、性脆、易碎，岩心采取率很低。蚀变岩构成了该矿床矿体的

3、顶、底板，由于蚀变岩类型复杂，围岩的稳固性变化较大。矿区测温钻孔平均地温梯度为(2．22—2．98)~C／100m，属正常地温梯度，各测试钻孔均呈井筒存在的主要水文地质问题有：①粗安岩裂现随深度增加地温上升的趋势。开采标高一600一隙含水层与次生石英岩含水层无水力联系，上、下两一1070nl，地温远大于27℃，已形成热害。矿石中层次生石英岩含水层之间水力联系亦小，但掘进中硫化物氧化时放出的热量也会增加井筒的温度，进的爆破震动使裂隙进一步疏通，有可能使上下两层一步加剧热害，掘进中应采取降温措施。同时矿区次生石英岩含水层贯通；②由于主要含水层孔洞、裂

4、深部(850m以下)坚硬的闪长玢岩具有发生岩爆的隙发育的不均匀性，竖井掘进时可能局部地段出现可能性，应引起高度重视。突水现象，应引起足够重视。根据工程勘查资料，岩石为半坚硬岩软岩，较2竖井施工方法破碎．较完整岩体，岩体的基本质量等级为良或中(1)普通施工法。采用人工或机械凿岩爆破的等。上部与下部岩石强度较高，中下部岩石泥化强，方法进行竖井掘进，一般适用于井筒不太深且涌水具有遇水膨胀、失水收缩的特点。量小于20rn／h的竖井掘进。根据井筒工程勘查孔资料，矿区含水层主要分(2)钻井法。采用钻机钻头破碎岩石，泥浆不断循环冲洗钻头，同时采用压气方式将破碎

5、的岩屑王耀凯(1964一)，男，教授级高级工程师，231561安徽省庐江县泥河镇。提升至地面，井内的泥浆保护井帮不致坍塌，将地面】61总第542期现代矿业2014年6月第6期预制好的井壁底和井壁逐节送至井口依次对接，在3泥河铁矿竖井施工校正井位之后，进行壁后充填固井，完成钻井井壁的3．1施工方法立井支护【3]。该方法适用于穿过厚含水冲积层的根据泥河铁矿具体条件，全矿区冲积层的厚度竖井掘进。为0—17．5m。对以上各施工方法进行可行性分析(3)冻结法。利用制冷水循环系统将立井井筒比较后认为，目前，地面预注浆技术在国内竖井掘进周围不稳定的岩土层冷却冻

6、结，使之形成冻结圈中作为一种防治水手段已经非常成熟，国内千米左(壁)，在维持冻结圈的前提下，利用普通法下掘井筒。右深井共有100多条，将近一半都采用地面预注浆(4)预注浆法。将胶结材料配制成浆液，利用进行封水施工。注浆工作环境好、安全有保障，发生泵的压力注入岩层的裂隙或孔洞中，浆液凝结硬化安全事故的概率相对较小，对井筒尺寸和井筒质量后，堵塞裂隙、孔隙或溶洞，达到封闭水源和加固岩更有保证。因此，可作为泥河铁矿竖井施工方案。层的目的。井筒预注浆有地面预注浆和工作面预注3．2方案实施浆2种方法。地面预注浆的全部工作在地面进行，以井筒中心为基点的浆液有效

7、扩散半径为采用大型设备钻孔和注浆；工作面预注浆在井筒中11．75m，注浆段剩余漏水量不大于10In／h，设计6进行，当井筒下掘至含水层或出现裂隙破碎带、涌水～8个直孔或“S”型孔，布孔圈径为60m，“S”型孔量大的情况时，先打止水垫或预留岩石止水帽，预埋落点靶域圈径为11．5m，孔深997m，工期约l0个注浆孔口管，再进行钻孔和注浆。该方法主要适用月。157～177l'n为岩帽段，177～997m为注浆段，于围岩软弱破碎、富含大量的构造裂隙水等水文地岩帽段注浆采用单液水泥浆，注浆段采用黏土水泥质条件复杂的井筒施工。综合浆。竖井地面预注浆示意见图1

8、。常见的几类竖井施工方法特点及适用条件对比见表2。表2几种竖井施工方法特点及使用条件对比图1竖井地面预注浆示惹注浆材料主要有黏土、水泥、