帷幕注浆工程中止浆塞的应用.pdf

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1、矿业工程第8卷第6期60MiningEngineering2010年l2月帷幕注浆工程中止浆塞的应用赵晓明韩贵雷于同超(华北有色工程勘察院，河北石家庄050021)摘要：阐述了河北钢铁集团中关铁矿帷幕注浆工程，在不同的地层，选择不同的经过改进的止浆塞(卡瓦式和水压式止浆塞)，大幅提高了止浆塞的使用寿命，减少了因止浆塞问题发生井故的次数，提高了注浆效率。关键词：止浆塞；卡瓦式止浆塞；水压式止浆塞中图分类号：TD743文献标识码：B文章编号：1671—8550(2010)06—0060—02提拉注浆管，3片卡瓦会卡住孑L壁，随着拉力的增加，卡0引言瓦和孔壁会越卡越紧，当卡瓦不再移动时，

2、注浆管继续上提，会使塞子的胶球被挤压而膨胀，达到止水的效果(见为了有效保护环境水资源，实现矿产资源的合理开采，大水矿山治水近期常采用帷幕注浆手段，达到既能采矿，图1)。2．2水压式止浆塞的止水原理及构造又保护水资源的目的口0]。其原理是将止浆塞与注浆管连接，下放到孔内指定的位注浆钻孔在注浆过程中，J卜浆塞是不可少的器具，由置，然后在孔口用手动试压泵通过水压胶管给水压式止浆塞于使用不当经常造成井故，而且止浆塞的寿命也随之降低，压水，使其膨胀隔离孔段，达到止水的效果(如图3)。影响了注浆施工进度]。所以在矿山帷幕注浆中，有必要研究止浆塞的使用方式和方法，并根据地层和孔内情况采取适宜的方

3、法。1工程背景河北钢铁集团中关铁矿位于河北省沙河市白塔镇中关村附近，北距邢台3Okm，南距邯郸53km。矿体南北长2000m，宽约800m，矿体平均厚38．0m，最大厚I93．06ITI，埋深3。0～720m，总储量9345万t。帷幕注浆a)膨胀前b)膨胀后钻孔需穿越第四系、石炭二迭系、中奥陶系、燕山期闪长图1卡瓦散提式止浆塞工作原理岩，其中包括蚀变灰岩带、断层带和破碎带等复杂地层，注浆施工难度大]。注浆帷幕设计厚10．01TI、浆液扩散半径8．0m、设计孔距12．0m、注浆段平均长30rll，注浆段直径采用1]o、反正扣接头D91和D75Illm。帷幕防渗性能指标q≤2Lu，帷幕

4、形成后导向键堵水率达8O，透水系数d0．08m／d。卡瓦注浆帷幕线设计南北长1140m；东西最大宽890iTI，平面上呈环形椭圆状，全长3397Ill，总进尺201906延米，注浆段全长126674延米，采用分段注浆。帷幕底板进人燕上下托盘山期闪长岩隔水层，最大设计孔深达810m。图2卡瓦散提式止浆塞中关铁矿帷幕注浆工程量较大，前期施工中试验过多种止浆塞，其中应用最多的有卡瓦式和水压式止浆塞。2止浆塞的原理及构造2．1卡瓦散提式止浆塞的止水原理及构造卡瓦止浆塞的原理是将止浆塞下放到预定的位置后，收稿日期：2010—05—22a)膨胀前b)膨胀后作者简介：赵晓明(198o一)，男(汉

5、族)，河北保定人，华北有色图3水压式止浆塞工作原理工程勘察院助理工程师，主要从事岩土工程方面的工作和研究。2O1O年第6期赵晓明等帷幕注浆工程中止浆塞的应用61止浆塞下放位置尽量在孔壁完好的部分。下放时注浆管的连接处要涂抹铅油，防止连接处漏浆。压水胶管在下压水胶管放时要与注浆管贴紧保持顺直，每10m要用铁丝固定，防止其脱落缠住止浆塞。到指定位置后，用手动试压泵给其加压，加压后在孔口向里面注水，检查止浆塞的止水效果。注浆结束后，不需马上给止浆塞卸压，约等10分钟，手动试压泵使其孔底的压力部分消散，卸压后向上提起一段距离，用止水水封泥浆泵向孔内注水，冲洗孔内的水泥浆液，直到孔内返出膨胀

6、胶体清水为止，然后提起止浆塞。图4水压式止浆塞上述两种止浆塞的应用各有特点；卡瓦式止浆塞灵活方便，但受地层的限制比较明显；水压式止浆塞地层适应3止浆塞的使用方法及注意事项性较好，但操作比较麻烦。31卡瓦散提式止浆塞的使用方法4止浆塞的适用范围及效果使用新止浆塞时首先整体拆装，检查各部分的完整性，涂抹黄油使其能够顺畅的滑动；调整卡瓦导杆使托盘平行，——卡瓦散提式止浆塞的适用范围。适用于孑L壁完整使3片卡瓦保持上下移动的一致性，有助于止浆塞和钻孔的地层，而且要有一定的强度。钻孔的直径要与卡瓦止浆同轴；其次，选择较好的位置下放止浆塞，在下放的过程塞的直径相吻合；不宜用于套管内部，因为在向

7、上提拉卡中速度要慢，没到预定位置以前，只许下放，不许上提，紧的过程中，可能连护壁套管一块提起。过软的地层会使钻杆要精确丈量；到达预定位置后，适当用力上拉钻杆，卡瓦陷人孔壁中，导致卡瓦卡不死或提升止浆塞较困难。感觉上拉阻力较大时，止浆塞已卡住。检查止水的方式是——水压式止浆塞的适用范围。适用于孔壁完整的地拉紧后向孔内注水，水到达孔口后如不渗漏或渗漏不严重，层或有一定破碎但不能有掉块的地层，且不能有空膛。在说明止浆塞已达到止水效果，如渗漏严重，须用力反复上过软的地层中，应