地面预注浆工艺在南李庄铁矿主井施工中的应用.pdf

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1、SerialNo．554现代矿业总第554期June．2015M0DERNMINING2015年6月第6期地面预注浆工艺在南李庄铁矿主井施工中的应用游红江(华北有色工程勘察院有限公司)摘要随着矿山开采深度的加大，新的注浆工艺、材料及设备得到广泛的应用。针对南李庄铁矿区地质条件较复杂且富水性较强的特点，拟采用地表预注浆技术治理井筒掘进过程中的涌水，取得了较好的效果。关键词地表预注浆蚀变破碎带黏土水泥浆高角度裂隙邯郸县南李庄铁矿位于邯郸市复兴区和武安市高一145．O0～一163．O0m处比较破碎，地层复杂，交界处，为设计产

2、量80万t／a的大型矿山。由于该透水性强，岩层间夹杂有薄层石膏灰岩及矽卡岩。矿区水文地质条件复杂，主要含水层为奥陶系石灰1．2水文地质条件岩岩溶裂隙水，含水层裂隙岩溶发育，且多高角度岩南李庄铁矿位于邯邢地区鼓山断层以东地下水溶裂隙发育，富水性较强。同时矿区地层中普遍存强径流带，水文地质条件复杂，主要含水层为中奥陶在多层厚度较大、透水性弱、物理力学性质差的蚀变系马家沟组石灰岩裂隙岩溶含水层组，该含水层组破碎带，水文地质条件复杂。为了保证主井的顺利主要由灰岩、花斑灰岩、白云质灰岩等组成。岩溶裂掘进，采用地表预注浆方案_1治

3、理井筒掘进过程中隙发育，裂隙率为0．67％～1．51％，岩溶率为0．5％的涌水，主井井筒净径为4．5In，开拓荒径为5．1m，～1％，其富水性变化较大，一般为1～20I／(S·地表高程为+253m，井筒底板高程为一240m，设计m)，个别可达512．4L／(s·m)，矿区平均渗透系数深度为493m。为5．954m／d。目前，矿区水位标高约+100m1矿区工程地质及水文地质概况(2013年10月)，水力性质为潜水。1．1地层概况2地面预注浆工艺(1)第四系(Q)。场区均被第四系覆盖，以黄2．1技术特点褐色粉质黏土为主，层

4、厚埋深为2．95～5．10m。立井地面预注浆⋯的基本思路是，当立井通过(2)奥陶系(0)。奥陶系中统为场区地下水的厚度较大或层数较多的基岩含水岩层时，在井筒开主要赋存层位，全区皆有分布，主要为马家沟组的石凿前，利用钻机从地面井筒周围钻进注浆孔，将制备灰岩，岩性由深灰色中厚层致密灰岩、花斑灰岩夹白好的浆液利用高压注浆泵经注浆孔压送至基岩含水云质灰岩、浅棕黄或肉红色白云质灰岩、角砾岩、角层中，随着浆液的充填，凝固，在井筒周围形成不透砾状灰岩、条带状泥质灰岩及结晶灰岩等组成，揭露水的注浆帷幕，达到注浆堵水和加固底层的目的，在

5、石灰岩总厚约393．45ITI，层底标高为一145．O0m。此基础上开凿井筒。其优点主要有：①全部工作均受岩浆岩上侵的热蚀作用，石灰岩中广泛分布有厚在地面上进行，工作条件好、效率高、钻进速度快；②度不均的蚀变破碎带。该层物理力学性质差，遇水可以根据裂隙方向布置钻孔，钻孔偏斜影响小，且钻膨胀、崩解、易坍塌，岩芯颜色以灰白色、浅黄色居孔、注浆工程量较小；③钻孔和注浆工作可在井筒掘多。蚀变灰岩破碎带厚度较大，最小为4．02m，最进前进行，不影响工程进度，可连续施工；④使用生大为37．45m。产效率高的大型钻机加大注浆孔径，钻

6、孔可以交叉(3)燕山期闪长玢岩(6)。场区埋深为更多的含水层裂缝，提高充填效果；⑤无需修筑止水397．80～503．O0m，为燕山期闪长玢岩，颜色以灰垫或预留保护岩柱，避免了注浆时止水垫跑浆等现白、灰绿色为主，主要成分以斜长石、角闪石为主，标象的发生；⑥注浆效果可以从后期注浆孔和检查孔的涌水量直接观察到。地面预注浆堵水主要适用于游红江(1982一)，男，工程师，050021河北省石家庄市汇通路井筒穿过厚度较大的裂隙含水层，或含水层厚度不39号。34游红江：地面预注浆工艺在南李庄铁矿主井施工中的应用2015年6月第6期大

7、但层数多并与不透水层互层，多层裂隙含水层，大适当延长和缩短注浆段高，但不宜超过30m。的断层构造带加固等。(2)注浆孔结构。注浆孔终孔一般不小于4)912．2地面预注浆工艺mm02．2．1注浆孔布置形式及孔个数(3)注浆孔垂直度。为了防止由于注浆孔偏斜地面预注浆孔数计算公式为引起浆液搭接不良，依据相关规范要求，垂直注浆孔最大偏距不宜超过实际孔深的0．5％。Ⅳ=，(4)注浆压力。考虑矿区一150m水平以上地式中，Ⅳ为注浆孔个数，注浆孔个数取偶数较好；D层为中奥陶系石灰岩，为矿区主要含水层，且水文地为井筒荒径，取5．10m

8、；A为井筒荒径至帷幕圈的距质条件复杂，竖向高角度岩溶裂隙及蚀变破碎带地离，取2．501TI；为注浆孔间距，取4．00in。层发育等因素，注浆压力在2．5—3．0倍静水压力据式(1)计算可得，N=7．93，故注浆个数确定的基础上进行了相应提高。基本原则为：①地层岩为8。考虑到钻孔沿着帷幕线均匀布置，故孔间距溶裂隙发育、透水性强且吸浆