湖泥-水泥混合浆液配比及其稳定性研究.pdf

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1、SerialNo．549现代矿业总第549期January．2015MODERNMINING2015年1月第1期湖泥一水泥混合浆液配比及其稳定性研究薛晓峰马春晓2(1．华北有色工程勘察院有限公司；2．石家庄经济学院研究生学院)摘要江西城门山铜矿水文地质及工程地质条件较为复杂，为封堵地下水，保证安全生产，采用了帷幕注浆技术，在保证施工质量的前提下，为达到节约成本的目的，在国内首次使用湖泥、水泥、水玻璃作为浆液材料。通过对其混合浆液稳定性试验分析研究，得出湖泥浆比重是影响混合浆液稳定性最为关键的因素，当其达到1．2s／em时，混合浆液稳定性较好

2、，能够满足注浆要求。关键词湖泥一水泥混合浆液析水率结石率稳定性城门山铜矿地处九江，处于乌石街一赛湖向斜储1．2研究材料及方法水构造东段的南部边沿，三面由湖所包围，矿体大部湖泥作为混合浆液的主要浆材之一，在国内首分富存于湖区水面以下，是一个水文地质及工程地质次使用，其自身固有性质直接决定着混合浆液的稳条件复杂的矿山。矿山东部存在三叠、二叠、石炭系定性能，通过分析，该湖泥属于黏土范畴，认为城门灰岩含水体，同时在石灰岩上部为强岩溶发育段，并山铜矿湖泥可以作为注浆浆材使用。且由于F1断层的存在，更加剧了矿山东部水文地质由于湖泥的形成条件有别与其他黏

3、土，其配制条件的复杂性。在二期开采过程中，由于上述条件的成的湖泥浆液性质不均一，稳定性差异较大，为研究存在，对其东部采用了帷幕注浆封堵地下水的方案。湖泥．水泥一水玻璃混合浆液配比的稳定性，采用了在帷幕注浆工程中，欲使用湖泥、水泥为主要注浆原正交试验设计方案，并用极差法确定现场施工中所料，水玻璃作为添加剂。湖泥作为黏土材料的一种，使用的湖泥．水泥混合浆液的最合理配比，同时分析但又与黏土有着一定的差异，其与水泥、水玻璃混合各主要因素对湖泥水泥混合浆液稳定性的影响程后浆液的稳定性起着至关重要的作用。度j。在研究过程中，发现湖泥浆液密度、水泥加1研

4、究内容及方法量、水玻璃加量为影响浆液配比性质的主要因素，所1．1研究内容以以湖泥浆液密度、水泥用量、水玻璃用量为考察因稳定性是指湖泥一水泥混合浆液搅拌好后静置，素(依次为因素A、B、C)，在试验过程当中每个因当其浆液颗粒下沉速率减慢及完全稳定之后混合浆素取3个水平值，采用正交表(3)安排试验。试液均匀性变化的快慢，它是针对悬浊型浆液而言的。验因素水平见表1。湖泥．水泥混合浆液分散度由其固体颗粒控制，其保表1湖泥．水泥混合浆液正交试验因素水平安排持的时间越长，则其稳定性越好，反之则稳定性越差。稳定性好，说明其浆液有足够的黏度、保持水分不易析出

5、的能力，从而使得浆液中固体颗粒材料不至于快速下沉，且能够在混合溶液中稳定分布，不易由于下沉原因导致分层离析。一般类型的混合浆液均会出现或多或少的析水现象，说明浆液在沉积、胶2试验结果与分析结过程中，会有多余的自由水从浆液体中析出。现在测试混合浆液析水率及结石率时，按照正交场试验中常通过测定混合浆液析水率及结石率方法试验因素水平安排分别取250mL量筒放置于水平来表征浆液的稳定性¨引。桌面上，然后倒入200mL搅拌好的混合浆液，静置2h后观测其析水率、静置24h后观测其结石率，湖薛晓峰(1988一)，男，工程师，050001河北省石家庄市汇通

6、路39号。泥混合浆液稳定性正交试验结果见表2。180薛晓峰马春晓：湖泥一水泥混合浆液配比及其稳定性研究2015年1月第1期表2湖泥混合浆液稳定性正交试验结果度大小关系为A>B>C，即湖泥浆密度大小为主要影响因素，水泥和水玻璃用量为次要影响因素；以析水率为指标，结合表3可以得出最优配比为A。。c，，即湖泥浆密度为1．3g／em、水泥加量为200kg／m、水玻璃加量为10％时析水率为0％。在析水率测试过程中，发现其对结石体有一定影响。在静置时间内，析水率大的浆液沉降和体积压缩较为严重，从而使结石体强度均一性产生很大差异，具体表现为：由于沉降析水

7、原因，使得混合浆液浓度上部较低，导致结石体结石强度出现分层现象，从而使得浆液与被注体之间牢固性较差，结石体强度较低；由于沉降、压缩原因，使得结石体下部浆对表3进行极差分析，分析结果见表3。液浓度相对上部较高，导致结石体强度也相应增加，表3湖泥混合浆液稳定性正交试验极差分析结果％从而形成了混合浆液结石体强度的各向异性，这种情况对封堵导水裂隙是极为不利的，所以在帷幕注浆过程中，选择稳定性好的混合浆液注浆将显得至关重要。通过上述试验数据，析水率以6％为界限，小于6％为稳定浆液，由于湖泥浆密度为主导因素，所以应控制浆液的密度来控制浆液的稳定性，湖泥

8、浆液密度应在1．2—1．3g／cm。。2．1浆液析水率试验结果分析2．2浆液结石率试验结果分析在帷幕注浆工程中，浆液析水率大小对施工质结石率作为评价混合浆液稳定性的因素之一，量起