孔注浆堵水技术在铁矿的应用分析

李君

摘要：对于裂隙水或是较小的断层水来说，如果采用常规的方法进行治理，将会存在成本高、工期长以及原材料消耗量大的缺陷，同时会对井巷施工的进度产生严重的不良影响。所以在本文中，本人将以某铁矿为例，对其铁矿巷道堵水以及过断层的实践经验进行总结，讨论在围岩稳定的情况下，同时裂隙水以及断层水在40m3/h的情况下，采用浅孔注浆堵水积水对注浆配比进行调整以及对控制注浆压力等方式，在该铁矿中进行成功堵水。

关键词：孔主讲技术;铁矿;应用

该铁矿位于我国东部地区，矿床具有水文地质条件复杂的特点，下部地质为杂色粉细砂岩，具有较强的富水性，最大的涌水单位能够达到8.204L/s·m，最大的渗透系数则能够达到10.89m/d，该部分为矿坑中的主要充水岩层，并且属于矿体的间接顶板，与富水性中等的含矿层在天然的状态下，均属于统一的地下水。在该区域内，含有F1—F11的主要断裂，其中有4条断裂为富水断层，并且均能够对基建采矿产生重要的影响。该矿山开始进行建设以来，发生过的较大型的突发事故共有3次，根据前期基建过程的整体出水情况来看，矿坑中的最大涌水量能够在40000m3/d。将以上條件作为基础，为了保障铁矿采集工作的安全，在进行施工的过程中，必须保障矿山中不会出现较大的突水情况，但是在实际进行掘进的过程中，时长会出现细小裂隙水，此时对常规的注浆方式进行采用，则将要 面对工期长以及成本高的缺陷。

一、出水治理分析

该铁矿风井西具有长度为164m的巷道，巷道的设计方向为北偏西51°，且底板为千分之三的上坡，净断面的宽度为5m，墙高为2.333m，拱高为1.667m，岩层主要由角岩化铁质泥灰质粉砂岩以及闪长岩所组成，同时也包含细砂岩夹粉砂质泥岩互层变质带。闪长岩主要由金云母化、碳酸盐化、绿泥石化、高岭土化以及钠长石化所组成，角岩化岩层原岩的颜色为暗红色，其中主要包含铁质泥质粉砂岩、粉砂质泥岩以及细砂岩。在其发生变质以后，原岩中的钙质以及泥质斑点，均能够被石英、钠长石以及碳酸盐、镜铁矿等物质在其作用下形成顺层透镜体体积球状结核。

并且与此同时，因为该铁矿能够受到背斜构造的影响，所以岩层会存在裂隙发育，特别是在角岩中，以及在闪长岩的接触面，其中的裂隙发育情况将会更加严重，且已经成长为主要的导水通道。当工程巷道掘进至该工段时，工作面将会出现一定程度的散水，散水量则为8m3/h—35m3/h。

在通常情况下，巷道开拓工程的工作面已经会出现散水或是涌水情况，在围岩较好的情况下，应该首先进行采用的方法为，建设一厚度为1.5m的止浆墙对岩面进行封堵，之后将数个空口管完全进行埋设，进行固管试压以后，进行全断面钻进帷幕注浆;另外，还可采用小导管全断面帷幕注浆的方式对其进行处理。

但是从实际情况上来看，对以上两种方式进行应用，均具有施工原材料消耗大、施工成本高以及施工工期长的缺点，同时也能够对巷道的施工进度产生严重的影响。以此为基础，为了促使施工的成本降低，该铁矿决定在进行进路采矿以及巷道开拓的过程中，对空口管浅孔注浆堵水技术进行应用[1]。

二、施工工艺

（一）注浆孔的布置以及施工

对空口管进行加工制作，原材料应该选用普通无缝钢管，其管径应为32mm，进行造孔则应选择使用空六角钢钎配合风动凿岩机，使用的合金钻头应为“一”字型，其孔径应为42mm，钻孔的角度应与出水点相对，孔深度为4.5m，预埋孔口的规格应为32mm×300mm×6mm，其中一端使用规格为60mm×60mm×4mm的钢板进行贴紧，并将其完全进行焊死，对于另一端，则将其全部加工成为鱼鳞扣，在距离顶端200mm的位置，应该焊一个与管径200mm进行连接的长带丝扣的连接管，并将高压球阀安装于此处，之后在其上对麻丝进行缠绕，并将注浆孔口管完全砸入到孔口管之内，可以使用大锤对注浆孔口管进行锤砸，并保障其外漏最多为300mm，以便对球阀进行有效安装。随后应该对其进行打压试验，当打压试验进行至7—8MPa时，应该将进行注浆时所使用的三通与球阀进行连接，之后即可开始进行注浆。对此种孔口管加工方式进行使用，不仅加工的过程较为简洁，并且进行操作相对更加简便，同时还具有安全、高效、便捷、成本低廉等多方面的优势[2]。

（二）注浆施工准备

首先应该在巷道内对合适的造浆工作点进行选择，并在该位置对搅拌机、储浆桶、清水桶以及注浆泵内进行相应设置。在进行注浆施工之前，应该各方面的注浆设备、材料等进行准备和检修，确认现场情况安全正常，即可对巷道表面进行防跑漏浆的处理。

（三）注浆施工

进行注浆施工的主要过程可以分为以下6个部分：（1）进行注浆的设备、材料以及工具的准备;（2）进行造浆;（3）对各管路进行连接;（4）在其中注入清水;（5）进行注浆;（6）停止注浆并将注浆阀关闭。

（四）注浆参数

在进行注浆的过程中，需要浆液对所面临的多种阻力进行克服，也就需要具有一定的注浆压力，以促使浆液能够顺利在基岩的裂隙中进行有效扩散，此时所采用的静水压力应为2—2.5倍;在实际进行注浆时，因为浆液具有良好的充填作用，所以裂隙能够逐渐被充塞完整，并且浆液的流量能够随着注浆压力的升高而逐渐减少，在通常情况下，浆液在裂隙中的流量应该控制为50—60L/min，并且因为浆液的注入量与注浆压力具有密切的关联，所以为了保障注浆量大的合理性，必须对注浆压力进行合理控制，或是通过注浆孔涌水量的大小挤一挤冲洗液发生漏失量的大小进行确定;并且在相同的条件下，浆液的浓度越高，其所具有的粘性也就越大，能够发生扩散的范围也就越小[3]。基岩裂隙水在一般情况下应以浓度较高的浆液为主，并且在每个浓度阶段，均应连续进行40—50min的注入，之后再将浆液的浓度提高。

（五）注浆过程

按照进行注浆的相关要求，应该首先将注浆的管路进行连接，之后对注浆泵的安全阀进行调节，经过试运转并确认正常之后，即可开泵进行注浆;将适量的清水注入搅拌桶中，按照比例在搅拌桶中加入水泥，并将浆液中的水灰比控制在0.7—0.8之间，使用风动搅拌机对浆液进行搅拌，搅拌的时间应该控制为5min，以避免出现浆水混合不均匀的情况出现。在进行注浆的过程中，应该对压力表的升压情况进行观察，一旦发现问题，应该及时进行相应处理。

结束语：

在该铁矿中对孔注浆堵水技术进行应用，裂隙内能够被浆液进行充分的充填，经过统计显示，其封堵率能够高达97%，并且对巷道进行掘进的速度能够得到大幅度的提高，切保障巷道的施工顺利通过了含水层。

参考文献：

[1]郝鸿声，潘宝正，张清，殷登才.浅孔注浆堵水技术在白象山铁矿的应用[J].采矿技术，2015，15（06）：43+106.

[2]李明楼，赵兴东，张连恒，姬祥，徐继涛.壁后注浆技术在思山岭铁矿副井施工中的应用[J].采矿技术，2015，15（05）：27-28+60.