徐樓鐵礦注漿效果分析

騰永波

(淮北徐樓礦業(yè)有限公司, 安徽淮北市 235000)

徐樓鐵礦注漿效果分析

騰永波

(淮北徐樓礦業(yè)有限公司, 安徽淮北市 235000)

徐樓鐵礦的礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜,為消除礦床開采的水患,實(shí)施了大范圍的帷幕注漿。根據(jù)徐樓鐵礦前后期鉆孔出水情況、注漿情況及短探孔揭露的水文資料,分析了該礦0,1,2采區(qū)帷幕注漿的堵水效果。

帷幕注漿;涌水量;充水因素

1 礦井概況

徐樓鐵礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜,礦體圍巖為大理巖(灰?guī)r)含水層,巖溶裂隙、溶洞較發(fā)育,含水豐富,礦區(qū)東部灰?guī)r露頭區(qū)接受大氣降雨的直接補(bǔ)給,逕流條件良好,水文地質(zhì)條件復(fù)雜,礦坑涌水量大[1],增大了礦山開采的難度。

徐樓鐵礦從2007年8月開始深孔探水和井下帷幕注漿,取得了顯著成效。基本上查清了頂板灰?guī)r含水層主要構(gòu)造裂隙發(fā)育情況、地下水分布規(guī)律等水文工程地質(zhì)特征,其中0,1,2采區(qū)帷幕注漿已結(jié)束,經(jīng)檢查孔證實(shí),已無災(zāi)害性水患,可安全采礦。

2 礦坑充水因子

徐樓鐵礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜,充水因子有3個(gè):

(1)奧陶系大理巖含水層是礦體的直接頂板與圍巖,頂部為風(fēng)化帶,巖溶裂隙發(fā)育,與斷層一起形成裂隙網(wǎng)絡(luò),含水豐富,是礦床開采的直接充水因素;

(2)礦區(qū)地質(zhì)鉆孔封孔質(zhì)量差,第四系砂層中孔隙水及大理巖含水層裂隙巖溶承壓水可通過未封好的鉆孔直接灌入井下工作面,礦山幾十個(gè)地質(zhì)鉆孔成了礦坑的第2個(gè)直接充水因素;

(3)第四系松散巖層孔隙水含水層為礦床的間接充水因素。因一礦帶頂板基巖較薄,部分塊段只有十幾米、二十米,且上部還有風(fēng)化帶,第四系松散巖層孔隙水局部地段可通過大理巖含水層間接充水礦坑。

3 注漿堵水效果分析

在0,1,2采區(qū)施工前期超前探水鉆孔和帷幕注漿孔327個(gè),孔深35～60m,鉆孔涌水量一般為50～100m3/h,少部分鉆孔涌水量達(dá)200～300 m3/h,部分鉆孔涌水量小于50m3/h,個(gè)別鉆孔見漏水或滲水,很少見到?jīng)]有水的鉆孔。注入水泥約1萬t。單孔最大注漿量達(dá)722.2t,單位鉆孔注入量達(dá)0.7t/m,充分說明徐樓鐵礦礦床大理巖含水層巖溶裂隙十分發(fā)育,地下水靜、動(dòng)儲(chǔ)量豐富。

在前期超前探水鉆孔和帷幕注漿孔注漿結(jié)束后,為了檢驗(yàn)前期效果,在0,1,2采區(qū)施工了39個(gè)加密孔,也是檢查孔。

各孔孔深30～50m,出水量小于5m3/h,多數(shù)鉆孔涌水量0.5～2m3/h,部分鉆孔都未見水或未見漏水、滲水。后期加密孔與前期鉆孔相比,其出水量明顯降低,說明大部分導(dǎo)水裂隙已被封堵,前期注漿有效。后又在加密孔內(nèi)注入水泥約1000t。

為了檢驗(yàn)最后注漿效果,在0,1,2采區(qū)施工了垂直探礦孔及長錨索孔。0采區(qū)1,2,3采場施工錨索孔30個(gè),進(jìn)入灰?guī)r10m,基本無水。1采區(qū)1-4KF、1-5KF、1-7KF、1-10KF采場施工探礦孔32個(gè),進(jìn)入灰?guī)r6m,其中只有1孔出水0.2m3/h,其余孔無水。2采區(qū)2-2KZ、2-3KZ、2-4KZ采場打了12個(gè)探礦孔,進(jìn)入灰?guī)r4m,無水。

從井下現(xiàn)場看,實(shí)施帷幕注漿工程之前,井下到處出現(xiàn)涌水、漏水或滲水現(xiàn)象,而現(xiàn)在井下基本見不到滲水現(xiàn)象,同時(shí),從井下揭露巷道可看到,大部分的導(dǎo)水裂隙中都可見到水泥結(jié)石,斷層兩盤被水泥膠結(jié),部分檢查孔也取到了水泥結(jié)石。

對(duì)導(dǎo)通地面且封孔不良的老鉆孔,已實(shí)施了封堵。工作面揭露A63、A52、A55、A58孔已無水,孔內(nèi)見水泥結(jié)石。2采區(qū)A55孔水泥漿甚至滲出地面,凝固后成了混凝土。在掘進(jìn)巷道中,探水鉆孔5次,都未出水,說明注漿封死了老鉆孔。

4 帷幕注漿后井下涌水量變化情況

2008年1月～12月,我礦平均涌水量143 m3/h,最大涌水量182m3/h。2009年1月～10月平均涌水量166m3/h,最大涌水量212m3/h(涌水量達(dá)到最大是由于井下鉆孔出水沒有及時(shí)封堵造成的),最近減少到140m3/h。也就是說注漿前涌水量為143m3/h,注漿后開采面積增加了一大片,涌水量并沒有增加,特別是從2009年1月～11月涌水量明顯減少。假如不注漿,現(xiàn)在涌水量可能達(dá)到1000m3/h,甚至突水,給我礦帶來災(zāi)害性后果。

[1]安徽省地質(zhì)局325隊(duì).安徽省濉溪鐵礦徐樓礦區(qū)水文地質(zhì)補(bǔ)充報(bào)告[R].淮北:安徽省地質(zhì)局325隊(duì),1973,11.

[2]辛小毛,王 亮.大水金屬礦山防治水綜合技術(shù)方法的研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2009,29(2).

[3]曾先貴,辛小毛,等.被盜采礦體開采水害防治技術(shù)措施[J].采礦技術(shù),2009,9(3):56～58.

2010-01-26)

騰永波(1969-),男,工程師,山東濟(jì)南人,從事水文地質(zhì)和工程地質(zhì)研究。