河北某鐵礦帷幕注漿混合材料室內(nèi)試驗及綜合分析

暢 秀 俊

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

河北某鐵礦帷幕注漿混合材料室內(nèi)試驗及綜合分析

暢 秀 俊

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

在河北某鐵礦帷幕注漿工程中，為了有效節(jié)約礦山建設(shè)期投資，對當(dāng)?shù)乜捎米{摻合材料展開了一系列室內(nèi)試驗及經(jīng)濟(jì)效果分析，通過參數(shù)對比，論證了采用混合漿液進(jìn)行注漿在技術(shù)上的可行性，有效降低了該項目注漿材料的成本。

帷幕注漿，混合漿液，漿液性能，經(jīng)濟(jì)分析

0 引言

該鐵礦帷幕注漿工程量大，注漿材料消耗多。為節(jié)省投資，希望在經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，同時又能保證安全可靠，找到適用的注漿材料。對不同的可能注漿材料進(jìn)行了各種室內(nèi)試驗和測試，目的是尋找最佳的注漿材料。

1 試驗的材料選取

結(jié)合項目所在地條件，綜合材料儲量、運(yùn)距、單價，分別選取了該鐵礦附近的地表黃土、邯鄲市臨村粘土、永年縣生產(chǎn)的膨潤土、邢臺市電廠的粉煤灰摻合料進(jìn)行混合材料室內(nèi)試驗。

2 試驗方法及成果分析

2.1顆粒分析試驗成果

該鐵礦周圍的黃土含砂量為17.6%，還含有9.2%的姜結(jié)石，不適合作為注漿材料；同時該鐵礦處于低緩丘陵地帶，地表土層稀薄，一般厚度為1.0 m～2.0 m，如采用這一帶的黃土作為注漿材料，預(yù)計大約需要破壞35畝土地，嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源，因此認(rèn)定此種材料不宜作為注漿材料，因此相關(guān)的其他試驗后期也未進(jìn)行。

邯鄲市臨村粘土、永年縣生產(chǎn)的膨潤土、邢臺市電廠的粉煤灰的細(xì)度均能滿足作為注漿材料的要求。

2.2漿液的性能試驗

進(jìn)行漿液性能試驗的漿液類型見表1。

以上各種類型漿液均按水固比5∶1，3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.5∶1六個級別分別配制。

漿液性能試驗成果見表2～表4。

2.3漿液性能試驗成果分析

1)單漿液(水泥、粘土、膨潤土)的最大水固比、密度及相應(yīng)漿液性能見表5。

水泥的水固比可達(dá)0.5∶1，密度1.8 g/m3，適宜于充填各種裂隙巖溶；而粘土和膨潤土的水固比僅能做到2∶1，大于2∶1的漿液

稠度過大，基本不流動，無法灌注，可流動的漿液密度僅到1.28 g/m3～1.21 g/m3，僅適宜于充填細(xì)小裂隙；由此可見，水泥漿液的性能優(yōu)于粘土和膨潤土。

表1 漿液類型

表2 水泥—粘土(臨村)漿液試驗統(tǒng)計表

2)混合漿液。

通過試驗成果分析：

a.水泥—粘土漿液和水泥—膨潤土漿液的性能基本一致，水固比小于1∶1的漿液析水時間在25 min～60 min之間，最大析水率71%，最大密度1.5 g/m3,僅適宜作為稀漿對微弱裂隙的充填。水固比大于1∶1稠度過大不宜作注漿漿液。

表3 水泥—膨潤土(永年)漿液試驗統(tǒng)計表

表4 水泥—粉煤灰(邢臺電廠)漿液試驗統(tǒng)計表

表5 單漿液性能

b.水泥—粉煤灰漿，水固比小于0.8∶1的漿液最大密度1.55，稠度、析水率及析水時間均適合作為注漿液，但漿液的初凝時間過長。水固比大于0.8∶1的漿液稠度過大不宜作為注漿漿液。

3)各種漿液結(jié)石的抗壓強(qiáng)度。

不同材料不同比例的漿液采用標(biāo)準(zhǔn)模具制模形成結(jié)石，結(jié)石的抗壓強(qiáng)度試驗由邢臺市某檢測中心進(jìn)行，其結(jié)果見表6。

表6 漿液試塊強(qiáng)度統(tǒng)計表

通過表6分析得出：水泥單漿液結(jié)石試塊的抗壓強(qiáng)度7 d為14.9 MPa，28 d為26.7 MPa。混合漿液中水泥—粘土漿液結(jié)石的7 d抗壓強(qiáng)度在6.5 MPa～4.2 MPa之間；水泥—膨潤土漿液結(jié)石的7 d抗壓強(qiáng)度在8.5 MPa～6.5 MPa之間，水泥—粉煤灰漿液結(jié)石的7 d抗壓強(qiáng)度在5.4 MPa～4.0 MPa之間。

由此可見，水泥單漿液結(jié)石的抗壓強(qiáng)度最大，水泥—膨潤土漿液結(jié)石抗壓強(qiáng)度是混合漿液中最大的，并且水泥在混合漿液中所占比例越大，結(jié)石強(qiáng)度越大。

3 各種摻合料的經(jīng)濟(jì)分析

水泥價格為220元/t，臨村粘土的當(dāng)?shù)厥蹆r35元/t，運(yùn)費(fèi)30元/t，到現(xiàn)場的單價為65元/t。但是，臨村粘土成為微固結(jié)狀態(tài)，膠粒含量較高，不能直接攪拌成漿液，需要經(jīng)過加工成粒狀或粉狀，預(yù)計粘土的加工費(fèi)為40元/t，最終價格為105元/t，比水泥節(jié)約115元/t。永年縣生產(chǎn)的膨潤土出廠價100元/t，運(yùn)至現(xiàn)場單價為130元/t，比水泥節(jié)約90元/t。邢臺市發(fā)電廠的粉煤灰售價70元/t，到現(xiàn)場單價120元/t，比水泥節(jié)約100元/t。

4 結(jié)語

該鐵礦帷幕注漿工程施工中采用混合漿液進(jìn)行注漿，在技術(shù)上是可行的。根據(jù)各種混合漿液的特性，在不同的地層條件下，分別采用了一些混合漿液，在滿足技術(shù)要求的前提下，有效提高了經(jīng)濟(jì)效益。

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LaboratorytestandcomprehensiveanalysisofHebeianironorecurtaingroutingmixture

ChangXiujun

(NorthChinaEngineeringInvestigationInstituteCo.,Ltd,Shijiazhuang050021,China)

In Hebei an iron curtain grouting engineering, in order to effectively save construction investment in mines, the paper on the local available grouting material mixed launched a series of indoor test and the economic effect analysis, through the comparison, parameter demonstrates with mixed slurry grouting feasibility in technology, effectively reduce the cost of the project of the grouting material.

curtain grouting, mixed slurry, slurry performance, economic analysis

1009-6825(2017)30-0111-02

2017-08-13

暢秀俊(1980- )，女，高級工程師

TU502

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