孔注漿堵水技術在鐵礦的應用分析

李君

摘要：對于裂隙水或是較小的斷層水來說，如果采用常規的方法進行治理，將會存在成本高、工期長以及原材料消耗量大的缺陷，同時會對井巷施工的進度產生嚴重的不良影響。所以在本文中，本人將以某鐵礦為例，對其鐵礦巷道堵水以及過斷層的實踐經驗進行總結，討論在圍巖穩定的情況下，同時裂隙水以及斷層水在40m3/h的情況下，采用淺孔注漿堵水積水對注漿配比進行調整以及對控制注漿壓力等方式，在該鐵礦中進行成功堵水。

關鍵詞：孔主講技術;鐵礦;應用

該鐵礦位于我國東部地區，礦床具有水文地質條件復雜的特點，下部地質為雜色粉細砂巖，具有較強的富水性，最大的涌水單位能夠達到8.204L/s·m，最大的滲透系數則能夠達到10.89m/d，該部分為礦坑中的主要充水巖層，并且屬于礦體的間接頂板，與富水性中等的含礦層在天然的狀態下，均屬于統一的地下水。在該區域內，含有F1—F11的主要斷裂，其中有4條斷裂為富水斷層，并且均能夠對基建采礦產生重要的影響。該礦山開始進行建設以來，發生過的較大型的突發事故共有3次，根據前期基建過程的整體出水情況來看，礦坑中的最大涌水量能夠在40000m3/d。將以上條件作為基礎，為了保障鐵礦采集工作的安全，在進行施工的過程中，必須保障礦山中不會出現較大的突水情況，但是在實際進行掘進的過程中，時長會出現細小裂隙水，此時對常規的注漿方式進行采用，則將要 面對工期長以及成本高的缺陷。

一、出水治理分析

該鐵礦風井西具有長度為164m的巷道，巷道的設計方向為北偏西51°，且底板為千分之三的上坡，凈斷面的寬度為5m，墻高為2.333m，拱高為1.667m，巖層主要由角巖化鐵質泥灰質粉砂巖以及閃長巖所組成，同時也包含細砂巖夾粉砂質泥巖互層變質帶。閃長巖主要由金云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化以及鈉長石化所組成，角巖化巖層原巖的顏色為暗紅色，其中主要包含鐵質泥質粉砂巖、粉砂質泥巖以及細砂巖。在其發生變質以后，原巖中的鈣質以及泥質斑點，均能夠被石英、鈉長石以及碳酸鹽、鏡鐵礦等物質在其作用下形成順層透鏡體體積球狀結核。

并且與此同時，因為該鐵礦能夠受到背斜構造的影響，所以巖層會存在裂隙發育，特別是在角巖中，以及在閃長巖的接觸面，其中的裂隙發育情況將會更加嚴重，且已經成長為主要的導水通道。當工程巷道掘進至該工段時，工作面將會出現一定程度的散水，散水量則為8m3/h—35m3/h。

在通常情況下，巷道開拓工程的工作面已經會出現散水或是涌水情況，在圍巖較好的情況下，應該首先進行采用的方法為，建設一厚度為1.5m的止漿墻對巖面進行封堵，之后將數個空口管完全進行埋設，進行固管試壓以后，進行全斷面鉆進帷幕注漿;另外，還可采用小導管全斷面帷幕注漿的方式對其進行處理。

但是從實際情況上來看，對以上兩種方式進行應用，均具有施工原材料消耗大、施工成本高以及施工工期長的缺點，同時也能夠對巷道的施工進度產生嚴重的影響。以此為基礎，為了促使施工的成本降低，該鐵礦決定在進行進路采礦以及巷道開拓的過程中，對空口管淺孔注漿堵水技術進行應用[1]。

二、施工工藝

（一）注漿孔的布置以及施工

對空口管進行加工制作，原材料應該選用普通無縫鋼管，其管徑應為32mm，進行造孔則應選擇使用空六角鋼釬配合風動鑿巖機，使用的合金鉆頭應為“一”字型，其孔徑應為42mm，鉆孔的角度應與出水點相對，孔深度為4.5m，預埋孔口的規格應為32mm×300mm×6mm，其中一端使用規格為60mm×60mm×4mm的鋼板進行貼緊，并將其完全進行焊死，對于另一端，則將其全部加工成為魚鱗扣，在距離頂端200mm的位置，應該焊一個與管徑200mm進行連接的長帶絲扣的連接管，并將高壓球閥安裝于此處，之后在其上對麻絲進行纏繞，并將注漿孔口管完全砸入到孔口管之內，可以使用大錘對注漿孔口管進行錘砸，并保障其外漏最多為300mm，以便對球閥進行有效安裝。隨后應該對其進行打壓試驗，當打壓試驗進行至7—8MPa時，應該將進行注漿時所使用的三通與球閥進行連接，之后即可開始進行注漿。對此種孔口管加工方式進行使用，不僅加工的過程較為簡潔，并且進行操作相對更加簡便，同時還具有安全、高效、便捷、成本低廉等多方面的優勢[2]。

（二）注漿施工準備

首先應該在巷道內對合適的造漿工作點進行選擇，并在該位置對攪拌機、儲漿桶、清水桶以及注漿泵內進行相應設置。在進行注漿施工之前，應該各方面的注漿設備、材料等進行準備和檢修，確認現場情況安全正常，即可對巷道表面進行防跑漏漿的處理。

（三）注漿施工

進行注漿施工的主要過程可以分為以下6個部分：（1）進行注漿的設備、材料以及工具的準備;（2）進行造漿;（3）對各管路進行連接;（4）在其中注入清水;（5）進行注漿;（6）停止注漿并將注漿閥關閉。

（四）注漿參數

在進行注漿的過程中，需要漿液對所面臨的多種阻力進行克服，也就需要具有一定的注漿壓力，以促使漿液能夠順利在基巖的裂隙中進行有效擴散，此時所采用的靜水壓力應為2—2.5倍;在實際進行注漿時，因為漿液具有良好的充填作用，所以裂隙能夠逐漸被充塞完整，并且漿液的流量能夠隨著注漿壓力的升高而逐漸減少，在通常情況下，漿液在裂隙中的流量應該控制為50—60L/min，并且因為漿液的注入量與注漿壓力具有密切的關聯，所以為了保障注漿量大的合理性，必須對注漿壓力進行合理控制，或是通過注漿孔涌水量的大小擠一擠沖洗液發生漏失量的大小進行確定;并且在相同的條件下，漿液的濃度越高，其所具有的粘性也就越大，能夠發生擴散的范圍也就越小[3]。基巖裂隙水在一般情況下應以濃度較高的漿液為主，并且在每個濃度階段，均應連續進行40—50min的注入，之后再將漿液的濃度提高。

（五）注漿過程

按照進行注漿的相關要求，應該首先將注漿的管路進行連接，之后對注漿泵的安全閥進行調節，經過試運轉并確認正常之后，即可開泵進行注漿;將適量的清水注入攪拌桶中，按照比例在攪拌桶中加入水泥，并將漿液中的水灰比控制在0.7—0.8之間，使用風動攪拌機對漿液進行攪拌，攪拌的時間應該控制為5min，以避免出現漿水混合不均勻的情況出現。在進行注漿的過程中，應該對壓力表的升壓情況進行觀察，一旦發現問題，應該及時進行相應處理。

結束語：

在該鐵礦中對孔注漿堵水技術進行應用，裂隙內能夠被漿液進行充分的充填，經過統計顯示，其封堵率能夠高達97%，并且對巷道進行掘進的速度能夠得到大幅度的提高，切保障巷道的施工順利通過了含水層。

參考文獻：

[1]郝鴻聲，潘寶正，張清，殷登才.淺孔注漿堵水技術在白象山鐵礦的應用[J].采礦技術，2015，15（06）：43+106.

[2]李明樓，趙興東，張連恒，姬祥，徐繼濤.壁后注漿技術在思山嶺鐵礦副井施工中的應用[J].采礦技術，2015，15（05）：27-28+60.