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中关铁矿帷幕注浆工程科技成果与专家建议

时间:2024-05-16 百科知识 版权反馈
【摘要】:针对这三个问题及其他问题,参会专家发表了个人的意见及建议,主要形成了以下结论。

中关铁矿帷幕注浆工程科技成果与专家建议

一、会议纪要

会议时间:2008年10月25日

会议地点:华勘院中关铁矿帷幕注浆项目部

参会专家:武强中国矿业大学(北京))

     董颖(国土资源部)

     李良纲(中国地质大学(武汉))

     郑军、高岗荣(煤炭科学研究院注浆所)

     郭启文(河南煤层气开发利用有限公司)

     王军、徐大宽(长沙矿业研究院)

     韩立军(中国矿业大学(徐州))

     王长科(中国兵器工业北方勘察设计研究院)

会议由刘新社副院长主持召开,于同超总工针对目前的工作进展作了总结和汇报,提出了以下几个有待解决的问题。

(1)钻探过程中如何快速穿越破碎带。

(2)大溶洞注浆的注浆量如何控制。

(3)大裂隙间歇时间和一次注浆量的确定。

针对这三个问题及其他问题,参会专家发表了个人的意见及建议,主要形成了以下结论。

(1)帷幕的检查:建议尽早布置检查孔,以达到时时检测幕体形成情况及堵水效果;优化设计和施工,可以采用指示剂等手段;同时,井间电阻测试应增加背景值的探测。

(2)帷幕线:帷幕线的确定方法及原理有待明确,提出更加合理、安全、可靠的帷幕线。

(3)注浆孔间距:建议采用不同的注浆孔间距,主要考虑因素有地下水补给和排泄方向、地层的分布情况。

(4)破碎带的处理:主要采用泥浆护壁、注浆加固的手段,同时可以利用暂堵剂和硫铝酸盐快硬水泥

(5)大溶洞:大溶洞要用高压清洗干净,免除后患。根据溶洞不同尺寸,添加不同大小的骨料,将“管道流”转化为“渗流”后再用水泥浆液充填。

(6)间歇注浆:间歇注浆可采用注8停16、注4停8的方式,同时配合使用水玻璃。水玻璃的添加量根据所需的凝结时间在现场试配。

(7)注浆压力:注浆压力的设计应充分考虑浆液耗散系数、扩散半径及注浆量等因素,同时后序孔应增加压力,以增加地层注入量。

(8)长期监测:对幕体的稳定性、耐久性需要建立长期的监测机制,以确保后期采矿的安全。

(9)人才培养:与高校、科研院所建立长期的交流机制,建立人才培养基地

二、发言

1.徐大宽

通过这次考察参观,看到华勘院在该工程的实施过程中具有很多亮点,例如:中关项目部在管理上、技术上及实验创新上做得很好,也解决了许多工程上遇到的难题。针对现有的施工,我提出以下意见。

(1)观测孔问题:建议早打观测孔,目前缺少帷幕内外的水位变化观测,施工过程中应动态地观测幕体透水率、漏失量,把将来坑道的排水量作为帷幕的最终堵水标准。

(2)帷幕线位置的确定:现有的确定方法有采矿崩落线法和充填边界法,但大都为经验参数,距崩落线20m的说法是否合理?

(3)大裂隙溶洞的处理:可以适当添加水玻璃,计算扩散范围内的注浆量,填满后再处理,水玻璃的添加量根据现场的凝结时间确定。同时可以采用“有压控压,无压控浆”的方法。

(4)地层垂向及水平向应进行充分的分析和研究,例如:奥陶系石灰岩顶板的分布、抽水漏斗的水流方向研究及岩溶资料的整理等。

2.武强

(1)本次帷幕注浆具有三方面的意义:有效保护水资源,防止地面塌陷等地质灾害,保证采矿工程安全。现有矿山开采突水形式主要有两种:煤矿底板奥陶系石灰岩突水及金属矿山矽卡岩周围突水。金属矿山治水具有更大的难度,因此,要求帷幕注浆孔布置应根据地下水补给情况在进水口处适当加密,其余部位适当变疏,即要根据情况变化。

(2)注浆质量检查:中关项目部采用了井间电阻测试,对帷幕剖面进行了分析,应该增加平面的测试,同时,应设定测试的背景值,使注浆前后有对比。

(3)检查孔:检查孔作为连同实验,用于评价注浆效果,应提前布设,同时下指示剂检测。

3.李良纲

华勘院专门请来国内外注浆行业的专家来作帷幕注浆质量诊断,充分说明了华勘院对该工程质量的高度重视,来到中关,看到了自动化的制浆设备和先进的钻孔纠斜方法,可以断定中关铁矿帷幕注浆定能成为既能有效保护环境又能合理开采矿产资源的典范。

(1)破碎地层的钻井:和钻具有关,现在有较大口径的保直钻具,具有自动垂直系统,同时可以利用暂堵剂进行护壁钻进。

(2)中国地质大学(武汉)具有较好的地理信息系统,同时在数值模拟方面可以提供钻进、注浆、渗流等方面的研究。

(3)在人才培养方面,中关铁矿具有的特殊性可成为高校学生学习研究的平台。

(4)改良的水泥黏土浆液具有较好的注浆效果。

4.郑军

(1)煤矿帷幕注浆厚度一般在15~20m,中关帷幕厚度10m是否过小?应当考虑到建井放炮和采动的影响。

(2)检测方法:建议在注浆孔之间布置检查孔,进行压水试验,在帷幕内外布置观测孔,观测水位变化。

(3)注浆参数:进水区和出水区孔距应有所不同。

(4)注浆材料:水泥注浆材料形成刚性帷幕体,服务年限超过10~12年将会产生裂隙,黏土改良浆液形成塑性幕体服务年限较长。

(5)破碎带注浆可采用硫铝酸盐快硬水泥加固地层,大裂隙注浆可采用速凝定量注浆。

5.郭启文

(1)应对选定的帷幕基底的透水性作相关的试验。(www.xing528.com)

(2)破碎带注浆可采用2~3m分段加固的方法。

(3)大溶洞的处理可采用大骨料砂石等井口充填,将地下水的“管道流”改变成为“渗流”。

(4)连通裂隙的间歇注浆可采用注8停16或注4停8的方法。

(5)建议少用双液浆液,因其容易造成后期的幕体的渗透。

6.王军

中关帷幕注浆是国内外最深、最长的帷幕注浆工程,指明了矿山堵水的方向。

(1)建议注浆钻孔采用不等距布置。

(2)建议注浆前布置勘察孔,根据不同的地层岩溶性在垂向及平面进行不同的钻孔设计。

(3)注浆材料:改良黏土浆液具有可注性好、浆液充填效果好等优点,但同时要注意其具有强度低等缺点。

(4)控制钻孔垂直度,避免形成“裤衩”,因为钻孔注浆搭接效果差。

(5)溶洞泥:溶洞泥是将来幕体形成后的隐患,应予以高度重视,加大注浆压力,进行劈裂注浆,增加幕体的稳定性。

(6)根据溶洞情况,溶洞高度大于3m可加入粗骨料,大于1m小于3m可加入细骨料。

(7)间歇注浆控制时间应在浆液初凝前、终凝后。注浆量控制在50~100m3

(8)结束标准控制在10L/min可有效增加注浆量,提高幕体强度。

7.高岗荣

(1)煤矿帷幕注浆间距控制在7m左右,黏土水泥浆在泵量250L时注浆段可达到50L/min。

(2)注浆设计参数裂隙率采用0.7%偏小,直接影响设计压力、结束标准等,对单位浆液注入量具有较大的影响;Ⅰ序孔单位注灰量在1t左右时,量偏小。

(3)注浆参数设计中是否考虑到了浆液耗散系数?

(4)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔应设计不同的注浆压力,可用提高后序孔的注浆压力来提高帷幕的注浆效果。

(5)破碎带的处理可采用泥浆护壁、注浆加固等手段。

(6)溶洞的处理可采用添加粉煤灰、间歇注浆、孔口注入混合浆液、孔底注入混合浆液等手段。

8.韩立军

(1)在帷幕尺寸的确定上,现有的施工技术超前于理论水平,理论上没有很好的定论。

(2)帷幕形成后,随着时间的变化,渗透性将有所增大,应进行长期的监测和后期评价。

(3)建议长期观测帷幕形成后的耐久性、稳定性以及后期渗透性、地层沉降。

9.王长科

(1)该工程在信息化施工方面比较先进。

(2)建议早打观测孔。

(3)不仅检测幕体的薄弱环节,更应注意幕体厚度的观测。

(4)可以采用井下电视的物探手段进行检测。

(5)工程安全系数储备应充分考虑后期幕体性能的衰减。

(6)注浆压力的控制、钻孔纠斜的处理具有申报技术成果的可行性。

10.宋峰

感谢各位专家在百忙中莅临中关帷幕注浆工程现场指导,建议在施工前期多打检查孔,有助于注浆参数的优化,我们希望在为甲方提交质量较高的工程外,还形成技术成果,同时将中关项目建立成为科研交流的基地。

一、会议纪要

会议时间:2010年6月2日

会议地点:华勘院中关铁矿帷幕注浆工程项目部

会议内容:研讨中关铁矿堵水帷幕工程新技术、新工艺、新方法

参会人员:见表1-1-1

2010年6月2日,“中关铁矿堵水帷幕工程新技术、新工艺、新方法应用研讨会”在中关项目部施工现场召开,会议由华勘院有限公司总经理宋峰主持,天津华北地质勘查局局长陈江致欢迎辞。与会专家、学者及有关单位负责同志认真听取了中关铁矿帷幕注浆项目总工程师于同超先生关于中关铁矿帷幕注浆工程的进展情况,工作方法和新技术、新工艺、新方法应用情况的介绍,并到施工现场进行了实地考察。与会专家、学者就中关铁矿堵水帷幕工程新技术、新工艺、新方法进行了深入的探讨,并提出了宝贵意见。

华勘院有限公司按设计要求,从2008年7月开始帷幕施工,预计到2010年6月底主体工程可完工。该帷幕体长3 397m,注浆孔283个(不含检查孔、加密孔),钻孔最深达827m,平均孔深556m,孔间距12m,总钻探工作量约20万延米。要求帷幕体堵水率≥80%,注浆孔偏斜率≤0.6%。其堵水率和技术要求之高,施工难度和工程量之大,为世界少有。

与会专家、学者认为,通过帷幕注浆试验将注浆孔间距由10.0m扩大到12.0m,突破了国内矿山帷幕注浆10.0m的传统经验数据,并对利用数值法反演了达到80%堵水率时帷幕体的渗透性,为矿山堵水帷幕的设计提供的计算方法给予了肯定;对发明创造的陀螺偏心纠斜法(专利已批)保证了钻孔的垂直度,对改进止浆塞,保证注浆能在800m深孔顺利进行给予了高度评价;对首次利用点、线、面相结合的检查方法检查了注浆的施工质量和首次应用叠加分析法、单位注灰量离散系数分析法、单位注灰量变化曲线分析法及权重剖面图分析法四种新的评价注浆质量方法表示赞同;对开发应用了高密度视电阻率成像法,为帷幕注浆质量检查引进了一种新的方法表示认可;首次在帷幕注浆工程中应用了自动制浆系统,保证了浆液的质量;研制开发了远程水位自动观测系统,能够即时观测地下水动态,为矿坑地下水治理提供依据的做法给予了鼓励。

表1-1-1 参会人员一览

二、专家意见

(1)加强区域水文地质条件研究,分析帷幕后对周围生态环境、生产生活用水的影响。

(2)建立地下水观测系统,观测地下水动力场的变化。

(3)对帷幕体长期监测,建立预警机制。

专家学者们建议,认真研究、分析、总结试验数据,科学、规范地编写报告,最终形成研究成果,并积极推广;对工程的创新点、亮点要进一步深入研究,深化攻关,提升其含金量,重点突出3~4个亮点。

大家认为,此次研讨会推动了矿山堵水注浆帷幕施工在技术创新方面的再次升华。这些新技术、新工艺、新方法应在同类矿山治理地下水中推广应用,同时在一定程度上也为中关铁矿帷幕注浆工程申报国家级优秀工程奠定了基础。

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