铜矿峪矿穿脉变电所硐室注浆防渗工程.pdf

第5 8 卷第4 期 2 0 06 年l1 月 有色金 属 N o n f e r r o u sM e t M s V 0 1 ．5 8 ．N o ．4 N o v e m b e r2 0 0 6 铜矿峪矿穿脉变电所硐室注浆防渗工程 毛振坤 北方铜业股份有限公司铜矿峪矿，山西垣曲0 4 3 7 0 0 摘要介绍铜矿峪矿穿脉变电所硐室注浆防渗工程的注浆方法与施工工艺，并对施工质量进行评价。结果表明，采用的注 浆方法和施工工艺符合工程设计要求，硐室顶部及两壁渗漏水状况基本遏止，效果优良，达到预期目的。注浆防渗技术在铜矿峪 矿的成功应用对类似矿山地下水防治具有指导意义。 关键词采矿工程；注浆；防渗漏；穿脉硐室 中图分类号T D 2 6 5 ．4 4 ；T D 8 6 2 ．1文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 6 0 4 0 1 1 2 一0 3 铜矿峪矿6 9 0 中段5 1 4 9 穿底盘变电所为5 矿 体出矿的电力枢纽设施之一。变电所设在坑道内， 硐室四周为稳固的变石英晶屑凝灰岩 M a 和绢云 母石英岩 S q ，岩石硬度系数．厂 1 2 ，硐室开凿后曾 用混凝土喷浆支护。由于采矿中段的下降，地下水 局部聚集，岩体质量情况等诸多原因，使5 1 4 9 穿变 电所硐室顶部及两壁有多条渗水通道，引起地下水 在硐室的顶、壁出现渗漏现象，导致变电所电器设备 损坏，影响了正常的采出矿活动。 为了有效地防止硐室顶部及硐壁的地下水渗 漏，确保电气设备的运行安全，尽快恢复生产，需要 对硐室顶壁渗漏水进行注浆处理，形成一条隔水帷 幕，将水源截断，从而保护电器设备安全运行。 1 注浆施工设计 1 ．1 注浆孔的布置和施工 根据工程勘察和工程质量的要求，设计钻孔布 置在硐室顶部拱形段中线和起拱处。布设注浆孔 3 3 个，每孔深4 m ，孔径7 0 m m ，孔间距2 m ，布设三排 钻孔，两排孔中心线之间的距离为2 。7 m 左右，如图 1 所示。 为保证注浆质量，防止孔问串浆，每排孔施工的 先后顺序根据某一钻孑L 在注浆过程中，其他钻孔是 否有串浆现象，依次注浆。确保钻孔间裂隙、节理间 注满浆液。在2 0 0 4 年7 月1 日至1 3 日对布设的3 3 个钻孔注浆完工后，发现局部地段仍有渗水现象，又 增加钻孔5 个，孔深4 ．0 m 。合计钻孔3 8 个，共 收稿日期2 0 0 6 0 7 2 6 作者简介毛振坤 1 9 7 4 一 ，男，甘肃庆阳市人，工程师，主要从事 野外找矿和钻探工艺等方面的工作。 1 5 2 m 。注浆后效果优良，达到设计要求。 3 4 ◎3 5 ◎3 6 ◎ 3 l ◎2 8 ◎2 5 ◎挖◎1 8 ◎1 6 ◎1 3 ◎1 0 ◎7 ◎4 01 ◎ 3 2 ◎刀◎为◎召◎加◎r 7 ◎1 4 ◎1 1 ◎8 ◎5 ◎2 ◎ 犸◎3 0 ◎2 7 ◎搿◎2 1 ◎1 8 ◎1 5 ◎1 2 ◎9 ◎6 ◎3 ◎ 卵◎3 8 ◎ 图1 钻孔布置图 F i g ．1D r i l l i n gh o l ea r r a n g e m e n t 1 ．2 注浆条件及施工要求 浆液的配置。工程设计浆液的配置采用4 2 5 硅酸盐水泥。由于注浆泵的限制，浆液的配置方法 为先将水玻璃溶液稀释成小于原浓度的5 倍 密 度 ，盛放在指定容器中待用，水、水泥、水玻璃按 1 ．2 5 ～0 ．5 1 0 ．0 1 - - 0 ．0 5 的比例配置。水泥浆 要求搅拌均匀，搅拌时问大于1 0 m i n 。 设计要求每一个注浆孔采用一次注浆完成。对 注浆液要求先后浓度不同。首先采用浓度较稀的浆 液，通过注浆泵压入钻孑L 内，压力保持0 ．3 M P a ，迫 使浆液灌人列隙、节理中，并尽量渗入范围远些，然 后采用浓度较稠的浆液注入孔内，防止注入孔内的 浆液倒流。 当注浆量小于1 L ／m i n ，且持续灌注时间大于 1 5 r a i n 时，便可停止灌注。 1 ．3 施工设备和装置 为保证施工进度，施工所用的主要设备及装置 如表1 和图2 所示。 2施工方法 2 ．1 钻孔施工 注浆孔处地层主要为绢云母石英岩 s 【1 ，可钻 性6 级。施工钻孔时，要保证孔壁完整，钻孔同心度 万方数据 第4 期毛振坤铜矿峪矿穿脉变电所硐室注浆防渗工程1 1 3 要好，孔径准确。由于硐室表面喷注水泥浆，开孔 时，孑L 径较大。进入岩石层，孔径≯7 0 m m ，多数钻孔 孔径较小，对以后注浆影响较大。为了加快施工进 度所有钻孔全部不采岩心，为保证灌浆质量所有钻 孔均采用清水正循环钻进。 表1 主要设备表 T a b l e1M a i ne q u i p m e n t s ．亡r 旋转把手 孔径7 0 r a m ；止浆橡胶套帕8 ～6 9 r a m ；最大张力a ≥7 5 m m ； 一浆液流动方向 图2 注浆装置示意 F i g ．2 S c h e m eo fs l u r r yi n j e c t i o nd e v i c e 2 ．2 注浆方法及工艺 注浆是保证工程质量最重要的环节。在安装封 孔装置时，由于钻孔质量因素，孔口注浆装置安装应 根据钻孔孑L 壁的完整以及同心度适当调整止浆栓的 长短。孔口止浆装置要有支护措施，防止装置松动， 造成安全事故。为了保证水泥浆的配置质量，减少 水泥的浪费及浆液的供应，现场采用两个制浆罐。 给某一钻孔注浆时，应根据该孔出水量预测其裂隙、 节理发育程度来判断浆液的配置量。 按工程设计要求，每一钻孔采用连续灌注，对个 别注浆量过大的钻孔，采用间歇灌注。注浆系统组 成见图3 。为了减少“堵管”、“爆管”事故，注浆时要 有专人负责监测安装在泥浆泵回浆管上的压力表， 调节泵压。专人负责测量制浆罐液面，使用直尺测 量液面高度，计算注浆量。为防止因水泥沉淀产生 堵管事故，在注浆的同时，要有专人负责搅拌浆液。 由于采用了合理的注浆方法和工艺，人员分工明确， 各负其责，保证了注浆工作的顺利进行。 图3 注浆系统组成 F i g ．3 S t r u c t u r eo fs l u r r yi n j e c t i o ns y s t e m 3 施工质量保证措施及效果 1 选择合理的施工方法和工艺是获得高工程 质量的先决条件。采用的注浆方法和施工工艺符合 工程设计要求。 2 工程的各个环节制定有标准和规范，并有专 人负责检查，尤其是注浆环节，专人负责，各尽其责。 3 为保证工程质量，在硐室三排钻孔全部施工 完后，又在两壁增补了5 个注浆孔。 4 对灌浆量较大的钻孔，施工时并没有采用简 单的封堵或增大浆液浓度，仍然严格按照设计规范 进行注浆。最大单孔注浆量1 ．5 m 3 。 5 在注浆过程中，水泥浆液从距钻孔2 m 处的 硐室壁冒出来，为保证灌浆质量，减少水泥的浪费， 在继续注浆的同时减小注浆压力加入水玻璃增大浆 液的浓度，有效地止住了冒浆。 6 注浆前，对泥浆泵、管路、压力表、阀门等设 备进行认真检查和维修，确保设备在注浆过程中处 于完好状态，尽量避免停注，保证注浆的连续性。 7 在条件许可的情况下，可采用注浆孔和被串 浆孑L 同时注浆的方法，此方法简单易行，效果好，但 需要增加注浆人员和设备。 本次注浆总量为8 m 3 左右，最大单孔注浆量为 1 ．5 m 3 左右，最小为0 ．0 1 5 m 3 左右，硐室顶部及两壁 渗漏水状况基本遏止，效果优良。经有关部门验收 合格，达到预期目的。 4结语 经过在6 9 0 中段5 1 4 9 穿配电硐室的注浆堵漏 施工，有效的防止了地下水的渗出，达到了预期效 果，满足了矿山生产需要。坑下涌水是每个矿山都 会遇到的现象，不仅影响掘进施工，更严重破坏坑下 设备。尤其在铜矿峪矿，所渗漏的地下水中还含有 理、 栓管隙泥浆浆裂水止注口因团皿 万方数据 1 1 4有色金属第5 8 卷 部分酸液，对坑下仪表仪器破坏性更大。注浆防渗 试验在铜矿峪矿的应用成功，对注浆防渗技术的推 广起到了极其重要的作用。 L e a k a g eP r e v e n t i o no fA c r o s sV e i nS u b s t a t i o nC h a m b e ri nT o n g k u a n g y u C o p p e rM i n eb yS l u r r yI n j e c t i o n M A oZ e n k u n ％，l 幽u a n g y uC o p p e rM i n e ，N o r t hC o p p e rG r o u pC o ．L t d ．，Y u a n q u0 4 3 7 0 0 ，S h a n x i ，C h i n a A b s t r a c t T h es l u r r yi n j e e t i o np r o c e s sa n dc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo nl e a k a g ep r e v e n t i o no fa c r o s sv e i ns u b s t a t i o n c h a m b e ri nT o n g k u a n g y uC o p p e rM i n eb ys l u r r yi n j e c t i o na r ed e s c r i b e d ，a n dt h ee n g i n e e r i n gq u a l i t yi sa l s oe v a l u a t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h er e q u i r e m e n t so ft h ee n g i n e e r i n gd e s i g na r em e tb yt h es l u r r yi n i e c t i o np r o c e s s a n dc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g y ，t h el e a k a g ei nt h er o o fa n ds i d ew a l li sb a s i c a l l yc o n t r o l l e d ，t h ee x c e l l e n ta n de x p e c t e dr e s u l ti sa c h i e v e d ．T h es u c c e s s f u la p p l i c a t i o no ft h el e a k a g ep r e v e n t i o nt e c h n o l o g yw i t hs l u r r yi n j e c t i o ni n t h eT o n g k u a n g y uC o p p e rM i n eh a sd i r e c ts i g n i f i c a n c eo nu n d e r g r o u n dw a t e rl e a k a g ep r e v e n t i o na n dc o n t r 0 1i n s i m i l a rm i n e s ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；s l u r r yi n j e c t i o n ；l e a k a g ep r e v e n t i o n ；a c r o s sv e i nc h a m b e r 上接第1 1 1 页，C o n t i n u e df r o mP ．1 1 1 [ 6 ] 郑盂菊，俞统昌，张银亮．炸药的性能及测试技术[ M ] ．北京兵器工业出版社，1 9 9 0 2 3 7 2 5 7 ． [ 7 ] M u h a m e dS u c e s k a ．T e s tm e t h o d sf o re x p l o s i v e s [ M ] ．N e wY o r k S p r i n g e r ，1 9 9 5 1 6 8 1 7 0 ． [ 8 ] U n i t e dN a t i o n s ．R e c o m m e n d a t i o n so nt h eT R A N S P O R TO FD A N G E R O U SG O O D SM a n u a lo ft e s t sa n dC r i t e r i a [ M ] ．2 ”e d i t i o n ．N e wY o r ka n dG e n e v a U n i t e dN a t i o n sP u b l i c a t i o n ，1 9 9 5 2 5 3 2 7 6 ． AP o w e rT e s tM e t h o df o rI n d u s t r i a lE x p l o s i v e s - - B a l l i s t i cP r o j e c t l eM e t h o d W A N GZ h a o - z h o n 9 1 ，一，W A N GX u g u a n 9 2 ，L IG u o - z h o n 9 2 ，X I AB i n 3 1 ．U n i ve r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e O i n g ，’B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ； 2 ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a ； 3 ．B l a s t i n gT e c h n o l o g yR e s e a r c hI n s t i t u t e ，C h i n aC o a lR e s e a r c hI n s i t i t u t e ，H u a i b e i2 3 5 0 3 9 ，A n h u i ，C h i n a A b s t r a c t T h ep o w e ri sa ni m p o r t a n ti n d e xi nj u d g i n gi n d u s t r i a le x p l o s i v e sp r o p e r t i e s ．Ap o w e rd e t e r m i n a t i o nm e t h o d f o ri n d u s t r i a le x p l o s i v ea b r o a da p p l i e d b a l l i s t i cp r o j e c t l em e t h o di sd e s c r i b e d ．T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t p o w e rd e t e r m i n a t i o nf o ri n d u s t r i a le x p l o s i v eb yb a l l i s t i cp r o j e c t l em e t h o di ss a t i s f a c t o r i l yi n t e r r e l a t e dt ot h el e a d b l o c km e t h o d ．I ti sh e l p f u lt or e s e a r c ha n di m p r o v ed o m e s t i ct e s tm e t h o do fi n d u s t r i a le x p l o s i v ep o w e r ． K e y w o r d s e x p l o s i v ee n g i n e e r i n g ；i n d u s t r i a le x p l o s i v e s ；b a l l i s t i cp r o j e c t l em e t h o d ；p o w e r 万方数据