岩溶大水矿床因其水文地质条件的复杂性,以及地层可注性和注浆材料等因素的影响,使得矿体旁侧的帷幕注浆施工成为保障安全开采的关键环节。即使施工完成后,井下排水设备仍需具备应对最大矿坑涌水量的能力。以下,将详细介绍岩溶大水矿床的适用条件、工程布置、安全厚度、效果检查及安全开采要求等方面。
适用条件
该技术适用于以下情况:(1)矿区水文地质条件复杂,传统疏干方案费用高且易引发水文地质问题,导致高昂的排水电费;(2)矿区水文地质条件研究程度较高,对含水层分布、构造含水性、水力联系等有充分认识和工程验证;(3)矿体相对集中且储量丰富,为防治水工程提供规模效益;(4)矿体顶底板为含水层,且岩石可注性良好,便于浆液充填孔隙或裂隙形成隔水帷幕。
工程布置
矿体旁侧帷幕注浆工程通常分为前期和后期两个阶段进行实施。前期工程主要通过超前探水注浆方法查明矿岩边界和岩溶含水层裂隙发育规律等;后期工程则根据前期揭露的资料,在关键地段进行横向钻孔加密探水注浆,以形成一定厚度的注浆盖层。
注浆施工工艺流程
注浆施工工艺包括地面自动控制集中造浆、专用输浆管路输送、井下二级贮浆池储存、注浆泵注浆和孔口高压装置注浆等环节。
安全厚度
矿体旁侧帷幕不仅作为隔水岩层,还承担着采场顶板的稳定作用。其厚度是注浆参数中的关键参数,既不能过大增加成本和施工周期,也不能过小导致采掘过程中突水的风险。我院黄炳仁教授依据岩石力学和弹学理论,计算得出业庄铁矿的注浆安全厚度为22.81m,实践证明效果良好。
效果检查
帷幕注浆质量的检查包括数据分析、检查孔检查和水位观测等多种手段。通过分析注浆过程中的各项参数变化,判断注浆质量;通过检查孔取芯检测和压水试验验证注浆区域的注浆质量;通过观测孔水位变化情况分析浆液运移规律和堵水效果。
安全采矿要求
虽然注浆堵水为采矿提供了安全保障,但仍需采取一系列安全措施。包括采用胶结充填采矿方法以增强帷幕体的稳固性;确保井下排水设备具备应对预测涌水量的能力;在富水区布置防水闸门以隔离突水巷道保护安全生产;对采空区顶板残余涌水及时封堵以防止恶性循环等。
本文内容参考自中冶有色技术平台相关文献资料并经过整理提炼。