一种适于富水矿山井下开采堵水用的帷幕注浆工艺

摘要

本发明公开了一种适于富水矿山井下开采堵水用的帷幕注浆工艺。注浆孔布置方式为：在每个硐室布置仰5°、15°和25°的上向注浆孔各6个，各度的注浆孔在平面上相互错开60°均匀布置；在端硐室布置向外下向-5°、-30°和-60°注浆孔。其注浆工艺为：地面仓库袋装水泥运送至井下需要注浆水平，经工作面临拌站、二级储浆池、注浆泵、注浆管、孔口高压装置进行注浆，达到设计的注浆终压后，结束注浆，进一步养护、扫孔后完成整个帷幕注浆作业。本发明针对顶板岩溶裂隙，在井下建造高堵水率的注浆帷幕，可以起到隔水和加固的双重作用，在注浆帷幕的保护下安全高效地将矿体解放出来，为矿山的安全高效开采提供技术保障，工程投入少，工期短。

主权项

一种适于富水矿山井下开采堵水用的帷幕注浆工艺，其特征在于采用以下技术方案：1）首先应分析前期勘探钻孔的水文工程地质资料及巷道、前期勘探钻孔揭露的情况，查明矿山岩溶裂隙发育情况及矿山涌水情况；2）选取合适的帷幕防渗标准，要求其堵水率达到80～95%；3）利用井下巷道及硐室进行注浆巷道和超前探水注浆孔的施工，并对岩性不稳固的巷道采取挂网喷浆法支护；4）根据帷幕所能承受的最大水头及注浆材料所能允许的渗透比降确定帷幕注浆的帷幕厚度：T=H_s/J₀，m，式中：H_s‑帷幕所能承受的最大水头, m，J₀‑注浆材料所能允许的渗透比降；5）在每个硐室布置仰5°、15°和25°的上向注浆孔各6个，注浆孔设计以硐室中心为基点，各度注浆孔在平面上相互错开60°均匀布置，孔深45～60m，5°、15°和25°注浆孔之间在平面上相互错开20°均匀布置；在端硐室布置向外下向‑5°、‑30°和‑60°注浆孔，孔深45～60m，以端硐室中心为基点，各下向注浆孔在平面上对称布置，相互夹角为10°；6）在井下采用坑道钻机和潜孔钻施工各度的注浆孔，并设置孔口安全装置，孔口安全装置由孔口管、孔口防水闸门组成；7）浆液在裂隙中的扩散形成的浆液扩散半径必须同时符合：①计算公式：R=式中：R‑为浆液扩散半径，m，K‑为岩层渗透系数，t‑注浆延续时间，h，r‑输浆管半径，mm，μ₁‑水的黏滞系数，μ₂‑浆液的黏滞系数，H注浆压力，MPa，n‑岩层的孔隙率；②根据《注浆技术规程》规定，大理岩裂隙含水层中，浆液有效扩散半径取6～15m；8）在整个注浆过程中，分别按照初始压力、过程压力和终值压力三个阶段，分别设计这三个阶段的压力值，设计的初始压力为静水压力的1.0倍，过程压力控制在1.5～2倍静水压力值之间，设计的终值压力为2.0～3.0倍静水压力；9）注浆孔的浆液消耗量为0.3～0.8t/m；10）其它参数：注浆材料、浆液浓度、注浆结束标准符合设计要求。