1.使用范圍
適用于地下深層、高承壓、大涌水量、高地應力條件下的斷層或破碎帶的截滲灌漿止水加固工程中。
2.技術特點
1)在水壓超過3.0MPa、溫度大于35℃下,水泥漿液在地應力、水壓力、灌漿壓力三者同時作用下,快速析水凝固,造成漿液滲透半徑有限,幕體厚度不夠。為此,采用自行研制的高穩(wěn)定性、可灌性好、成本低、膠凝時間可調(diào)的灌漿材料,確保漿液有效擴散。
2)采用超高灌漿壓力(10~15MPa)和引導式灌漿新工藝,可有效灌注破碎圍巖微細裂隙,較常規(guī)注漿工藝,施工鉆孔量大幅減少,注漿工作量少,施工快速,工期節(jié)省。
3)施工機械輕便、安全可靠,適用于巷道注漿施工。
4)截水防滲效果好,形成的截水防滲幕體厚,在后續(xù)掘進過程中,能承受較高(≥4.8 MPa)圍巖外水壓力而不致發(fā)生破壞。
3.材料及設備
灌漿材料主要有水泥、膨潤土、外加劑及改性水玻璃漿材。
機具及設備主要有坑道鉆機、高速制漿機、超高壓灌漿泵、雙層攪拌儲漿機、高壓安全閘閥等。
4.工程實例
白象山鐵礦在建設過程中,所遇F4斷層及其破碎帶均出現(xiàn)了大量涌水,導致巷道被淹沒停工,嚴重影響巷道建設速度和施工安全。根據(jù)礦區(qū)已有水文地質(zhì)條件分析,F(xiàn)5斷層破碎帶及影響帶系礦區(qū)的主要導水途徑之一。為保證巷道和采礦安全,防止F5等斷層導水途徑揭露后水涌入巷道和采礦區(qū),經(jīng)研究,對F5等斷層導水途徑進行灌漿截水防滲處理。
灌漿采用孔口封閉、自外而內(nèi)分段、純壓式灌漿方法??卓诎苍O高壓安全閘閥、分流器及配套的孔口封閉器。
灌漿壓力:在孔深小于15m時,灌漿壓力控制在水頭壓力+4MPa以內(nèi),灌漿結(jié)束時的最大壓力不超過15MPa。
灌漿結(jié)束標準:達到灌漿段所設定的灌漿壓力(依據(jù)現(xiàn)場試驗孔設定)后,注入率<5L/min穩(wěn)定30min結(jié)束。
利用“孔口封閉、自外而內(nèi)分段、孔內(nèi)循環(huán)”的灌漿方法,通過自主研發(fā)相關灌漿設備、材料及工藝,有效地解決了礦山深埋巷道內(nèi)高承壓大涌水地層截水帷幕灌漿技術難題,降低礦山建設過程中可能出現(xiàn)的安全風險;該技術先后在白象山風井-470充填巷道進行F5斷層現(xiàn)場灌漿試驗工程、白象山-470巷道掌子面導水斷層補充勘探及截水防滲處理工程、白象山-470巷道內(nèi)斷層截水2#補充勘探孔施工等工程中實施應用,灌后巖體透水性顯著降低,截水防滲效果明顯。