[发明专利]铁矿区深部开采突水注浆治理方法

摘要

本发明的目的在于提供铁矿区深部开采突水注浆治理方法，本发明所采用的技术方案是包括深部节理裂隙型突水注浆治理、破碎带型突水注浆治理、井筒水害防治、关键孔群控制注浆技术、弱含水层强过技术。本发明的有益效果是能有效治理井下突水，防止矿区深部开采出现突水水害。

主权项

1.铁矿区深部开采突水注浆治理方法，其特征在于：包括节理裂隙型突水注浆治理、破碎带型突水注浆治理、井筒水害防治、关键孔群控制注浆技术、弱含水层强过技术；/n节理裂隙型突水注浆治理包括/n(1)分析裂隙空间展布特征、涌水水源及补给路径/n开展井下地质调查工作，查清涌水裂隙走向、倾向、倾角产状特征以及隙宽、裂隙间距信息；利用水力连通试验确定涌水区地下水水力补给方向，确定涌水水源及涌水补给通道；/n(2)圈定注浆治理重点区域/n选取适宜的物探手段对涌水区探查，查明主要通道及富水区，确定重点治理区域；/n(3)浅层注浆加固/堵水/n利用水化学分析及水力连通试验分析含水片区间的水力联系特征及涌水水源；综合地质调查、水力连通试验及物探结论，根据裂隙空间展布特征及水力补给特征布置浅层注浆钻孔，利用高早强速凝类材料实施浅层注浆加固/堵水；/n(4)深部关建孔群注浆封堵/n选择关键位置施作深部引流孔，浅层注浆加固/堵水结束后，利用引流孔实施涌水区深部关建孔注浆；引流孔数量根据涌水面积而定，选择在地下水径流的上游，由浅而深，分序注浆，逐步实现点-线-面的注浆封堵和加固；/n破碎带型突水注浆治理包括/n(1)采用地质与物探联合探查方法，查明破碎带地质环境/n基于地质学方法及地球物理探查技术，查明破碎带空间展布形态及围岩完整性，判识致灾水源；获取致灾水源-破碎带特征-围岩等级的三位一体的综合探查信息；/n(2)基于深部截源引排，实施浅部注浆加固/n基于引流泄压原理，在围岩稳定区向致灾水源上游或破碎带深部地下水主要径流通道上施工截流钻孔，分流破碎带揭露处涌水量，减轻涌水区围岩荷载，防止注浆过程中围岩条件恶化而发生次生灾害，在深部截流孔基础上，利用对涌水区进行浅部逐层径向注浆加固，形成稳固注浆加固圈，浅层注浆加固采用高早强膏状堵水加固材料；/n(3)强化支护条件以及实时监测手段，确保注浆安全/n富水破碎带及影响范围区内岩体破碎、自稳能力差，注浆过程中无法承受过高的注浆压力，不利于岩体稳定和注浆安全，注浆前依据安全控制设计方法，对影响范围内的围岩进行支护加强，防止围岩垮塌；同时，注浆工程中，应对全过程中的涌水量及围岩变形量进行实时监测，并以这些数据指导注浆参数的动态调整，确保注浆过程安全进行；/n(4)合理确定堵排比例，保障注浆加固体长期稳定/n治理过程中根据注浆量、注浆速率、涌水量衰减值作为主要过程控制参数，以围岩变形收敛值及注浆压力作为主要安全控制参数，动态调整方案设计，注浆工程主体结束后，综合考虑破碎带充填介质岩性及结构特征、浅部加固圈强度及静水压力值，确定是深部引流泄压钻孔数量；/n井筒水害防治包括/n(1)依托井筒工作平台构建止浆垫，以突水点所在区域为重点施工超前探水钻孔；/n(2)详细记录超前探水钻孔施工过程中揭露的地质资料及水文地质资料，分析工作面下方岩体完整程度、涌水位置、涌水量变化特征及水压变化特征，判断是否存在主干含导水构造；/n(3)若工作面下方不存在主干含导水构造，则需对直接涌水区进行注浆治理，并利用超前探水孔补充注浆，提高注浆效果；/n(4)若工作面下方存在主干含导水构造，需进一步圈定主干含导水构造范围，在此基础上进行注浆设计，注浆过程中实施跳孔多序注浆方式，并根据相邻钻孔涌水量及水压的变化规律及时调整注浆参数；/n(5)含导水构造区经注浆堵水/加固工程，且经检查达到预定效果后继续井筒掘进；/n关键孔群控制注浆技术包括/n(1)通过涌水区域地质及水文地质条件分析，初步确定含导水通道位置；/n(2)在井筒迎头工作面放射状均匀布设探查孔，根据钻孔涌水量、涌水深度及围岩情况基本确定含导水构造性质及规模，圈定注浆治理重点区域；/n(3)在重点治理区域内施工注浆钻孔，详细记录钻孔揭露的地质及水文地质情况，确定关键孔；/n(4)制定关键孔群注浆方案，并根据注浆期间其他钻孔涌水量及水压、水质变化特征，动态调整注浆速率、注浆压力及材料配比注浆参量；/n(5)将非关键孔注浆封堵，并施工检查孔验证注浆效果；/n弱含水层强过技术是在副井马头门以上井壁设两道截水槽，通过水平粉矿回收巷道由主井侧为其排放分流水量，副井井筒得以强行穿过本段弱含水层。/n