中关铁矿蚀变灰岩特性及对钻探、注浆的影响
中关铁矿注浆帷幕检查孔设计施工与优化
（． １河北 钢铁 集 团矿业公 司中关矿 ， 河 北 邢 台市
河北 石 家庄
０４０ ２ 华北有 色工 程勘 察院 ， ５ １３；．
０ ０２ ） ５ ０ １
摘 要： 帷幕注浆是新兴的矿山治水常用的重要手段 ， 帷幕体抗渗效果的检查通常采用施 工检 查孔 的 方式 。对 中关铁矿 帷幕 注浆 工程 已完工 区段 施 工质 量 进 行 分析 与研 究 ， 终 最
０ 引 言
河北 钢铁集 团矿业公 司中关 矿 位于河 北省 沙河
Байду номын сангаас
浆工程中均需要按一定 比例布置 ， 但施工费用较 高。 １ 检 查 孔 优 化 设 计
中关铁 矿帷幕 注浆 工程 帷 幕线 全 长 ３９ 设 ３ ７ｍ， 计 施工 ３ 检查孔 ， ４个 检查 孔位 置及施 工技 术方案 根 据 现场情 况研 究决 定 ， 注 浆 帷幕 施 工 过程 中采 用 在 分 区施工 的方 式 ， 查 孔 的布 置及 施 工 以帷 幕 完 成 检
（ ）注浆孔揭露显示地质条件复杂的地段。 ５
１ ２ 注 浆孔质 量分 析 ．
以中关铁 矿帷 幕注浆 工程 Ｋ Ｗ８区段钻孔 质 ８～ 量分 析及 检 查 孔 布 置 为 例 ， 行 一 般 规 律 的研 究 ， 进
质体的变化 ， 借此来反映帷幕注浆效果 ， 该方法具有 简单 ， 经济等优点； 直接方式： 通过施工检查孔 ， 利用 单位透水率 、 单位注灰量等数据参数反映帷幕注浆
Ｉ ＳＮ ６７ｌ一 ２ ０ Ｓ １ ９０ ＣＮ ３ — １ ４ ４ ３ ７／ＴＤ
采矿技术
第ｌ Ｏ卷
第 ５期
２１ ０ ０年 ９月
Ｓｅ ２ ０ ｐ． ０１
帷幕注浆效果检查方法研究
帷幕注浆效果检查方法研究唐英杰（华北有色工程勘察院有限公司河北石家庄050021）0 前言大水矿山采用传统的疏干排水方式治理地下水，不仅破坏区域地下水资源和生态环境，而且排水费用较高。
为了保护地下水资源和生态环境，现部分大水矿山采用帷幕注浆技术进行堵水，减少大量的无效排水，降低开采费用，既保护环境又可以提高经济效益。
由于帷幕注浆工程具有典型的隐蔽工程特点，帷幕注浆施工完成后，注浆质量好坏，防渗效果如何，均无法直接地评定，因此，帷幕注浆工程施工质量检查一直是人们研究关注的热点。
中关铁矿位于河北省沙河市，总储量约1亿吨，为实现合理开采矿产资源，有效保护区域水资源，矿山治水采用帷幕注浆方案进行阻水；帷幕线全长3397m，采用单排注浆，孔距12米，注浆孔共270个，最大孔深810米总钻探进尺197000m，通过注浆，形成帷幕墙，设计帷幕厚度12m，以阻止石灰岩含水层地下水全部进入矿坑。
1 矿区地质及水文地质条件矿区为一大型隐伏型矽卡岩磁铁矿，矿床的顶板和围岩为奥陶系中统石灰岩，石灰岩的裂隙岩溶发育，是矿区主要含水层。
矿区西部为太行隆起带，东接华北沉降带，区内主要发育有北北东及北东向断裂构造，且以北北东向断裂构造为主。
褶皱构造规模较小，岩层产状与构造方向一致，倾向东南，倾角15-30゜。
主要分布地层有：1. 第四系：粘土砾石层，该层砾石以石英砂岩为主，硬度较大，磨圆度较好，分选性差，砾径大者可达50cm，小者仅有几公分；粘土以粉质粘土为主，充填在砾石中间，平均厚度40m。
2. 石炭-二迭系：岩性主要以砂、页岩为主，厚度变化较大，最大厚度70.0m，平均厚度24.2m。
3. 中奥陶系：岩性以石灰岩、结晶灰岩和大理岩为主夹有泥质灰岩，厚度224.1-589.0m，平均厚度416.17m。
4. 燕山期闪长岩：闪长岩是本区的基底，块状，主要矿石成分有角闪石、正长石等。
矿区主要含水层为中奥陶系石灰岩，石灰岩裂隙岩溶发育，平均裂隙率7‰，岩溶裂隙发育极不均一，最大的溶洞可达9.0m。
矿物蚀变特征及找矿意义
矿物蚀变特征及找矿意义围岩蚀变（wall-rock alteration)，又称围岩交代蚀变，主岩交代蚀变，是指容矿围岩在流体（气相、汽相、液相）的作用下所发生的化学变化和物理变化，从而引起围岩化学成分和结构构造的变化。
其实质是：在不同的温度和压力环境下，不同性质（酸碱度、氧逸度等）的成矿流体与围岩必然会处于不平衡状态。
为了使两者之间趋向于达到化学与物理的平衡状态，必定要发生物质与能量的交换。
这就会导致围岩中与流体不平衡的矿物要发生溶解，析出一些元素进入流体中，而另一些化学组分则沉淀下来，形成新的矿物。
对于围岩而言，必然会涉及到物质的带入带出。
蚀变岩则是指围岩交代蚀变过程中，在一定的物理化学条件下，处于相对平衡状态的矿物共生组合所构成的岩石。
交代蚀变岩可以完全由新生矿物所组成，同一平衡矿物组合内各种新生矿物没有交代蚀变现象，几乎是同时形成的，它们具有变晶结构，如矽卡岩。
如果原岩没有被完全交代，仍然有原生矿物残留，则具变余结构、残余结构，则可称为“化”，如矽卡岩化。
流体与围岩的交代蚀变方式有：扩散交代、渗滤交代和两者兼有的交代三种方式。
围岩蚀变可发生在成矿流体运移途中（头晕蚀变，通道蚀变，成矿前蚀变），也可发生在矿质沉淀期间（矿晕蚀变，成矿期蚀变），还可以发生在矿质卸载之后（尾晕蚀变，成矿后蚀变）。
由于成矿物质淀积的温压条件不同，其伴随的围岩交代蚀变也不同。
对特定的蚀变矿物而言，它既可以是高温成矿期蚀变，也可以是中温成矿期的矿前蚀变或通道蚀变，更可以是成矿后的蚀变。
因此，就具体的蚀变矿物而言，对于不同的矿床类型和矿种，其找矿的指示意义可能截然不同。
这需要具体情况具体分析。
围岩交代蚀变的强度与范围，既取决于流体的物理化学性质，如活度、逸度、pH、Eh、温度、压力等，也取决于围岩的物理化学性质，如孔隙度，渗透性、裂隙的发育程度，顺层还是切层，与流体的远近，与流体化学性质的差异。
流体与围岩的化学性质差异越大，围岩交代蚀变越强烈。
中关铁矿帷幕注浆工程施工耗时分析
２ — ５ ２ ０ １ ５
比较多， 主要有 ： 成孔、 注浆 、 测斜、 纠斜 和待工。帷
幕耗 时分 布见 图 ２ 。
擐０ｒ ０１ ５ Ｉ ０ ０ ０
Ｉ 孔 序 Ⅱ序 孔 Ⅲ序孔 口 钻 探进 尺， ｍ ３ ９ ８６ ４ ２ ．７ ６ １．４ ９ ０． ８ ６２ ８ ３７ ５ ６ 一 钻 探 时 间， ｈ ４ ９ ７８ ｌ ５ ７ ４０ ９ ６ ２ ８ ７ ６ ▲ 钻 探 效 ￣ （／ ） ｇ ｈｍ ｑ １２ ． １１ ．１ １
为 了有效 保 护 水 资源 环 境 ， 现矿 产 资 源 的合 实 理 开采 ， 中关 铁 矿采 用 帷 幕 注浆 的方 式 进 行 地 下水 治理 ， 即利用 高 强度 水 泥 围岩 裂 隙 ， 成 止水 帷幕 ， 形
达 到既 能采 矿 ， 又能保 护水 资源 的 目的 ｌ 。 １
Ｓ ｒａ ． １ ｅ ｉｌＮｏ ５ ５
Ｍａｃ ２ ２ ｒ ｈ． ０１
现
代
矿
业
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总 第５５ １ 期 ２ １ 年 ３月 第 ３期 ０２
中关 铁 矿 帷幕 注浆 工程 施 工耗 时分析
王 云
（ 北有 色工程勘 察院有限公司） 华
摘
要
在 帷 幕 注浆工程 中 ， 工耗 时的主要 环 节是 成孔耗 时和 注浆耗 时 。在 成孔 过程 中， 施 由
分析 ， 出了帷幕 注浆施 工耗 时 的防 范措 施 。 提 关键词 帷幕 注浆 钻探 耗 时 帷 幕施 ＿ 注 浆耗 时 Ｔ － 钻探 效 率
中关 铁 矿 位 于 河 北 省 沙 河 市 白塔 镇 中关 村 附 近， 北距 邢 台 ３ ｍ， ０ｋ 南距 邯郸 ３ ｍ， ７ｋ 交通 便 利 。矿
矿山帷幕注浆注浆段段长的分析
Ｉ ■
矿山帷幕注浆 注浆 段段长 的分析
王庆江 毕海 涛ｚ 于 同超 ３
（ 华北 有色工 程勘 察院有 限公 司 河 北 石家 庄 ００２） ５０１
［ 摘 要 ］ 山堵 水 帷幕注 浆， 矿 是一种 新 的大水 矿 山防治 方法 ， 有关 技术 参数和 施工 工艺 尚无 统一 的标准 。本 文通过 中关铁矿 帷幕注 浆 工程 的实例 剖析帷 幕 注 浆 段 长 度 划 分 的原 则 、 分 析其 合 理 性 。 ［ 关键词 ］ 帷幕 注浆 钻 探施 工 钻孔 漏水 注 浆段 长度 的确定 省 时合 理 中图 分类号 ：Ｕ １ ． Ｔ ４ ３３ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ９ ９ ４ （ ０ ０ ０ １ ６ Ｏ １ ０ — １Ｘ ２ １ ） ７ ０ ３ ｌ
厚度较 大， 埋深 也较大 ， 最深 可达 ８ ０ ， ０ ｍ 设计注 浆段平 均段 长 ３ｍ 可适 当加 长 ０，
缩 短 。
逐渐认 可 。 目前 国 内 已有 数个 大水 矿 山采用 帷幕 注浆 方法 防 治地下 水， 取得 可 喜 的成 效 。 矿 山帷幕 注 浆勘 察 、试 验 、 设计 、施 工 、检 查 ， 一套 比较复 杂 的 工 是 艺， 在水工 建筑 中有 详细 的施 工技 术规 范和 技术 要求 。由于矿 山防 水帷 幕注 浆与水 工建 筑物 注浆 的 目的 不 同、要 求不 同 以及 地质 条件 等诸 多 不 同因素 ， 使 两者 的设 计 、 施 工 工 艺都 有 很 大 的 差 别 。 矿 山防水 帷幕 一般都 在裂 隙、岩溶 发育 ， 水性 较强 的含水 层 中进行， 透 通 常含水层 具有 厚度大 ， 布广 泛， 分 透水性 极不 均一 的特征 ： 幕的位 置， 帷 是根 据 矿体 的型态 和采矿 方 法而 定 。一般堵 水率 要求 高， 程量较 大， 工 钻孔 较深 （ 目 前 国内矿 山帷幕最 浅的钻 孔也 要超过 ３ ０ ） 施 工难 度高 ， 资较 多， ０ｍ， 投 设计 、 施 工工艺 、施 工参 数没有 统 一的 标准， 带有 一 定的任 意性 。本 文 以河北 省沙 河 市中关铁矿 帷幕注浆 工程 为例 ， 探讨矿 山防水 帷幕注浆 一个 重要参数 一一注 浆 段 的长 度 的确 定 方法 ， 供 讨论 。 仅 ２工 程 背景 中关铁矿 位于河 北 省沙河 市 白塔镇 中关村附近 ， 北距 邢 台３ ｋ， ０ｍ 南距 邯郸 ５ ｋ 。矿 体南 北长 ２ ０ ｍ 宽 ８ ０ ３ｍ ００、 ０ ｍ左右 、平均 厚度 ３ ． ｍ ８ ０ 、最 大厚 度 １ ３ ９． ０ｍ ６ 、埋深 ３ ０ ８ Ｏ 、总储 量 ９ ４ Ｏ—０ｍ ３ ５万 吨 。 该区西 部为太 行隆起 带， 东接 华 北沉 降带， 区内主要 呈单斜 构造， 向Ｎ ， 走 Ｆ 倾 向 Ｅ ， 区 东侧 发育 有北 北东 向及 北东 向断 裂构 造， 以北北 东 向断裂 为 ｓ矿 且 主 。在矿床 内， 受区域 构造 影 响， 成 了次一 级 的断层 ， Ｆ Ｆ Ｆ 因 形 有 １ １ ３三条 断 层 。帷幕 注浆 钻 孔 需穿 过第 四系粘 土 砾石 层 、石炭 二 迭系 砂 页岩 、 中奥陶 系 石灰岩 ， 入燕 山期 闪长 岩 。其 中包 括蚀 变 灰岩及 破碎 带 。破碎带 地质 及 进 水 文条 件复 杂， 注浆 施 工难度 大 ， 中奥 陶系 马家 沟组 石 灰岩 、大 理岩 、结 晶 灰 岩 是矿 体 的 围岩 也 是 矿 区 主 要 含 水 层 。 石 灰 岩含 水层 分 布 广 泛 ，大 约 ３ ０ ｋ ２ 厚度 大 （ ０ ０ｍ ， 平均 厚度５ ０ ） 裂隙 岩溶发育 （ 隙率 大于７ ， ４ｍ ， 裂 ‰） 赋水 性强， 透水 性好 （ ＞ ｍ ｄ ， Ｋ ５ ／ ） 矿体 底板 的燕 山期 闪长岩 是矿 区 的隔水 底板 注 浆帷幕 设 计厚 度 Ｔ １ ． ｍ ＝ ０ Ｏ 、浆液 扩散 半径 Ｒ ８ Ｏ 、设计 孔距 Ｄ １ ． － ．ｍ ＝ ２ Ｏ 、注浆 段平均 长 度 Ｌ ３ ． ｍ。设计 注浆 帷幕 线南 北长 １ ４ ｍ ｍ ＝０ Ｏ ０ 、东西 最 大 １ 宽度 ８ ０ 、平面 上呈环 形全 封 闭， 长 ３ ９ ｍ 有 ２ ３个注浆 孔 、２ 个 观测 ９ｍ 全 ３ ７， ８ Ｏ 孔 、３ ４个检 查孔 、３ ６个加 密孔， ３ ３个钻 孔 。全部 注浆 孔必 须进 入 闪长 共 ７ 岩 隔水底板 １．Ｏ ， ０ Ｏｍ 最大 孔深 ８ ０， 进尺 ２ １０ 延米 。注浆 帷幕 防渗性 能 １ｍ 总 ０９６ 指标 ｑ≤ ２ ｕ。帷幕 形成 后 堵水 率达 ８ Ｌ ０％。 ３注浆 段 的期分 原 剐 （） １水工建 筑物水 泥 灌浆施 工技 术规 范， 明确指 出灌 浆段 长 ５ ６ ， — ｍ 可适 当 的缩 短和 加长 ， 最长 不得 超过 １ ｍ。 Ｏ （ ） 山防水帷幕 注浆 ， ２矿 由于 没有统 一 的规范， 目前各地 均设 计段长 ３ ｍ ０， 同 时也 说 明 可适 当 的缩 短 和 加长 。 （） ３ 加长 、 短是根 据岩 体 的透 水性 的强 弱而 定， 缩 一般 可用压 水试验 的 方 法确 定岩 体 的透水 性强 弱， 透水 性强 ， 浆段 可缩 短， 注 反之 可加 长 。 由于裂 隙、岩 溶及 赋水 性不 均一 ， 决定 了注 浆段 长度 也不 是 固定 的。为 达到较好 的注浆 效果， 简单快速 合理 的在现场控 制好注 浆段长 度是本文 讨 如何 论 的议题 。 通常我 们确定注 浆段长度 是按 按照 以往 经验， 先预 设出注浆段 长度 的设定 值， 当钻探进 尺达到预 设注浆段 长度 时， 进行 压水 试验 ， 以此 估算 出注浆量 及浆 液 的水灰 比。但如此 操作 会 出现如 下弊 端 ： 预 设注 浆段长 度过 长， ｌ 当压水试 验 结果显示 此段透 水性很 强时， 会给注 浆带来很 大 困难 ， 易达不到注 浆效果 ： 容 １ 预设注 浆段 长度 过短， 造成 压水试 验 频繁 ， 会 工作量 增加 。如何 根据钻 进深 度 及 时有 效 的确定注 浆段 长度 呢 ？笔者认 为利用 观测 到的钻 探过 程 中冲 洗液 的返浆情况 及冲洗液 消耗量 （ 位置） 漏水 判断地层 的裂 隙发育程度 ， 以此 确定注 浆段 长度 是 一个 省 时 省力 的好 办法 。 ４以中关 铁矿 帷暮 注浆 为倒 箭析 注浆 段长 度 前 已述 及中奥陶系 马家沟组 的石灰 岩是 中关铁矿 的主 要含水层 ， 该含水层
中关铁矿深孔帷幕注浆过程中事故的分析及防治
图 2 绕浆示意
3. 2 换 浆 在注浆工程施工过程中, 浆液浓度的变换常采
用限量法和限率法。限量法是在注浆过程中, 根据 每个浆液浓度等级的注入 量决定浆液浓度 变换时 机; 限率法是以单位时间内注入浆液量的多少作为 是否需要变换浆液浓度的标准的一种浆液浓度变换 方式。
事故钻孔 K121注浆过程中浆液变换采用限量 法, 其变换原则如图 3所示。注浆开始, 注入最稀一 级的浆液 5 1, 随后根据注浆时间和注浆量变换浆 液浓度。通过分析注浆记 录, 可以发现, 当浆液为 0. 8 1时, 压力表起压, 并已超过设计压力, 说明大 部分岩层裂隙被水泥浆液充填, 岩层吃浆量减少, 注 浆即将结束, 此时, 如果仍将浆液变为浓一级, 极易 造成岩层突然不吸浆或短期内停止吸浆的现象, 因 此, 在这种情况下应采取通过调节流量降低压力到 设计值, 直至正常结束注浆为止, 但是在 K121实际 操作中, 没有将流量降低而是根据变换规则变换了 浆液浓度, 最终发生了岩层突然停止吸浆的现象。 同样, 由于止浆塞压力过大, 造成在井内卡死的事故 发生。
2008, ( 3 ) : 58~ 60.
(收稿日期: 2008- 11- 13) 作者简介: 韩 贵雷 ( 1980 - ), 男, 河 北保 定人, 助 理 工程 师, 硕士, 现 主要 从事 岩 土工 程方 面 的研 究, Em a i:l hanguile i@ tom. com。
河北钢铁集团沙河中关铁矿厂区挡墙工程勘察中间报告
河北钢铁集团沙河中关铁矿厂区挡土墙岩土工程勘察中间报告1 工程概况（1）工程名称：河北钢铁集团沙河中关铁矿厂区挡土墙岩土工程勘察。
（2）工程地点：邢台沙河市白塔镇中关铁矿厂区。
（3）工程简况：挡土墙高2～10m，毛石及钢筋砼挡墙，条形基础，基础埋深约2.0m，总荷重300kPa。
该挡土墙结构类型为俯斜式重力挡土墙和钢筋混凝土悬臂式挡土墙，建筑抗震设防类别为标准设防类，安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。
本工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，综合判定勘察等级为乙级。
2场地工程地质条件2.1场地土地层结构及分布规律根据本次勘察揭示，参考2013年9月我单位沙河中关铁矿有限公司采选工程一期岩土工程勘察报告的成果，根据场地地层时代、成因类型、岩性特征及物理力学性质等，将勘察孔控制深度内地基土划分为4个主要工程地质层，各层土的分布规律及岩性特征如下：①层素填土：杂色，主要由卵石组成，间隙充填少量细中砂和黄土状粉质黏土且土质不均匀，稍密～中密，稍湿，夹杂的卵石一般粒径3～8cm，最大粒径约35cm，该层为近期填土。
②层卵石：褐黄色，中密～密实，主要成分为石英砂岩，次圆状，一般粒径5～20cm，最大粒径约30cm，质硬，间隙填充约少量砂和黏性土，分选性较差。
③层粉质黏土：灰黄～褐黄色，可塑～硬塑，局部含砂。
④层黏土：灰绿～褐黄色，硬塑～坚硬，高岭土化。
2.2场地土地基承载力特征值根据场地地层岩性、物理力学性质指标及原位测试结果结合地区经验，综合分析给出各层土承载力特征值f ak及压缩模量见下表。
当基础宽度大于3.0m或基础埋深大于0.5m时，表中f ak值按规范予以修正。
地基处理方案建议3地基基础评价挡土墙要求承载力300kPa，建议采用③层卵石。
当不宜采用天然地基的建（构）筑物时，可采用换填垫层法或者强夯、振动碾压等方法进行地基处理，换填材料可采用碎石、矿渣或灰土。
换填范围、深度及施工工艺应满足相关规范要求。
河钢矿业中关铁矿南风井平巷硐室探水注浆方案
河钢矿业中关铁矿南风井平巷硐室探水注浆技术方案编制：审核：批准：目录1 工程概况1.1 地理位置及交通1.2 工程现状1.3矿区工程及水文地质2 编制依据3 技术方案3.1 探水原则3.2 注浆原理和目的3.3 长探技术方案3.4 短探技术方案3.5 竖井转平巷马头门处探水注浆方案3.6 巷道壁后检查注浆方案4 劳动组织及施工进度计划4.1 劳动组织4.2 进度计划5 质量保证措施6 安全技术措施6.1 探水孔钻进安全技术措施6.2 注浆安全技术措施6.3 探水注浆一般安全技术措施6.4应急突发水预案1 工程概况1.1 地理位置及交通中关铁矿是河北钢铁集团矿业公司重点开发建设的矿山，省市重点建设项目，位于河北省沙河市白塔镇中关村西，北距邢台30km，南距邯郸市53km，东距沙河市21km。
矿山为新建矿山，地质储量9348万吨，年采选矿石200万吨，竖井开拓。
1.2 工程现状南风井设计净径φ4m、井深483m。
井筒已经掘砌到底，成井483m。
下一步将通过南风井施工-230m中段平巷及相关硐室工程。
1.3矿区工程及水文地质1.3.1 工程地质中关铁矿为一埋藏较深的隐伏矿体，矿体走向长2000m，宽300m～1000m，埋深300m～800m，主要矿体均赋存于岩浆岩与中奥陶系灰岩的接触带及其附近灰岩裂隙中。
矿区内发育有由太古代到新生代所形成的沉积岩、火成岩、变质岩和松散堆积物。
矿区位于太行隆起东翼，所处的大地构造单元比较稳定。
场地土为中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类，属可进行建设的一般场地。
中关铁矿属接触交代矽卡岩型铁矿，矿床顶板为奥陶系中统灰岩，底板为燕山期闪长岩。
-230中段平巷硐室工程主要位于奥陶系石灰岩含水层中。
1.3.2水文地质矿床直接赋存于奥陶系灰岩之下，涌水量大，水文地质条件复杂。
按中关铁矿水文地质总结报告，矿区划分为四个含水层组，即：第四系松散岩类孔隙含水层组，石炭、二迭系薄层灰岩和砂岩裂隙含水层组，寒武、奥陶系碳酸盐岩裂隙含水层组，燕山期岩浆岩风化裂隙弱含水层组。
中关铁矿阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法试验研究
现代矿业MODERN MINING总 第 625 期2021 年 5 月 第 5 期Serial No. 625May .2021中关铁矿阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法试验研究**国家重点研发计划项目(编号：2016YFC0801600)。
李胜辉(1984—),男，副总经理，高级工程师,54100河北省邢台市 沙河市白塔镇。
李胜辉 王福全 王庆刚 杨志强(河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司)摘 要 为进一步研究采矿方法的适用性，中关铁矿在-230 m 水平13#穿脉矿体厚大位置进行了大直径垂直深孔一次回采60m 段高的采矿方法试验研究。
提出了试验矿块位置及结构参数，确定了凿岩硐室、底部结构参数及掘支方式、中深孔及大直径深孔切割拉槽的炮孔布置参数、装药量及起爆方式，大直径深孔炮孔布置参数、装药量及起爆方式等；最终形成一套适用于富水破碎金属矿山井下实际的安全、高效、技术先进、经济合理的大直径阶段深孔侧向崩矿嗣后充填采矿技术，并应用于采矿生产实践，取得了较好的效果。
关键词厚大矿体段高大直径深孔嗣后充填采矿DOI ：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.05.024Experimental Research on Deep Hole Caving Subsequent Filling Mining Methodin Zhongguan Iron MineLI Shenghui WANG Fuquan WANG Qinggang YANG Zhiqiang(Zhongguan Mining Co., Ltd., Hebei Iron and Steel Group )Abstract In order to further study the applicability of the mining method ， a large-diameter verticaldeep hole at the position of -230 m level 13# through the vein ore body with a 60 m high mining method test and research were conducted at Zhongguan Iron Mine , and a test mine block location and structural parame ters was proposed , the rock drilling chamber , bottom structure parameters and the way of excavation and sup- port ， the blast hole layout parameters of the medium-deep hole and the large-diameter deep hole cutting and drawing groove ， the charge amount and the detonation method ; the large-diameter deep hole gun Hole layout parameters ， charge amount and detonation method ， etc. were determined. Finally a set of practically safe ， efficient ， technologically advanced ， and economically reasonable large-diameter stage deep hole later al collapse and subsequent filling mining technology suitable for water-rich crushing metal mines was formed ， and applied to mining production practice.Keywords thick ore body ， section height ， large diameter deep hole ， subsequent filling mining中关铁矿是国内典型的水文地质复杂的岩溶大水矿山，矿体为缓倾斜极厚矿体，矿体的顶板主要为 厚层灰岩，局部出露带黄泥的风化灰岩;矿体的直接底板主要为矽卡岩,节理裂隙发育，多呈碎块状，稳 定性较差;局部出露蚀变闪长岩，硬度较小、遇水泥化,不稳定;矿体节理裂隙发育,属于不稳定到中等 稳定级别。
中关铁矿帷幕灌浆技术常见问题及预防处理措施
中图分类号 ： Ｐ ６ １ ８ ． ３ １ 文献标识 码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ 一Ｏ ０ ９ ７ ～Ｏ ３
北钢铁 集 团公 司为 解决铁矿石 原料 的短缺 问题 ， 拟建 中关铁 矿 。为合理 开发矿 产 资源 ， 保 护环境 水 资
源， 中关铁矿必须采用堵排相结合、 以堵为主的方案治理地下水， 首选的方法就是帷幕注浆 ， 帷幕注浆 在 中关铁矿 是 可行 的 ， 也是 经济合 理 的； 以中关铁矿 帷幕 注浆 工程 为例 ， 讲 述 了帷幕 灌浆 的 基本 概 念
帷幕灌 浆作为 地基 与基 础 防渗 处 理 的一 种 重要 手 段， 已越来越 多地被 应用在各 种水利 水 电建设 工 程和矿
山建设工程中， 同时帷幕灌浆技术也在不断 的发展 ， 以 适应 不 同的地层条 件 和施 工要 求 。 目前 尚无 成 功 的经 验可借鉴， 本文根据中关铁矿帷幕注浆工程施工过程中 常遇 到的问题 进行总 结和探 讨 ， 为类 似矿 山治理工 程提
２ ． ２ 钻孔 根 据 中关铁矿 矿 区的地层 情况及 钻 机性能 指标 ， 本
邯郸钢铁集团公司中关铁矿位于河北省沙河市 白 塔镇中关村附近， 北距邢台 ３ ０ ｋ ｍ， 南距邯郸 ５ ３ ｋ ｍ， 南 北长 ２ ０ ０ ０ ｍ， 宽８ ０ ０ ｍ 左右 ， 矿 床平均 厚度 ３ ８ ． ０ ｍ， 最 大 厚度 １ ９ ３ ． ０ ６ ｍ， 埋深 ３ ０ ０ ～７ ０ ０ ｍ， 总储量 ９ ３ ４ ５ ×１ ０ ｔ 。 注浆帷幕 线设计 南北 长 ｌ １ ４ ０ ｍ； 东西最 大宽度 ８ ９ ０ ｍ， 平 面上形成 环形全封 闭 的帷幕 ， 全长 ３ ３ ９ ７ ｍ， 由２ ６ ９个 注 浆孑 Ｌ ， １ ８个 观 测 孔 ， ３ ４个检 查 孔 ， ２ ０个 加 密 孔 ， 共 ３ ４ １
中关铁矿帷幕注浆工程监理大纲
第1章工程概况1.1 工程地理位置中关铁矿帷幕注浆工程项目地址位于河北省沙河市白塔镇中关村，北距邢台市30km，南距邯郸市50km，东距沙河市21km。
地理坐标：东经114°01′，北纬36°55′。
矿区距沙河—矿山村铁路的权村站6km，章村站9km，造价人才网距邢—武公路4km，交通便利。
1.2 自然环境中关铁矿地处太行山东麓中段，西为山区，东接平原；矿区属丘陵地区，地势西高东低，矿区内南北均为低缓的山丘，地形起伏一般不大。
最大标高285m，比高约为95m。
区内中部近东西方向的主要沟谷河床宽50~100m，工程监理常年干枯，仅在暴雨过后，接受两侧山谷洪水，由西向东流入铭河。
本区的气候属大陆性季风干旱气候，四季变化显著。
区内年平均气温为12.4 ℃ ~13.8 ℃, 1月份气温最低，平均气温-3.3℃ , 7月份气温最高，平均为27℃左右。
冻结深度0.32~0.42m之间，冻期约105天左右。
历年平均风速2.4~3.1m/s，风速平原一般较大，山区较小。
最大风速14m/s，多出现在春季。
1.3 地质条件1.3.1 矿区地层及矿床地质中关矿区地貌属山前丘陵地带，地表广泛为第四系沉积物覆盖，由卵砾石层、黄土砾石层、杂色粘沙及粘土层、冰积砾石层组成，总厚度70~130米，其下基岩为石炭系含煤碎屑沉积地层。
下部与岩浆岩接触，灰岩经蚀变作用多为结晶灰岩或大理岩。
地层走向北北东，倾向南东，倾角5~15°。
矿区内岩浆岩为一较大的隐伏岩体，岩性以中基性闪长岩、二长岩、正长岩系列为主，呈似层状侵入，岩体总体走向北北东，倾向南东。
矿区内北东向及北北东向断裂较为发育，均属成矿前断裂，成矿后有复活迹象，但对矿体无明显破坏作用。
中关铁矿床为埋藏较深的一隐伏矿体，赋存于闪长岩与奥陶中统石灰岩接触带，矿体走向长约2450m，宽300~1000m左右，矿体平均厚38.0m，最大厚193.06m，埋深300-800m，具有北浅南深及西浅东深的特征。
灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施
灰岩地区因其地质条件复杂，如⼟洞、岩溶（溶洞、溶沟、溶槽）、构造带（断层、裂隙）发育，地下⽔丰富甚⾄有地下暗河通道等，严重桩基础的选型和施⼯质量及安全。
尤其是⼤型建筑物的基础，如果对岩⼟⼯程条件认识不⾜，在施⼯中多次更改桩型，就会造成严重的质量安全隐患和损失。
本⽂通过对深圳灰岩地区多个深基础施⼯成败经验的，提出⼀些经验性意见。
1岩⼟⼯程地质状况 1.1地层分布 灰岩地区地层⼤致分布有：a.⼈⼯填⼟层（Qml）；b.冲洪积层：分布有粉质粘⼟、粉⼟、砂、砾等。
呈软塑⾄可塑状态，孔隙潜⽔量⼤，渗透性能好；c.残积层（Q.‘），由灰岩风化残积⽽成、⼀般为湿—饱和，流塑⾄可塑状态，与基岩的接触带部分由于潜⽔影响呈流塑状态；d，岩层：为灰岩（⼤理岩）、断层、裂隙、岩溶发育，基岩⾯溶沟溶槽等溶蚀现象严重。
1.2岩溶发育特征 灰岩地区的岩溶发育具有⼀定的，普遍表现为： （1）⾃上⽽下，由强变弱；基岩⾯上分布着溶沟、溶槽，浅部基岩岩溶发育较强，有的甚⾄呈串珠状⾃上⽽下分布，深部为古⽼溶洞，分布较少、暗河为古⽼溶洞连通⽽成。
（2）浅部溶洞充填物多，深部充填物少：充填物呈全充填⼀半充填⼀⽆充填，⼀般呈流塑—软塑状态： （3）构造裂隙发育，地下⽔活动频繁地⽅溶洞较发育。
1.3地下⽔特征 灰岩地区地—F—⽔按其贼存介质可分为三种类型，即a.赋存于冲洪积及残积层的孔隙⽔，渗透性强3b.赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙⽔，连通性好，⽔量丰富；c.赋存于构造断裂带中的裂隙⽔，连通性强。
2对基础的影响及应采取的措施 ２.1对持⼒层的影响及措施 由于灰岩地区冲洪积、残积层渗透性能好，在孔隙⽔丰富的情况下，⼟层的强度和深基坑的⽀护将⼤受影响，降⽔措施也易影响周边建筑的安全，同时⼟洞发育也会严重影响⼟层的稳定性，因此，在地下潜⽔丰富、⼟洞较发育的灰岩地区，不易采⽤天然基础。
由于岩溶的发育，若桩基础落在溶洞顶部、当顶板厚度达不到设计要求时，就容易造成严重的质量隐患。
各种蚀变及相关地质作用-18页精选文档
各种蚀变及相关地质作用围岩蚀变：指在热液矿床的形成过程中，围岩受到流体和热液的作用影响所发生的各种交代变质作用。
影响围岩蚀变的因素主要为热液或流体的性质、成分、温度、压力、围岩的性质和成分等。
围岩蚀变的种类很多，如矽卡岩化、云英岩化、钠长岩化和碳酸盐化等。
交代蚀变形成的围岩，成为蚀变围岩。
如云英岩、矽卡岩、钠长岩等。
由于一定的围岩蚀变常与一定类型的热液矿床相联系，并能反映热液矿床形成物理-化学条件。
因此围岩蚀变可以有助于阐明热液矿床形成过程的物理化学条件及矿床的成因等。
同时它又是重要的找矿标志。
蚀变围岩常具有分带现象，这是建立交代蚀变成矿模式的重要基础。
另外，某些蚀变围岩，如明矾石化岩、叶腊石岩、高岭土岩等本身就是非金属矿产。
蚀变作用：泛指岩石、矿物受到热液、地表水、海水以及其它作用的影响，产生适合新的物理-化学条件下新的矿物或矿物组合的过程。
围岩蚀变、化学风化和变质交代作用，都属于蚀变作用的范畴。
蚀变围岩：在热液作用下，使矿物成分、化学成分、结构、构造发生变化的岩石，由于他们经常见于热液矿床的周围，故称为蚀变围岩。
一定的热液矿床常与某些类型蚀变围岩共生。
因此，蚀变围岩不仅是研究热液矿床成因的重要标志，也是重要的找矿标志之一。
某些特殊的蚀变围岩，如明矾石化的火山岩本身就有开采利用的价值。
褪色作用：指在热液作用影响下，导致岩石中的深色矿物消失，铁镁组分淋失，使得原来岩石变成浅色的蚀变作用。
碱质交代作用：内生含碱质（如钾和钠）的成矿溶液对围岩所进行的各种交代作用。
在这种作用过程中，形成由碱性长石（钾长石、钠长石）、碱性角闪石、碱性辉石、云母、方柱石、霞石等碱性硅酸盐矿物组成的交代蚀变岩石，表现出碱质在溶液及其交代过程中的积极作用。
根据碱金属的不同，可分为钾质交代和钠质交代两大类。
钾质交代，包括钾长石化、云母化、云英岩化、绢英岩化等；钠质交代，包括钠质辉石化、钠质角闪石化、钠长石化、钠长-更长石化、霞石化、方柱石化及部分沸石化等。
中关铁矿帷幕注浆后基建期突水因素剖析及防治措施
中关铁矿帷幕注浆后基建期突水因素剖析及防治措施蒋兵辉;刘殿凤;韩贵雷;于同超【摘要】中关铁矿矿区地下水具有丰富的动、静储量,矿区水文地质条件极为复杂.鉴于此矿山治水采用帷幕注浆的方案,目前中关铁矿正处于基建期,虽然注浆帷幕治水方案切断了大部分矿区内外水力联系,但是仍然存在突然涌水的危险源和诸多的突水因素.文章详细论述了目前矿区存在的突水因素,并提出了相应的防范措施,为中关铁矿基建期安全生产提供参考.【期刊名称】《矿产勘查》【年(卷),期】2010(001)006【总页数】5页(P525-529)【关键词】帷幕注浆;疏干放水;矿井;中关铁矿【作者】蒋兵辉;刘殿凤;韩贵雷;于同超【作者单位】华北有色工程勘察院有限公司,石家庄,050021;华北有色工程勘察院有限公司,石家庄,050021;华北有色工程勘察院有限公司,石家庄,050021;华北有色工程勘察院有限公司,石家庄,050021【正文语种】中文【中图分类】TD7450 引言河北钢铁集团矿业公司中关铁矿位于河北省沙河市白塔镇中关村附近，北距邢台30 km，南距邯郸37 km。
矿体南北长2000 m、宽800 m左右、平均厚度38.0 m、最大厚度193.06 m、埋深300～700 m、总储量9345万t。
矿床埋藏较深，含水层奥陶系中统石灰岩为其直接顶板，该含水层厚度大、分布广，富水性强，矿区地下水具有丰富的动、静储量。
矿区水文地质条件较为复杂［1-3］。
为了有效保护地下水水资源环境，实现矿产资源的合理开发，采用帷幕注浆治理地下水，目前矿山正处于基建期，4条竖井同时在施工，平巷尚没有开拓，注浆帷幕主体已施工完毕。
虽然堵水帷幕有效切断了矿区与外界的水力联系，但帷幕内仍然赋存有大量静态水，由于水文地质条件复杂，仍然存在产生突水的多种因素，为保证矿山基建时期安全生产，进行突水因素分析，制定防范措施是非常必要的。
1 中关铁矿地质条件1.1 地层本区地层由老至新有太古宙、中上元古界、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界石炭二叠系、古生界三叠系、新生界第三系和第四系。
关于铁矿注浆问题的一些解答
关于铁矿注浆问题的一些解答关于铁矿注浆问题的一些解答一、每个孔的多次注浆时标准是否一样？注浆结束标准是什么？各注浆孔段结束注浆的标准，主要用两个指标来衡量，一个是达到最终吸浆量，即注浆结束时的允许吸浆量；另一个是达到注浆终压并有一定的延续时间。
从理论上讲，最终吸浆量越小越好，最理想的情况是注到完全不吸浆，或者注浆后岩层吸水率达到0.05L/min*m*m的标准。
二、是否注浆前每孔都要进行压水试验？注浆前压水试验目的是什么？下好止浆塞后，应做压水试验，其目的有三：1、检查止浆塞的止浆效果；2、把裂隙中的充填物推到注浆范围以外，以保证浆液充塞的密实性和胶结强度；3、测量钻孔的吸水量，进一步核实岩层的透水性，为注浆选用泵量、泵压和确定浆液的配比提供参考数据。
采用单一水泥注浆时，通过注浆前的简易压水试验，进行岩层吸水率的计算，分解岩层吸水率选择水泥浆浆液的初始浓度。
三、司家营地区的地质条件的特殊性对造孔的要求如何？怎么样做好注浆孔防偏？1、钻头规格要合乎标准，出刃要一致，禁止使用变形钻头。
岩芯管、加重杆和钻杆要直，不用弯曲、变形的钻具；2、钻进中，注意根据岩层软硬的变化调整钻压、钻速。
为确保钻具呈垂直状态，由软岩变硬岩时，要及时采取减压、慢速钻进；由硬岩变软岩时，可用减轻压力不控制进尺的办法钻进；3、根据要求及时测量孔斜。
一旦发现斜度或其发展趋势超过设计范围，必须及时进行纠偏处理。
煤矿施工规范中规定一般基岩层段采取30m一测，在现场实际中我们适当提高频率，采取20m一测。
四、铁矿井筒地面预注浆的浆液类型是如何进行选择的，请简述注浆材料的特点。
铁矿井筒地面预注浆选用的注浆材料主要有单液水泥浆和粘土水泥浆两种。
单液水泥浆结石体抗压强度高，呈脆性、与岩石和裂隙的胶接强度高、浆液凝结时间可调。
粘土水泥浆是由粘土、水泥、水玻璃组成的悬浊液。
其特点是材料价格便宜，可就地取材，且该浆液悬浮稳定性好，抗水稀释性强，流动渗透性好，输送过程中不凝固，停止流动后很快具有塑性强度，有良好的抗震性、隔水性和耐久性。
中关铁矿堵水帷幕内外水位变化规律
中关铁矿堵水帷幕内外水位变化规律夏冬;袁雪涛;常宏【摘要】中关铁矿位于水文地质条件复杂、透水性强的奥陶系石灰岩中,该矿在井建期间一直受到严重的水害威胁.在详细分析矿区含水层特征、富水性变化规律及地下水运动特征的基础上,对中关铁矿堵水帷幕内外的水位随季节及年份的动态变化规律进行了分析.结果表明:帷幕内外地下水的动态变化规律不仅受区域地下水径流条件和季节更替的影响,还受帷幕本身及帷幕区域内井巷工程施工及疏干排水作用的影响.根据对矿区水文地质条件及帷幕内外水位变化规律的宏观认识,提出了矿井建设过程中的突水防治对策:工作面超前探水、修建蓄水水仓、矿坑内进行超阶段疏干及对地下水水位和矿井涌水量的持续观测等.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P31-35)【关键词】地下铁矿;堵水帷幕;水位变化规律;突水;防治对策【作者】夏冬;袁雪涛;常宏【作者单位】华北理工大学矿业工程学院,河北唐山 063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山 063009;华北理工大学矿业工程学院,河北唐山063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山 063009;河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司,河北沙河 054100【正文语种】中文【中图分类】TU853中关铁矿隶属于河北钢铁集团矿业公司,为该集团一大型优质铁矿山,该矿西为山区,东接平原。
批准的地质报告中,矿石的总储量为9 345万t,TFe的平均品位为46%,可供生产能力为260万t/a的矿山服务21 a[1]。
该矿区地处华北型奥陶系灰岩(简称奥灰岩,厚200～800 m)岩溶地区,矿区的地质条件、气候类型及地表水系的分布情况决定了该矿区不仅岩溶发育,而且地下水的动、静储量都十分巨大,且地下水的动态变化规律受季节及丰、枯水年份的影响显著,正常年份,矿区地下水的涌水量为12～16万m3/ d。
为保护地下水资源与水文地质环境,改善采矿作业条件,提高井下作业的安全程度,降低排水费用,采用全封闭的注浆堵水帷幕堵截地下水是解决上述问题行之有效的技术措施之一。
中关铁矿地下水化学组分演变特征分析
中关铁矿地下水化学组分演变特征分析
庞旭静;杨智淇;王俊鹏
【期刊名称】《水资源开发与管理》
【年(卷),期】2024(10)4
【摘要】为探明中关铁矿在进行建设及开采时,地下水水化学组分受地下水流场变化及水-岩相互作用的影响程度,本文利用Piper三线图、聚类离子分析及离子比值图等分析手段,对中关铁矿地下水水化学组分演变特征进行研究分析。
结果表明:奥灰水的水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca·Mg型;混水为HCO3·SO_(4)-Ca·Mg型;岩体水为SO_(4)-Ca·Mg型。
奥灰水与岩体水中Ca^(2+)浓度变化最大,而混水中Mg^(2+)浓度变化最大;奥灰水与混水中HCO_(3)^(-)浓度变化最大,而岩体水中SO_(4)2-浓度变化最大。
其中,地下水中Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)是TDS值的主要影响因素。
该研究结果有助于深入研究铁矿区地下水系统循环过程,为地下水资源的管理、开发利用与保护提供依据。
【总页数】8页(P41-47)
【作者】庞旭静;杨智淇;王俊鹏
【作者单位】华北理工大学矿业工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV123
【相关文献】
1.娘子关泉岩溶地下水水化学特征分析
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4.中关铁矿地下水水化学特征简析
5.中关铁矿矿区地下水动态特征分析
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中关铁矿防治水综合治理措施
中关铁矿防治水综合治理措施摘要：中关铁矿通过采用表帷幕注浆堵水，井下疏干排水的“以堵为主，疏堵结合”的防治水方案，大大消减了矿区水源与外界水源的沟通，有利的保障了基建工程的施工。
井巷施工期间坚持采用“有疑必探，先探后掘”的方针，通过物探与地质分析法、地质雷达、红外探测方法相结合进行了地质预报，通过超前钻孔注浆堵水措施，确保了施工安全，提高了施工速度。
关键词：地下水、控制对策、应急预案地下水是自然地质资源的重要构成，处于岩层结构中进行流转，保持着岩土地质结构的稳定性。
随着地质结构改造的不断发展，地下水引起异常灾害问题日渐普遍。
尤其是异常水文运动带来的破坏作用，阻碍了工程建设规划与发展趋势。
为了减少地下水对施工工程的破坏，保证施工安全，确保工程决策的合理性和科学性，必须采取切实可行的防治水措施。
一、中关铁矿水文、地质条件中关铁矿处于矿山、綦村、新城三岩体之间，邯邢铁矿田的北端。
矿区范围为：东起小屯桥—三王村一线，西到矿山岩体东缘之显德旺、张沟一带，南起邑城，北至綦村岩体。
矿区为丘陵地形，地表被第四系覆盖，基岩仅局部裸露。
矿区含水层主要有第四系含水层组，石炭、二叠系砂页岩、薄层灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层，构造骨架为一走向北北东或北东，倾向南东的单斜构造。
矿体埋藏较深，埋深约300-800m，故施工难度较大，地下水对井巷工程施工安全威胁巨大。
二、中关铁矿防治水总体方案鉴于中关铁矿水文地质条件复杂，矿坑涌水量大，为保护水文地质环境，改善矿山作业条件，消除矿山安全生产安全隐患，总体方案采用地表帷幕注浆堵水，井下疏干排水的“以堵为主，疏堵结合”的防治水方案。
根据中关铁矿帷幕内各观测孔水位数据，目前中关铁矿帷幕内水位标高-152m~30m，局部已形成小范围的降落漏斗，但大部分水位仍处于高位，对开采构成安全隐患。
为确保中关铁矿顺利投产创造良好的施工作业环境，井巷工程必须坚持“有疑必探，先探后掘”的综合方针。
三、井巷施工期间的控制对策（1）文件、措施审核：正式施工前监理单位人员应复核承建单位施工资质及其有效性，审查施工单位的安全生产许可证；核查施工单位的安全生产体系，重点检查项目经理、安全经理及专职安全员的是否人证相符、是否持证上岗，确保其安全生产体系行之有效，并监督体系的不断优化；施工过程中根据“有疑必探，先探后掘”的方针，施工单位必须报送探水方案（措施），监理人员重点审核钻孔布置、注浆参数、钻孔工序及安全措施，并检查探注水的实施效果；经建设单位、监理单位、施工单位三方人员共同确认后方可开展下步井巷掘进工作；（2）井巷施工的防治水措施：井巷施工期间，在掘进前施工单位采用物探与地质雷达、红外探水仪相结合进行超前探测，（-华冶项目部以-260m水平掘进工作面，主井-260m水平副井联络巷掌子面为试验）提高了巷道超前地质预报的精度，探水成功率达80%以上。
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（ ）大 理岩 或结 晶碳 酸盐岩 带 。围岩为 碳酸盐 １
石亮亮 （９ ４ ） 男 ， １８ 一 ， 助理工程师 ，５０ １河北 省石家庄市裕华 ００２
区 汇通 路 ３ 。 ９号 ４ ４
２１ ０ ０年 １ ２月结 束 施 工 ， 成 帷 幕 施 工 方 案 设 计 的 完
裂隙岩溶发育， 大量钻孔资料证明， 钻孔平均裂隙率 在 ０ ０ ７左右 ， ．０ 岩溶 发育 不均一 ， 洞从几 厘米 到几 溶
米。
２ 蚀变 围岩 的成 因
中关铁矿 矿体 位 于邯郸一 邢 台矽卡 岩式 铁矿成
理 岩 为 主 ， 度 ２４ １ 厚 ２ ． ０～５ ９ ０ 平 均 厚 度 ８ ． ０ ｍ， ４ ６ １ 层 底平 均标 高 一 ８ ． ５ｍ。 １． ７ ｍ， ２ ０ ６
了钻 探施 工 的效 率 和 整个 工 程 的进 度 ， 了解 它 的形 成机 理 ， 悉它 的工 程特性 ， 指导蚀 变灰 岩孔 段 的 熟 对 钻探 、 注浆 工作 有很 大 帮助 ， 同时 可 以保 证 高 质 量 、
工 中涉及 到 的地 层分 布情况 大致 分 为 以下 ４类 。 （ ）第 四系。表 层有 １ 左右 的砂砾 石层 ， １ ０ｍ 中
岩 本身 岩体结 构 较 为均 一 化 ， 其 周 围岩 体 由于热 但
液上升 时 的冲击、 压作用 ， 挤 岩体 结构较 破碎 。 不 同阶段 的蚀 变 作用 在 时 间 上 有先 后 ， 空 间 上往 在 往 相互 叠加 ， 是 蚀 变 分 带 特 征 十分 明显 。综 合帷 但
市 白塔 镇 中关村 附 近 ， 中关 铁矿 埋 深 大 ， 量 大 ， 储 总
矿 区 主要 含 水 层 为奥 陶 系 中统 石灰 岩 ， 灰岩 石
储量 ９３ ５万 ｔ矿 区水文 地质 情况 复 杂 。为解 决 ４ ， 铁矿原 料 紧缺 问题 ， 北钢 铁集 团拟 开采 中关铁 矿 ， 河 并决定 采用 帷幕 注浆 的治水 方案 。为 保证 大水 矿 山 得 以顺 利 开采 ， 北 有 色 工程 勘 察 院承 担 了 帷幕 注 华 浆工程 。帷幕注浆 工 程于 ２０ ０ ８年 ５月正 式开 工 ， 至
。
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钻孔 反水 呈灰 色 、 黑 色 ， 探进 尺较 快 ， 之 其 水 灰 钻 加
±［ 广彳 ｌ Ｌ 工］ ｌ ｌ ｌ
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敏特性 ， 探过 程 中多诱 发井故 。 钻
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探技 术 要求 ， 探 采 用金 刚石 钻 进 、７ 钻 ０５ｍｍ绳 索 取 芯工 艺 ， 同时 钻进 过程 中 冲洗液 使用 清水 。
蚀 变灰 岩 强 度 、 形特 性 分 别受 蚀 变 程 度及 岩 变 石性 质共 同影 响 ， 现 为 ： 蚀 变 程度 的增 强 ， 压 表 随 抗
从上 表 中可 以发 现 ， ７个 注浆 孔共 ７段 压 水 在
试验 中， 吕容 值 均 小 于 １Ｌ ； 注 浆 实 际 效 果 看 ， ｕ 从 ７
行 取芯后 分 析 ， 到 蚀 变 灰 岩 的 化 学 成 分 ， 表 １ 得 见 。 蚀 变灰岩 的物 理性 质 和 化 学成 分 ， 决定 了它 在 本 工 程 中 的特 性 。
２ ４ Ｏ０ ９ Ｈ
． ．
６ ２ ８． ０ ９ ５ ４ ７ ０． ０ １ ８ ６ ５ ４ ８ ２ ２． ０ ３． ０ ５ ２ ． ８
（） １ 物理 性 质 。颜 色 较 杂 ， 般 呈 灰 绿色 、 白 一 灰 色， 岩芯硬度 极低 ， 呈块 状 ， 数 呈 碎屑 状 ， 多 少 手可 掰
部 杂 色粘 土为主 ， 夹杂 着粉 细砂层 ； 部 以含 粘土碎 下
石层 为主 。厚度 ３ ５—１０ ｍ， 均 厚 度 ７ ． ２ｍ， ２ 平 ２ １ 层 底 平均 标高 ＋１ ９ ７ ５ ．２ ｍ。 （ ）石 炭一 二叠 系 。岩性 主要为砂 、 岩 ， ２ 页 厚度
变 化 较 大 ， 部 缺 失 ， 大 厚 度 ７ 平 均 厚 度 局 最 ０ ｍ， ２．０ｍ， 底平 均标 高 ＋１５５ ４２ 层 ３ ．２ｍ。 （ ）中奥 陶系 。岩性 以石 灰 岩 、 晶 灰 岩 和大 ３ 结
Ｉ 举ｔ 、
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（） ３ 蚀变 破 碎 带 的 可 注 性 。根 据 工 程 需 要 ， 要
’辞
．
对地层经行压水 、 注浆工作 ， 封堵地层裂隙 ， 以达到
堵 水 的 目的 。有 代 表 性 的孔 段 （ Ｋ ７ Ｚ １７～Ｚ ２ １ 注 Ｋ０）
浆 情况 统计 见表 ２ 。
表 ２ Ｚ １７一Ｚ ２ １孔 段 注 浆信 息 Ｋ７ Ｋ０
石 等矽 卡 岩 。
２ １ 年 ８月第 ８ ０１ 期
聚力为主 ， 变程度 的增加 ， 的弱 化作用增 强 。 随蚀 水 按照技 术要求 ， 帷幕 注浆 工程 中要 用清 水 钻进 ， 清水 比重小 ， 无法对井壁提 供足够 的支撑力 。使用 泥浆 以
及其他 形式 的冲洗 液进行护壁 ， 会在一 定程度 上添堵 岩石裂 隙 ， 影响 注浆效 果 ， 因此不 能使用 。 （ ） 变破 碎带 的可 钻性 。根 据 中关 铁 矿 的钻 ２蚀
符合上 述规 律 ， 图 ｌ 见 。
Ｚ Ｋ２ ０１ Ｚ １ Ｋ ９５ Ｚ １ ５ Ｋ ８ ＺＫ １ ７ ７
Ｊ ｌ Ｉ ｌ ｌ ｌ ｌ Ｉ ｌ
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强度 、 抗剪强度及模 量值降低 ； 遇蚀变破碎带时 ，
； ｌ ｌ ｌ
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温度 由早期 到晚期 逐渐 降低 。温 度 的高低 直接 决定 了蚀变 的程 度 ， 合本 矿 区钻孔 资料 ， 结 认为 大理 岩或
结 晶碳 酸盐岩 蚀 变带钠 长石 化 、 卡岩 化程 度充 分 ， 矽 并 把奥 陶系蚀 变岩 定名 为蚀 变灰 岩 。
３ ｋ ７ ７１ ４ １７２ ．９
高效 率地 完成项 目施 工 。
１ 工 程 背 景 及 矿 区 地 质 情 况
１ １ 工程 背景 ．
（ ）燕 山期 闪长 岩 。技 术要 求 的终 孔底 板 。岩 ４ 芯 形态 为块状 ， 硬性脆 ， 含主要 矿物 成分 有角 闪 质 所
石、 正长 石等 。
河北 钢铁集 团矿 业公 司沙河 中关 铁矿 位于 沙河
摘
鉴。
要 以 中关铁 矿 帷幕 注浆工程 为 背景 ， 邯 邢地 区蚀 变灰 岩 的成 分 、 性 、 因进行 了描 对 特 成
述 和 总结 ， 分析 了蚀 变灰 岩地 区岩 性对钻 探 、 注浆 的影 响 ， 获得 的经验 可为 本 区及 同类 工程提 供 借
关键 词 帷幕 注浆
蚀 变灰 岩
大致成 正 比关 系。 经过 分 析 ， 为 中关 矿 区 内蚀 变 认
帷幕 注浆钻 孔 需 穿 越第 四系 、 炭 系 、 叠 系 、 石 二 中奥 陶系 、 山期 闪长 岩 ， 中包 括 蚀变 灰 岩 带 、 燕 其 断 层带 、 破碎 带等地 质 情 况及 水 文 情 况 复 杂 的关 键 地 层 。奥 陶系蚀变 灰 岩 是工 程 中少 见 的软 弱 岩 类 ， 钻 孔钻进 及 注浆施 工难 度大 。我们 把 中关矿 区帷 幕施
钻探
帷幕 注浆施 工 时钻探 揭露 矿 区地层情 况较 为 复
杂， 钻探施 工难 度最 大 的孔 段是 中奥 陶系 灰 岩地 层 发 育 的蚀 变破碎 带 。蚀变 灰岩 形成 的蚀 变带深 度从 十几 米到 几十米 ， 度不一 ， 围覆 盖整个 矿 区 。由 宽 范 于蚀 变灰 岩孔段 是 事 故 多发 位 置 ， 大 程度 地 影 响 很
Ｓｅｉ ｌＮｏ ５ ｒａ ． ０８ Ａｕ ｕ ｔ２０１ ｇ ｓ． １
现
代
矿
业
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总 第５８ ０ 期 ２ １ 年 ８月 第 ８期 ０１
中关 铁 矿蚀 变灰 岩 特性 及对 钻 探 、 注浆 的影 响
石亮 亮 王利 飞
（． １ 华北有 色工程勘察院有限公司 ；． ２ 中佳勘察有限公 司）
３ 蚀 变 灰 岩 的成 分 及 特 性
３ １ 蚀变 灰岩 成分 ．
５ ｋ１ ５ ２ ３ １ ８ ６ ５ ８ ． ２ ２ １ ０
－ ． ．
１ ９ ２ Ｏ． ５ ７ ３ ２ ． ｌ Ｏ． ４ ｌ ２． ９ ８． ５ ５ ０ ２ ４． ６ ４ ３ ３ ７ ０
６ ｋ ８ ７ ３ － １ ｌ９ ２ ７ ５ ６
ｌ
一
—
㈣ 。
图 １ Ｚ １ ７—２（ ０ Ｋ７ Ｉ １孔 段 地 层 剖 面 ２
譬 号蚀 灰蚀 灰 浆 深 长段 容值 孔 变 变 注／ 度 注度吕 岩 度岩 度 段 深 厚 ｍ 浆
／ ｍ
１ ｋ９ ３ ４ ｌ７ ２９ ４
．
第四 地 匡 石 二 系 层； 一 奥陶 系 层； ｜一 炭 叠 地 圜 中 系石 灰岩地 一蚀变 层； 破碎带； 医 一矽卡岩 ； 霆一磁铁 矿带； 一闪 长岩 不 同阶段 的蚀 变作 用 温 度也 不 相 同 ， 常蚀 变 通
７ ｋ ９ ２ ５３ １ ｌ １ ４８ ７ ．
２
．
－
９ ９
３ ． ８ ２ ４． ７ ０ １ ３ ４ ０－ ０ ２ ． ９ ８ ２ ６ ７ ３ ２． ９ ７． ２ ２ ９ ８
碎； 胶结物为钙质 ， 含少量黄铁矿 颗粒和石 灰岩碎块 。
（） ２ 化学成 分 。把蚀 变 程 度 较 为充 分 的孔 段 进
矿带 ， 铁矿 体空 间上 主要 赋存 于燕 山期 闪长二 长岩
注浆孔 、 测孔 、 观 检查 孔 、 密孔共 ３ ０个 ， 中最 深 加 ６ 其 孔 ８ ０ ｍ， １ 总钻探 进尺 达 ２ Ｏ万 ｍ。