谈帷幕注浆技术在矿山防治水中的应用

谈帷幕注浆技术在矿山防治水中的应用
2山东盛鑫矿业有限公司
摘要：帷幕灌浆是浆料技术，它使用液或气压将浓度预计的特殊灌浆孔将固
化浆料，并将其压入特定的岩层中。

其目的是提高材料中所用材料的物理力，以
满足各种设计的要求。

采用通用幕帘注浆减少排水和防止矿山坍塌是可行和经济的。

在缺水严重，应促进采矿企业的发展。

帷幕注浆是保护大型矿物中水的非常
有效的方法。

本文首先从水文调查入手，通过分析带有帷幕注浆的地质情况，以
利于以后的开采和生产。

关键词：帷幕注浆；防治水；水文地质调查
采矿业在经济和工业中发挥着重要作用。

但是，矿山防排水始终是矿山发展
的障碍，特别是在岩溶充水。

矿山防排水问题至今未得到解决，其成本提高，矿
山经济性降低。

造成事故和财产损失；环境受到影响，导致断流泉水、干涸水井、塌陷地面和公共损害。

帷幕注浆技术是一种控制大量涌水的技术创新。

我国注浆
技术的研究与应用始于1950年代初。

1970年代，岩溶发育发展中修建高坝，采
用帷幕注浆。

多年来帷幕注浆已广泛应用于水利、建筑、铁路、矿山等领域。

一、帷幕注浆技术的发展历史及研究现状
注浆技术是岩土工程的一个分支。

这是一项范围大、实用性强的技术措施。

该技术采用浆液配比，通过钻孔将浆液按一定比例注入地层或岩层空间，使其膨胀、固结或固化，以加固地层或防止渗堵漏。

注浆加固技术在防止大坝渗漏、矿
井堵水、硐室支护、地基加固等方面发挥了重要作用。

矿业在中国经济和工业中
发挥着重要作用。

一旦地下水在开采过程中排出，就会导致断流泉水、干涸水井；地下水位下降导致砂化土质，生态环境影响。

土壤沉降也会导致人员和财产的安全。

矿业公司应积极推广新的水控制技术，降低矿井水风险，保护水环境，保持
区域可持续发展。

注浆帷幕可将矿区与周边区域隔开，阻断与水管理的联系，仅
抽取矿区地下水，减少对区域水环境的影响，确保矿山安全生产。

积极控制地下
水，促进国民经济发展。

经过近30年的工程实践，我国帷幕注浆技术日趋成熟，堵水技术已达到国际先进水平。

一批矿井水处理工程已顺利完成，帷幕注浆堵水
效果良好，水资源和环境得到保护。

节约排水成本，显著降低矿石生产成本。

从
现场地质条件分析、地下水入渗数值模拟、注浆过程关键技术控制、检测等方面
来看，每个矿山各有千秋值得探讨方面不少。

1.
帷幕注浆
1.理论。

多年来，我国研究人员提出了各帷幕注浆理论和技术。

研究了裂隙
岩体网络的注浆渗流规律和破碎岩体注浆放大本构模型。

通过绘制成功树，分析
了岩体连接理论的可靠性，研究了连接加固后破碎岩体的力学性质。

帷幕注浆技
术的实质是通过地质勘探孔和注浆孔将水中固化的污泥压入含水层（裂缝、孔隙
和溶洞）。

经填筑、压实、固化后，在主道段形成相对帷幕状的防渗区，以减少
涌水量。

2.性能。

帷幕注浆通常沿含水层的走向或倾斜方向进行，并在矿山正常和动
态产水条件下进行。

帷幕注浆具有材料消耗大、无需高强度计算浆液结石特点。

3.分类。

接底式。

注浆孔必须深入含水层底板，含水层深度不得小于5m。

适
用于厚度较低、渗透性相对均匀的含水层。

上板和下板之间的完全密封解决了深
循环绕流的问题。

堵水率一般较高，但钻井量较大。

悬挂式。

注浆孔只进入穿透
强含水和弱透水范围，钻探工作量很小。

在设计堵水率范围内，可以缩短施工时间，降低施工成本，但深部绕流存在。

地面注浆帷幕。

在地面上进行灌浆、压浆
和注浆孔钻孔，适用于埋深不超过150m的含水层，无效钻孔占总材料的一小部分。

大型钻机和设备具有操作简单、效率高、质量好的优点，但有效钻井长度相
对较短，尤其是含水层较薄时。

井下注浆。

均在井下巷道硐室中造浆、压浆和注
浆进行，钻孔有效入渗高，裸露含水层快速准确，注浆效果直观，但需要增加竖
井和巷道开发投资，大型设备不能用于钻孔和灌浆。

4.影响因素。

详细确定矿区的水文地质条件、含水层注浆的埋藏分布条件及
其水文地质性质（厚度、产状、岩溶破裂率、渗透系数、连接特征、防水位置和
性能）；注浆设计方案；帷幕注浆施工；位置、布置和结构参数；注浆材料；施
工设备。

5.监测、检验技术。

注浆施工是隐蔽工程的一部分。

质量控制主要依靠对施
工过程的监控，质量控制主要依靠各种检测方法。

传统的控制模式。

主要有流量
控制方法、压力控制方法和其他灌封方法监测技术。

它可以动态跟踪和监测注射
过程中的流量和压力变化，积累了大量的测量数据，但没有令人信服的证据来解
释和指导设计。

6.通过抽水试验，得出了帷幕区水量的变化值，并计算了堵水率；通过测量
帷幕隧道内的水位和帷幕两侧的水位差来分析注浆效果。

堵水率越高，水位差越大，注浆效果越好。

X射线和电磁波是一种层析成像技术，用于检测剖面中大型
岩溶裂缝的具体位置和范围，并检测帷幕注浆的质量。

对比表明，注浆后无明显
的岩溶裂隙发育带，表明施工质量可靠。

三、帷幕注浆存在的问题
1.帷幕注浆技术是一门基于经验的科学，涉及多学科、多技术。

它在理论上
还不成熟，尤其是矿井注浆。

由于每个矿山的条件不同，没有多少经验可供学习。

2.厚岩层帷幕施工应尽量切断矿层附近的地下水。

该幕墙轴线长，防渗深，
质量要求高，灌浆材料多，工程量大，施工成本高。

3.帷幕灌浆为地下工程。

与地面技术相比，它具有独立、隐蔽、复杂、风险
和速度性等特点。

由于地下条件的复杂性和可变性，实际工程量，尤其是灌浆数量，通常与施工有很大差异。

4.完成注浆后，仅阻断帷幕外的主要地下水补给通道。

帷幕中的地下水位仍
然很高，这并不能消除采矿和采矿期间的进水风险。

5.注浆技术的投资和效果难以估计。

6.对矿井防水有紧急要求，但注浆必须以正常速度进行一段时间（取决于项
目规模），不能满足矿业公司的时间要求。

7.注浆是一项复杂的系统技术。

如果现场没有经验丰富的技术人员进行操作，可能会出现冒串浆、突然压降、陡降等情况，影响整个施工时间和施工质量。

8.由于注浆材料在该层中的隐蔽扩散，很难直接评估接注浆堵水效果。

9.流量和压力随时间波动。

仅通过总堵水量或最终压力来控制其过程是不科
学的。

虽然帷幕注浆技术已经得到应用，但注浆理论研究还比较滞后，不能满足注
浆技术的需要。

岩石破裂是在自然条件下形成的不规则破裂面。

其不规则性对污
泥渗流过程有很大影响。

裂纹的分布和表面性质是随机的，服从一定的随机分布
规律。

目前，国内外对幕墙注浆的研究还不够，理论基础也不够充分，难以在实
践中应用。

影响幕墙注浆效果的因素很多，受实际工程的影响很大。

岩体结构、
注浆材料和帷幕注浆之间的比率不能简单地通过增加堵水率来测量。

参考文献:
[1]周良.攸县矿山地质灾害及其防治对策[Ｊ].湖南地质,2020,20(3).
[2]陆瑞.采矿手册6[Ｍ].冶金工业出版社,2020.5.
[3]白涛.帷幕注浆技术在大水矿山治水中的应用[Ｊ].石家庄铁道学院学报(自然科学版),2019,3(1).
[4]李波.济南张马屯铁矿帷幕注浆堵水工程简介[Ｊ].山东国土资
源,2019,7(67):89～91.
[5]曾娜.水口山铅锌矿鸭公塘矿区大型帷幕注浆治水工程技术的应用[Ｍ].
中国有色冶金,2019(12):55～60.
[6]郝修斌.基于岩体注浆理论的可靠性分析[Ｊ].东北大学学报(自然科学版),2019,20(2):159～161.
[7]杨雄年.注浆理论的研究现状及发展方向[Ｊ].岩石力学与工程学
报,2020(6):839～841.
[8]冯红贺.裂隙岩体注浆技术探讨[Ｊ].煤炭科学技术.2020,33(4):63～66.。