專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種礦山帷幕注漿工程技術(shù)，尤其是礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，屬采礦
技術(shù)領(lǐng)域：
。帷幕注漿是指在礦山進(jìn)水通道上采用注漿的方法構(gòu)筑防水帷幕，以堵截地下水的一種防治水方法。利用帷幕注漿防治礦山地下水不僅可以提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境，而且可以消除大水礦山的安全隱患，目前該技術(shù)被大水礦山逐步采用。由于帷幕注漿工藝、技術(shù)還處于完善提高階段，其注漿孔的孔距，迄今尚缺乏科學(xué)準(zhǔn)確的確定方法，而注漿孔孔距是否合理將直接影響帷幕注漿的堵水效果或帷幕注漿的工程投資。帷幕注漿孔距過(guò)大將嚴(yán)重影響堵水效果，帷幕注漿孔距過(guò)小會(huì)加大工程投資，發(fā)生不必要的資金投入。一直以來(lái)，帷幕工程注漿孔孔距確定是按慣例及經(jīng)驗(yàn)取值10m，對(duì)10m孔距的理論依據(jù)和實(shí)踐效果均沒(méi)有詳細(xì)的論證。在施工過(guò)程中先按照10m孔距打孔注漿，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)注漿堵水效果決定是否增加加密孔，以保證注漿堵水效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，從而科學(xué)準(zhǔn)確的確定注漿鉆孔孔距，實(shí)現(xiàn)以最合理的投資保證注漿堵水效果。本發(fā)明所稱(chēng)問(wèn)題是由以下技術(shù)方案解決的—種礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，其特別之處是，它按照如下步驟實(shí)施a.確定帷幕厚度T:T=H/J。，式中H為最大水頭，單位m;J。為注漿材料所能容許的滲透比降；T為注漿帷幕厚度，單位m;b.求取帷幕墻滲透率q。通過(guò)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)按照下式計(jì)算帷幕墻滲透率q。=Q/LPt，式中q。為帷幕墻滲透率，單位Lu;Q為壓水滲入量，單位L;L為試驗(yàn)段長(zhǎng)度，單位m;P為試驗(yàn)壓力，單位mPa;t為壓水時(shí)間，單位min;根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢查孔q?！?.2Lu帷幕墻即可達(dá)到堵水目的，滿足質(zhì)量要求；c.確定漿液有效擴(kuò)散半徑R:根據(jù)試驗(yàn)注漿孔、檢查孔及上述帷幕墻滲透率q。，確定滿足q。條件的有效擴(kuò)散半徑R值；d.確定同一水平注漿點(diǎn)間距D。e.確定計(jì)算注漿孔距D:D=D。-2d式中d為鉆孔最大孔偏距，D、d的單位為m。上述礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，所述d步驟中鉆孔最大孔偏距d值確定如下鉆試驗(yàn)孔取得最大孔深和偏斜率，則鉆孔最大孔偏距d為試驗(yàn)孔偏斜率與孔深的乘積。
背景技術(shù)：
：上述礦山單排孔帷幕注槳鉆孔孔距確定方法，其特征在于所述a步驟中最大水頭H為幕外水位標(biāo)高H。與帷幕幕底標(biāo)高&之差即H=H。-Hlt)本發(fā)明方法基于目前帷幕注漿孔孔距確定尚缺乏科學(xué)準(zhǔn)確方法的現(xiàn)狀，提出一種礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法。本發(fā)明方法突破帷幕工程注漿孔孔距10m的施工慣例，結(jié)合帷幕注漿各項(xiàng)參數(shù)如帷幕厚度、漿液擴(kuò)散半徑、鉆孔偏斜率、帷幕滲透性能等，采用試驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法確定帷幕注漿合理的注漿孔孔距，實(shí)現(xiàn)以合理工程投入，達(dá)到最佳注漿堵水效果。試驗(yàn)表明，按照本方法確定的孔距注漿，其檢查孔滲透率均可達(dá)到要求，質(zhì)量檢測(cè)合格。本發(fā)明在保證帷幕效果的同時(shí)，可節(jié)約投資成本，縮短工期，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。圖1是最大水頭計(jì)算示意圖；圖2是檢查孔壓水試驗(yàn)示意圖；圖3是確定漿液有效擴(kuò)散半徑R示意圖；圖4是同一水平注漿點(diǎn)間距D。示意圖；圖5是注漿孔距D示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)合帷幕注漿參數(shù)如帷幕厚度、漿液擴(kuò)散半徑、鉆孔偏斜率、帷幕滲透率等，采用試驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合方法確定帷幕注漿合理的注漿孔孔距。所述方法按照如下步驟進(jìn)行(1)根據(jù)帷幕注漿材料、礦山靜水壓力計(jì)算帷幕厚度T:T=H/J。，式中H為最大水頭，單位m;J。為注漿材料所能容許的滲透比降；T為注漿帷幕厚度，單位m。參看圖l，最大水頭H為由測(cè)量得出的幕外水位標(biāo)高H。與帷幕幕底標(biāo)高&之差即H=H。-Hlt)J。為注漿材料所能容許的滲透比降，由于注漿材料普遍采用425硅酸鹽水泥，其Jmax在300以上，通常安全系數(shù)按照5取，則J。=Jmax/5，該值取60。(2)求取帷幕墻滲透率q。在試驗(yàn)注槳孔附近打數(shù)個(gè)檢查孔，通過(guò)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，參看圖2.根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)按照式q。=Q/LPt計(jì)算帷幕墻滲透率，式中q。為帷幕墻滲透率，單位Lu;Q為壓水滲入量，單位L(升)；L為試驗(yàn)段長(zhǎng)度，單位m;P為試驗(yàn)壓力，單位mPa;t為壓水時(shí)間，單位min。檢查孔q?！?.2Lu帷幕墻即可達(dá)到堵水目的，滿足質(zhì)量要求；(3)確定漿液有效擴(kuò)散半徑R:根據(jù)試驗(yàn)注漿孔，試驗(yàn)檢查孔距離和帷幕滲透率q。值，確定滿足q。條件的有效擴(kuò)散半徑R值，如圖3所示。(4)根據(jù)漿液有效擴(kuò)散半徑R、帷幕厚度T，確定同一水平注漿點(diǎn)間距D。，如圖4所(5)據(jù)鉆探試驗(yàn)孔測(cè)偏斜率，確定鉆孔最大孔偏距d;注漿孔打孔過(guò)程中由于地質(zhì)因素不可避免的會(huì)出現(xiàn)偏斜，因此需要確定鉆孔最大孔偏距。根據(jù)測(cè)試驗(yàn)孔的最大孔深和偏斜率計(jì)算鉆孔最大孔偏距d，d為試驗(yàn)孔偏斜率與孔深的乘積。4(6)計(jì)算注漿孔距參看圖5，注漿孔距D=D。-2d。以下給出幾個(gè)具體的實(shí)施例實(shí)施例1:中關(guān)鐵礦西帷幕線1.帷幕厚度T:中關(guān)鐵礦西帷幕外預(yù)測(cè)幕外水位標(biāo)高H。為+100m，西帷幕幕底標(biāo)高&為-250m，最大水頭H=H。-H!=100-(-250)=350m，注漿材料為425硅酸鹽水泥，滲透比降J。=60，T=H/JO=350/60=5.8m。2.施工檢查孔求取帷幕滲透率打施工檢查孔2個(gè)，試驗(yàn)參數(shù)及滲透率q。值如下孔號(hào)半徑R(m)試驗(yàn)段滲水量Q(L)段長(zhǎng)L(m)壓力P(mpa)時(shí)間t(min)滲透率q0(Lu)Jl9Dl1433.451123.30200.194D22298.161493.27250.189D31184.32903.81180.192J211Dl4640.201203.45220.509D23040.111313.64160.398D31800.831023.81150.3093.Jl滿足帷幕質(zhì)量要求，既q。《0.2Lu，確定漿液有效擴(kuò)散半徑R4.同一水平注漿點(diǎn)距離D。9m。D2、U—=17.04m5.西帷幕線試驗(yàn)孔最大孔深450m，鉆孔偏斜率0.5%，孔偏距d=2.25m。6.注槳孔距D=D。-2d=17.04-2X2.25=12.54m由此確定西帷幕線鉆孔間距12.54m實(shí)施例2:中關(guān)鐵礦北帷幕線1.帷幕厚度T:中關(guān)鐵礦北帷幕外預(yù)測(cè)幕外水位標(biāo)高H。為+100m，北帷幕幕底標(biāo)高&為-180m，最大水頭H=H。-H!=100-(-180)=280(m)。注漿材料為425硅酸鹽水泥，滲透比降J。=60，T=H/JO=280/60=4.67m。2.施工檢查孔求取帷幕滲透率。施工檢查孔2個(gè)，試驗(yàn)參數(shù)及滲透率q。值如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>5.北帷幕線試驗(yàn)孔最大孔深460m，孔偏斜率0.5%，孔偏距d=2.3m。6.注槳孔距D=D0-2d=17.38-2X2.3=12.78m由此確定北帷幕線鉆孔間距12.78米。實(shí)施例3:中關(guān)鐵礦東北帷幕線1.帷幕厚度T:中關(guān)鐵礦東北帷幕外預(yù)測(cè)幕外水位標(biāo)高H。為+100m，東北帷幕幕底標(biāo)高&為-220m，最大水頭H=H。-^=100-(-220)=320m，注漿材料為425硅酸鹽水泥，滲透比降J。=60，T=H/JO=320/60=5.33。2.施工檢查孔求取帷幕滲透率施工檢查孔3個(gè)，試驗(yàn)參數(shù)及滲透率q。值如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3.J3滿足帷幕質(zhì)量要求，既q?！?.2Lu，確定漿液有效擴(kuò)散半徑R=8m。4.同一水平注漿點(diǎn)距離D。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>5.東北帷幕線試驗(yàn)孔最大孔深510m，孔偏斜率0.5%，孔偏距d=2.55nu6.注槳孔距D=D。-2d=15.08-2X2.55=9.98m由此確定東北帷幕線鉆孔間距9.98米。權(quán)利要求一種礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，其特征在于，它按照如下步驟實(shí)施a.確定帷幕厚度TT＝H/J0，式中H為最大水頭，單位m；J0為注漿材料所能容許的滲透比降；T為注漿帷幕厚度，單位m；b.求取帷幕墻滲透率q0通過(guò)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)按照下式計(jì)算帷幕墻滲透率q0＝Q/LPt，式中q0為帷幕墻滲透率，單位Lu；Q為壓水滲入量，單位L；L為試驗(yàn)段長(zhǎng)度，單位m；P為試驗(yàn)壓力，單位mPa；t為壓水時(shí)間，單位min；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，q0≤0.2Lu帷幕墻即可達(dá)到堵水目的，滿足質(zhì)量要求；c.確定漿液有效擴(kuò)散半徑R根據(jù)試驗(yàn)注漿孔、檢查孔及上述帷幕墻滲透率q0，確定滿足q0條件的有效擴(kuò)散半徑R值；d.確定同一水平注漿點(diǎn)間距D0<mrow><msub><mi>D</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mn>2</mn><msqrt><msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mi>T</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mrow>D0的單位為m；e.確定計(jì)算注漿孔距DD＝D0-2d式中d為鉆孔最大孔偏距，D、d的單位為m。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，其特征在于所述d步驟中鉆孔最大孔偏距d值確定如下鉆試驗(yàn)孔取得偏斜率，則鉆孔最大孔偏距d為試驗(yàn)孔偏斜率與孔深的乘積。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，其特征在于所述a步驟中最大水頭H為幕外水位標(biāo)高H。與帷幕幕底標(biāo)高&之差即H=H。-Hlt)全文摘要一種礦山單排孔帷幕注漿鉆孔孔距確定方法，屬采礦
技術(shù)領(lǐng)域：
，用于解決合理確定帷幕注漿孔孔距問(wèn)題。技術(shù)方案是，它按照如下步驟實(shí)施a.確定帷幕厚度T；b.確定帷幕墻滲透率q0；c.確定漿液有效擴(kuò)散半徑R；d.確定同一水平注漿點(diǎn)間距D0；e.確定計(jì)算注漿孔距D。本發(fā)明突破帷幕工程注漿孔孔距10m的施工慣例，結(jié)合帷幕注漿各項(xiàng)參數(shù)，采用試驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法確定帷幕注漿合理的注漿孔孔距，實(shí)現(xiàn)以合理工程投入，達(dá)到最佳注漿堵水效果。試驗(yàn)表明，按照本方法確定的孔距注漿，其檢查孔滲水率均可達(dá)到要求，質(zhì)量檢測(cè)合格。本發(fā)明在保證帷幕效果的同時(shí)，可節(jié)約投資成本，縮短工期，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。文檔編號(hào)E02D5/18GK101768958SQ20091026393公開(kāi)日2010年7月7日申請(qǐng)日期2009年12月30日優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日發(fā)明者孟凡偉,張素娜,李向杰,李貞芳,楊玉浩,梅寶峰,王憲朋,王清河,王盼盼,王鴻麗,謝安銘,高廣峰申請(qǐng)人:河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司;河北鋼鐵集團(tuán)沙河中關(guān)鐵礦有限公司;河北鋼鐵集團(tuán)有限公司