化学注浆技术在望儿山金矿防治水中的推广应用

化学注浆技术在望儿山金矿防治水中的推广应用

刘壮

山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿山东省莱州市261400

摘要：望儿山金矿床位于焦家断裂上盘望儿山断裂带内。矿区20中段避灾硐室在施工过程中揭露多道导水构造，导致避灾硐室涌水较大，无法正常投入使用。并且随着导水构造揭露后该中段涌水量剧增，给矿区排水带来较大压力，增加了矿区排水费用。化学注浆技术若能起到有效作用，那么20中段避灾硐室就能正常投入使用，降低矿区排水成本，减小矿区排水压力，同时将为其他区域起到良好的示范效果。

关键词：构造；涌水；化学注浆

1.区域地质背景

图1、区域地质简况

2、矿床水文地质特征

自2000年以来，经过对望儿山矿区开拓过程中水文地质条件研究，总结望儿山矿区水文地质条件如下：

1.西部隔水边界焦家断裂为矿床西部隔水边界，因为焦家断裂成矿后表现为压扭性断裂，主构造面相对封闭，隔水性好。西侧上盘主要是片理发育的变质岩系，东侧则主要是脆性较大的花岗岩体。焦家金矿涌水量小，平均氯离子浓度较高；望儿山金矿涌水量大，平均氯离子浓度较低。

2.东部隔水边界望儿山断裂（F1）为矿床东部隔水边界，其为焦家断裂的一条支断裂，与焦家断裂延伸方向相近，成矿后总体表现为压扭性，主构造面相对封闭，隔水性较好。矿坑涌水主要来自上盘，而下盘为较完整的黑云母花岗岩，涌水量不大，且易于疏干。

3.北部隔水边界望儿山金矿北2km的河西金矿，开拓深度750m，竖井日出水量不到1000方。2005年4月份的新城金矿水文孔观测水位-340m，比本矿同期井下水位低（-250m），说明本矿北部不远是分水岭（零流量边界）。

4.南部无明显边界根据地表和钻孔水位长期观测资料所作的等水位线图来看，矿井疏排水形成的降落漏斗长轴延伸向南，说明矿井南部为来水方向。

3、20中避灾硐室涌水特点

望儿山20中段避灾硐室工程主要揭露三道近SN向导水构造破碎带，构造带由一系列密集的张性破裂面构成，裂隙形态多不规则，延伸较短，当被揭露时，往往形成宽0.1-0.3米的裂缝，构成出水点。且三道导水构造之间张性节理极为发育，岩石较为破碎，顶板淋水较大。该区域稳定涌水量约95m3/h，水温24.5℃。

4、注浆方法的选择

该次注浆区域核定工程量为64平方米，稳定涌水量约为95m3/h。

本次注浆区域涌水量大、节理、断裂等构造较为发育、岩石破碎的特点，与20中段南翼富水区域地质情况较为相似，通过对20中段富水区域化学注浆实验效果与以往水泥注浆效果对比，同时也为了将化学注浆技术在矿山防治水中进行推广应用，本次注浆试验选择进行化学注浆。注浆材料为非水溶性弹性聚氨酯材料。

化学注浆在矿山涌水治理中的优势

1，化学注浆设备及注浆材料简洁轻便，便于携带运输，可减少设备和材料的下放及运输成本，节约设备、材料倒运时间。

2、注浆材料多为桶装，便于注浆材料在施工现场的存放。

3、化学注浆膨胀性较好，堵水效果好，凝固时间可控。且化学材料较强的膨胀性能使岩石之间压力增大，加强岩石的牢固性，改善岩石条件。

5、工程完成情况及涌水量变化观测

1、工程完成情况

本次注浆工程施工工期为20日，工程施工前、后施工现场均进行了严格的把关验收。注浆区域均进行了注浆区域边界标定，现场进行了涌水量的测定。本次注浆工程结束后核定注浆面积为64平方米。注浆结束后注浆区域内涌水量明显减少，注浆堵水效果显著。

图2、注浆前20中段避灾硐室涌水情况

图3、注浆后20中段避灾硐室涌水情况

2、涌水量变化观测

本次注浆前后及工程施工期间，我们通过现场观察涌水变化情况进行了详细的涌水量观测记录。注浆前，该区域稳定涌水量约95m3/h，注浆后现场淋水约1m3/h，注浆区域内涌水量减少94m3/h。且注浆结束后，经过两个月现场观测，该区域涌水情况未出现异常。

6、项目经济效益评价分析

项目的经济效益评价主要考察项目投资、直接经济效益、社会效益。各项相关计算参数按照矿2017年度实际生产情况及设计指标选取如下：

1、直接经济效益

该项目完成后，通过对涌水量观测现场涌水量减少94m3/h。每天减少排水量2256m3。20中段水泵功率800kw，水泵流量720m3/h。15中段水仓水泵功率为1400kw，水泵流量580m3/h。按工作效率80%计算，20中段每天单台水泵抽水时间减少5h，20中段每天单台水泵抽水时间减少6.2h。

每日节省电量Q=5×800+6.2×1400=12680度。

按2017年生产用电平均单价0.63元/度计算，

每日可节约排水成本=12680×0.63=9468元。

2、项目社会效益

（1）确保望儿山矿区20中段避灾硐室正常投入使用，增强矿山抗风险能力。

（2）降低矿区排水成本，减小矿区排水压力。

（3）项目将化学注浆技术进一步在矿山防治水中进行推广应用，为矿区深部中段涌水治理工作积累了经验，同时也为同类地质条件下的矿山涌水治理工作提供理论参考和实践依据。

参考文献：

[1]郑玉斌，郭林，邱建新等.瞬变电磁法在富盛煤矿探放水中的应用[J]，科技之友2009（7）：23-24.