基于岩体宏细观特征的大型帷幕注浆保水开采技术及应用 论文

在地下水径流通道处建造帷幕注浆墙体是矿产资源开发与地下水资源保护的重要平衡手段。随着矿产资源开发强度和深度的增大，建造大型帷幕墙体面临钻探成本高、墙体内外水压差大、墙体截流率低等问题。针对这些问题，采用了受注介质宏细观特征分析的方法，从宏观上研究受注介质发育特征及水文地质条件，从细观上基于显微CT分析研究受注介质空隙发育特征和几何参数。通过宏细观结合综合分析，能够科学确定大型帷幕墙体的建造位置、钻探工艺、注浆材料的适用性配比选取以及注浆压力等关键问题。有关帷幕注浆技术的更多细节，可以参考《井下水文孔封堵及帷幕注浆技术》。

为了确保帷幕注浆的效果，我们还运用了放水试验、钻孔取芯和钻屑组分判断等手段对其进行全面分析和评价。研究结果表明：对于开度较小的裂隙，需要采用纯水泥浆液进行升压注浆充填；而对于含有较大空洞的岩溶地层，则可以在水泥浆液中掺入粉煤灰进行无压充填灌注。关于水泥浆液的具体配比和性能测试，可以参考《煤巷帷幕注浆施工技术》中提供的详细数据。

研究进一步指出，水固比为0.6、0.7、0.8、0.9的水泥浆液，以及水固比为2.0、1.0、0.8、0.6和对应粉煤灰掺量20%、20%和30%的水泥-粉煤灰浆液结石体的物理力学性质，均能满足帷幕墙体建造要求。帷幕墙体建造的最小安全厚度为7.84米，而适合浆液扩散范围和建造效率的注浆压力为4~6 MPa。相关的注浆压力分析可以通过《裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟》进一步了解。

最终，经检查孔检验，大空洞充填灌注所采取的浆液结石体试样的饱和抗压强度达到了设计要求，保证了帷幕墙体的稳定性和可靠性。有关大空洞充填灌注的更多实例，请参阅《大型烧变岩帷幕预注浆工程的即时检验技术》提供的案例分析。