【正文】 。Tresca屈服準(zhǔn)則，當(dāng)注漿中帷幕隔水體產(chǎn)生屈服時(shí)，主應(yīng)力應(yīng)滿足下式： 將（510）式代入上式得： 將q=p代入上式得：注漿帷幕隔水體所承受的水壓與隔水體厚度的關(guān)系式： 式中： τ0—注漿帷幕隔水體的平均抗剪強(qiáng)度， MPa； h2—注漿帷幕隔水體厚度(注漿帷幕有效厚度) Lx、Ly—分別為研究單元區(qū)域的長(zhǎng)和寬，m；P—礦體頂板靜水壓，MPa；K—系數(shù)。計(jì)算得出：h2= 考慮安全系數(shù)K=4,則帷幕有效厚度h2= （3） 注漿帷幕的總厚度h的理論計(jì)算值 注漿帷幕總厚度h:h=h1+h2=+=29. 2m： 根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及理論計(jì)算，注漿帷幕的厚度在25m～，為可靠起見，注漿帷幕最終厚度取30m。在同類型的大水礦山業(yè)莊鐵礦也是采用井下帷幕注漿技術(shù)，其設(shè)計(jì)的注漿帷幕的厚度為20m，現(xiàn)帷幕注漿工程基本完工，正在對(duì)護(hù)頂?shù)V柱進(jìn)行回采，帷幕注漿效果很好，堵水率達(dá)100%。因此，我們認(rèn)為XX礦西部礦體頂板注漿帷幕的厚度定為30m是可行的，有安全保障的。6．頂板帷幕注漿方案的實(shí)施6．1頂板帷幕注漿的相關(guān)工程（1）解決礦山目前生產(chǎn)過(guò)程中冒落涌水的問題在實(shí)施穿脈水平探水鉆孔注漿工程之前，由于西部礦體12號(hào)礦房冒落產(chǎn)生350m3/h左右的涌水，不僅影響了周圍礦房的安全開采，而且加大礦山的排水成本，是礦山當(dāng)前必須解決的問題。對(duì)此，我們進(jìn)行了205m水平12112回風(fēng)巷冒落帶充填注漿工程設(shè)計(jì)，現(xiàn)引導(dǎo)水鉆孔已施工完，并進(jìn)行了關(guān)（放）水試驗(yàn)，這些鉆孔與冒落帶涌水的水力聯(lián)系較密切，下一步將進(jìn)行充填注漿工程。同時(shí)，與整體帷幕注漿方案相結(jié)合，布置一些探水注漿鉆孔，使之在205m以上大理巖含水層中形成30m厚的注漿蓋層，能有效地解決礦房頂板冒落涌水的現(xiàn)象。 255m3穿脈巷冒落涌水注漿處理：由于3穿脈巷的頂板冒落涌水是礦巖上盤破碎接觸帶中的涌水，如單獨(dú)進(jìn)行注漿加固處理，對(duì)下一步穿脈水平探水注漿的工程布置有一定程度的沖突；跟穿脈水平探水鉆孔注漿工程結(jié)合起來(lái)考慮，一同處理效果會(huì)更好。 （2）地面水位觀測(cè)網(wǎng)的完善截止目前，XX礦已建立了長(zhǎng)觀孔8個(gè)，孔號(hào)分別為CK9CK2CK15CK15LxLx2，LxLx4，其中LxLxLxLx4孔為XX礦建立，其余均為以前地質(zhì)勘孔。由于礦區(qū)礦床充水主要來(lái)源是西南及東北方向，但礦區(qū)西南、東北方向無(wú)地表觀測(cè)孔，缺乏地下水位觀測(cè)資料，經(jīng)與礦山的技術(shù)人員協(xié)商決定在礦區(qū)的西南、東北方向各設(shè)計(jì)布置一個(gè)地下水位觀測(cè)鉆孔，孔號(hào)為L(zhǎng)xLx6兩個(gè)鉆孔的位置在圖上已標(biāo)明，明年進(jìn)行施工。 觀測(cè)孔每隔7～10天觀測(cè)一次水位, 自2003年3月至今已積累了三年之多的地下水觀測(cè)資料，這些資料是分析了解地下水位變化規(guī)律的重要基礎(chǔ)資料。特別是在井下頂板帷幕注漿工程實(shí)施過(guò)程中，對(duì)帷幕注漿堵水的效果以及地下水水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的掌握有著重要的作用。充分利用現(xiàn)有的開拓巷道布置穿脈水平探水鉆孔，在沒有巷道經(jīng)過(guò)的地段，需要布置探水注漿聯(lián)絡(luò)巷道時(shí)，應(yīng)盡量布置在相對(duì)安全的巖層內(nèi)如礦體、閃長(zhǎng)巖，原則上在大理巖內(nèi)不施工巷道。由于255m分段水平以下還沒有采準(zhǔn)工程，探水注漿巷道的布置可結(jié)合采準(zhǔn)工程一起設(shè)計(jì)布置。根據(jù)西部礦體的水文資料和井下巷道的現(xiàn)狀，還需要在以下水平施工探水注漿聯(lián)絡(luò)巷道：255m、231 m、219 m和205 m分段水平，巷道具體的位置如各水平平面布置圖。利用井下采準(zhǔn)系統(tǒng)，在255m水平08礦房穿脈線垂直方向上布置聯(lián)絡(luò)巷道，巷道長(zhǎng)度方向與穿脈線方向垂直，巷道頂端距離大理巖含水層不小于10 m。（詳見205m至255m穿脈水平探水鉆孔注漿工程設(shè)計(jì)）（1）止?jié){“巖帽”厚度的確定 礦體頂板帷幕注漿的施工聯(lián)絡(luò)巷道和鉆注硐室大部分設(shè)計(jì)在頂板大理巖巖含水層內(nèi)，為防止出現(xiàn)大的涌水，在巷道和硐室掘進(jìn)前要進(jìn)行鉆孔超前探水注漿，確保施工過(guò)程中的安全。為此要在完整的巖體中或注漿體封堵好的巖體中，預(yù)留一定厚度的“巖帽”作為止?jié){墊。 “巖帽”厚度根據(jù)巖石的性質(zhì)、強(qiáng)度、水壓大小確定，本設(shè)計(jì)“巖帽”厚度確定為8m，并根據(jù)礦體頂板灰?guī)r允許抗剪強(qiáng)度按下列公式驗(yàn)算： 式中：P0—最大注漿壓力，MPa，取12MPa； D—止?jié){“巖帽”外接園直徑，； ［τ］—礦巖允許抗剪強(qiáng)度，取3MPa； （2）超前探水注漿 在擬定施工的探水聯(lián)絡(luò)巷道和鉆注硐室掘進(jìn)前，應(yīng)布置1～2個(gè)檢查鉆孔，鉆孔深度超過(guò)聯(lián)絡(luò)巷道、硐室設(shè)計(jì)深度5m，其目的是確定礦體邊界，進(jìn)一步了解大理巖巖溶裂隙發(fā)育及涌水情況。在確認(rèn)該穿脈線相對(duì)比較安全的前提下，方可掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)巷道和硐室。當(dāng)聯(lián)絡(luò)巷道施工到大理巖邊界附近時(shí)，應(yīng)停止掘進(jìn)，在聯(lián)絡(luò)巷道斷面上布置4～6個(gè)鉆孔進(jìn)行超前探水注漿。，均勻布孔，向外傾角為30～50，鉆孔開口口徑為127mm，鉆進(jìn)4m后，埋設(shè)孔口管，并安裝好高壓閥門等防噴裝置，然后采用108～75mm鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)，直至終孔。在鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到涌水或破碎巖石時(shí)，應(yīng)進(jìn)行注漿封堵或加固。（3）聯(lián)絡(luò)巷道淺孔注漿堵水：在擬施工的巷道斷面上，布置5~7個(gè)探水淺孔，鉆孔的深度為4m，孔徑38mm，進(jìn)行淺孔探水注漿。這是降低突水風(fēng)險(xiǎn)的最后一道防治水程序，必須認(rèn)真謹(jǐn)慎對(duì)待。 （4）探水注漿巷道控制爆破與支護(hù)由于各個(gè)分段水平的礦體邊界條件不是很清楚，部分探水巷道有可能揭露大理巖含水層，而且接觸帶附近的圍巖條件較差。因而掘進(jìn)施工時(shí)應(yīng)采用控制爆破技術(shù)，以減少爆破對(duì)圍巖的破壞，對(duì)于大的施工硐室，應(yīng)采用臺(tái)階式開挖，開挖一個(gè)臺(tái)階支護(hù)好后，再開挖下一個(gè)臺(tái)階，盡量減少硐室一次性暴露面。巷道硐室開挖后應(yīng)及時(shí)支護(hù)，在圍巖十分破碎的地段，還應(yīng)采用超前支護(hù)，以防出現(xiàn)塌方冒頂，從而杜絕因塌方而溝通大的含水巖溶裂隙，造成突水淹井。（1）鉆注硐室的布置：鉆注硐室設(shè)計(jì)在聯(lián)絡(luò)巷道內(nèi)，每隔10 m施工一個(gè)，是對(duì)措施巷道的左右邊邦分別進(jìn)行加長(zhǎng)加寬，高度不變。由于243 m水平已有一條聯(lián)絡(luò)巷道，只需在巷道內(nèi)每隔10 m施工一個(gè)鉆注硐室。（2）鉆注硐室探水、掘進(jìn)與支護(hù)：由于巷道空間有限和硐室加長(zhǎng)加寬尺寸較小，采用淺孔進(jìn)行探水注漿。在擬建硐室左右兩側(cè)圍巖上共布置5~7個(gè)鉆孔，鉆孔孔深為4m，孔徑38mm，兩邦的鉆孔向外水平傾角為3~5度、頂端的鉆孔向上仰角為3~5度、下端的鉆孔向下傾角為3~5度。鉆注硐室的掘進(jìn)與支護(hù)同聯(lián)絡(luò)措施巷道的掘進(jìn)與支護(hù)的技術(shù)要求一致。（1）探水鉆孔布置與施工在采準(zhǔn)巷道硐室中，布置與穿脈方向一致的水平鉆孔進(jìn)行探水注漿，大致按10m12m網(wǎng)度控制。每個(gè)穿脈巷道中原則上布置一個(gè)鉆孔，鉆孔深度為30～35m（以進(jìn)入頂板灰?guī)r的深度計(jì)算），鉆孔傾角為3～50，仰角孔。鉆孔施工由下而上，即先施工255m水平注漿孔，然后逐水平上移；在各水平穿脈上，09礦房以西按從東往西順序施工，09礦房以東按從西往東順序施工鉆孔（具體施工時(shí)應(yīng)結(jié)合采礦的先后順序進(jìn)行調(diào)整）。探水鉆孔開孔口徑為110mm，鉆進(jìn)4m后停鉆，然后埋設(shè)孔徑110mm長(zhǎng)4m的孔口管，待孔口管凝固后，采用91mm的鉆頭鉆進(jìn)，終孔口徑為75mm。當(dāng)一定區(qū)域（100～900m2）內(nèi)所有鉆孔（孔口安裝高壓閥門）終孔后，進(jìn)行群孔壓水試驗(yàn)，掌握試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)水力聯(lián)系情況及可能存在的含水盲區(qū)，并判斷注漿作業(yè)時(shí)漿液運(yùn)移規(guī)律。鉆孔注漿原則上采用下行式全段注漿，當(dāng)鉆進(jìn)過(guò)程中遇到涌水量較大，應(yīng)立即停鉆進(jìn)行注漿，待注漿封堵后，再鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)孔深進(jìn)行注漿。在注漿過(guò)程中，應(yīng)先注水力聯(lián)系較孤立的鉆孔，再對(duì)水力聯(lián)系較好的多孔（選擇2～3個(gè)）進(jìn)行群孔注漿，注漿終壓設(shè)計(jì)為10MPa。 檢查孔布置：在各個(gè)穿脈線水平鉆孔探水注漿后，應(yīng)及時(shí)編錄地質(zhì)資料，并繪制到地質(zhì)平面和剖面圖上。根據(jù)資料綜合分析，在涌水量較大的地段、巖溶裂隙發(fā)育地段或巖石破碎地段有針對(duì)性布置檢查孔，檢查孔數(shù)量為西部礦體水平鉆孔數(shù)量的10～15%；檢查孔注漿的終壓設(shè)計(jì)為12MPa。檢查孔的目的是起到消滅含水盲區(qū)，檢查注漿效果和補(bǔ)充注漿作用。（2）鉆孔施工的技術(shù)要求①鉆孔統(tǒng)一編號(hào)，并注明施工次序，鉆孔開孔位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于10cm；②鉆孔的孔徑和深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，每段結(jié)束后孔內(nèi)殘留巖粉不應(yīng)超過(guò)20cm；③鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)以清水為主，成孔后用清水沖洗孔壁、裂隙和孔底巖粉，沖洗時(shí)間不得少于30分鐘；④鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)注意水壓或水量變化，有突水征兆或鉆孔涌水量達(dá)50m3/h時(shí)，立即退出鉆桿，關(guān)閉孔口閥門，待注漿處理后再繼續(xù)鉆進(jìn)；⑤鉆孔的偏斜率不得大于10；⑥對(duì)巖芯進(jìn)行詳細(xì)編錄，并對(duì)出水量、出水位置和回水顏色進(jìn)行記錄以及松散、掉鉆的位置與距離；⑦對(duì)每段鉆進(jìn)出現(xiàn)一切反常現(xiàn)象均應(yīng)詳細(xì)記錄，交接班時(shí)必須仔細(xì)交待，并填寫值班日記；⑧單孔竣工三天內(nèi)必須提交竣工資料。（3）孔口防突水裝置 孔口防突水裝置由孔口管、孔口防水閘門組成，孔口管尺寸和結(jié)構(gòu)可沿用礦方現(xiàn)用的型式，根據(jù)XX礦注漿施工情況，孔口管固結(jié)尚存在一定問題，時(shí)常出現(xiàn)打鉆過(guò)程中，孔口管松動(dòng)，注漿過(guò)程中孔口管帶壓沖擊，使得注漿施工十分被動(dòng)，今后孔口管采取如下方法固定：鉆孔超過(guò)孔口管長(zhǎng)度一米后，采用砂漿錨桿注漿器，然后將外壁帶有環(huán)狀筋的孔口管推入孔內(nèi)，待砂漿終凝后再繼續(xù)鉆進(jìn)。 孔口管端部裝置：在注漿前，孔口管上須安裝注漿高壓閥門，其上安裝好三通管及壓蓋，并與輸漿管相聯(lián)結(jié)，注漿時(shí)關(guān)閉泄?jié){閥，打開孔口管閥門，最后打開輸漿管閥，啟動(dòng)注漿泵就可進(jìn)行注漿；當(dāng)停止注漿時(shí)，則先關(guān)閉輸漿閥門和孔口管閥門，打開泄?jié){閥門。注漿孔口管頂部主要裝置有高壓閥門、緩沖管壓蓋、緩沖管、高壓表及輸漿管等。 （4）鉆孔護(hù)壁工藝 XX礦現(xiàn)鉆孔采用清水作為沖洗液，在破碎巖體中，鉆孔出現(xiàn)局部垮落，造成卡鉆，特別是鉆下向傾斜孔時(shí)，成孔十分困難，根據(jù)鉆孔時(shí)所穿巖層的破碎程度和沖洗液的漏失量大小，護(hù)壁工藝分別設(shè)計(jì)為濃泥漿護(hù)壁和注漿護(hù)壁。 ①濃泥漿護(hù)壁：對(duì)于巖層相對(duì)完整，巖溶裂隙相對(duì)不發(fā)育的地段，鉆孔沖洗液漏失量小，采用濃泥漿護(hù)壁，利用濃泥漿的浮托力和泥漿進(jìn)入孔壁裂隙的擠契效應(yīng)，保持孔壁穩(wěn)定。為減少?zèng)_洗量的耗量，采用泥漿循環(huán)，孔內(nèi)返出的濃泥漿經(jīng)過(guò)濾槽流入回漿池，循環(huán)使用，泥漿用膨潤(rùn)土或粘土加水配制，根據(jù)塌孔卡鉆的嚴(yán)重程度及鉆孔的傾角，～。②注漿護(hù)壁工藝：對(duì)于巖層較破碎，巖溶裂隙十分發(fā)育，鉆孔時(shí)出現(xiàn)不同程度的涌水，泥漿沖洗液被鉆孔涌水沖稀返出，泥漿護(hù)壁難以確保鉆孔施工到設(shè)計(jì)深度，遇此情況，采用注漿護(hù)壁，邊鉆邊注，直到終孔，注漿材料可采用純水泥漿，粘土水泥漿，若鉆孔涌水量很大，按注漿設(shè)計(jì)參數(shù)注漿，漿液終凝后繼續(xù)鉆進(jìn)。 （1）注漿方式和注漿段高根據(jù)目前國(guó)內(nèi)礦山注漿的具體經(jīng)驗(yàn)，考慮到本工程的具體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用下行壓入式注漿法；如果鉆孔涌水量較小時(shí)（q小于10L/min），采用全孔不分段注漿；當(dāng)鉆孔涌水量較大時(shí)，就立即停鉆進(jìn)行注漿，封堵后，再鉆到設(shè)計(jì)孔深進(jìn)行注漿；注漿段長(zhǎng)度一般情況下取30m。原則上按自下而上順序，先注完255m水平的鉆孔，再注上一水平鉆孔，但由于205m水平是礦體頂板位置，采礦過(guò)程中頂板容易出現(xiàn)冒落，并伴隨巖溶水涌入，因而有必要對(duì)205m水平先進(jìn)行探水注漿。（2）注漿孔布置穿脈水平鉆孔，在各水平未實(shí)施水平注漿鉆孔的各穿脈線，原則上各布置一個(gè)鉆孔，在礦床頂板形成10m12m網(wǎng)度的鉆孔控制。由于08礦房以西巖溶裂隙發(fā)育，含水豐富，因而布置的探水鉆孔相應(yīng)增加。檢查孔布置，在所有鉆孔都實(shí)施后，針對(duì)巖溶裂隙發(fā)育地段、涌水量較大或含水盲區(qū)等復(fù)雜地段，有選擇性布置檢查孔進(jìn)行檢查注漿效果和補(bǔ)充注漿。 根據(jù)西部礦體的礦床水文地質(zhì)特征可知，西部礦體的巖溶裂隙發(fā)育主要分布在礦床的西南部和礦巖上下盤接觸帶，其它地段少見涌水現(xiàn)象，從施工的穿脈水平探水鉆孔揭露的情況來(lái)看，在以上地段大理巖和接觸帶的含水豐富，是礦床充水的主要來(lái)源，因此，橫向鉆孔加密注漿工程也是針對(duì)這些區(qū)域。當(dāng)然，由于穿脈水平探水鉆孔還未全面實(shí)施，礦床頂板的巖溶裂隙發(fā)育情況、富水性特征和地下水的分布規(guī)律可能會(huì)有變化，歷時(shí)將對(duì)橫向鉆孔加密注漿的聯(lián)絡(luò)巷道、鉆注硐室的位置和鉆孔布置作相應(yīng)的調(diào)整。、鉆注硐室 工程布置：利用井下開拓系統(tǒng)，分別在202325279和305m水平巖層穩(wěn)定的頂板大理巖內(nèi)布置聯(lián)絡(luò)巷道（ⅹ）和鉆注硐室（尺寸為3mⅹ4mⅹ6m），每個(gè)分段水平布置3～5個(gè)硐室，共計(jì)25個(gè)硐室；硐室主要分布在礦床的西部、西南部和南部，硐室的長(zhǎng)度方向平行于礦體邊界。聯(lián)絡(luò)巷道方向與穿脈線一致。聯(lián)絡(luò)巷道、硐室的方位和尺寸大小應(yīng)采用測(cè)量?jī)x器嚴(yán)格控制。從20212324255m的平面圖可知，在礦床的西部掌子面已具有現(xiàn)成的聯(lián)絡(luò)巷道，只需對(duì)其加寬加高，在西南部各段水平進(jìn)行穿脈水平探水鉆孔注漿已施工了一條聯(lián)絡(luò)巷道，對(duì)其加寬加高即可成為鉆注硐室。對(duì)于279和305m分段水平由于開拓采準(zhǔn)設(shè)計(jì)工程還未實(shí)施，要等穿脈水平探水鉆孔注漿工程實(shí)施完后才能進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)布置。而對(duì)于礦床的南部，由于水文地質(zhì)條件不清楚，是否需要布置工程要等穿脈水平探水鉆孔注漿工程實(shí)施完后才能得知。（1）工程布置：在每個(gè)硐室中平行礦體走向施工6~8個(gè)鉆孔，其中2個(gè)為水平鉆孔，2~4個(gè)為上仰孔（仰角為60～160），2個(gè)為下傾孔（傾角為30～50），孔深為50～60m，開孔口徑127mm，鉆進(jìn)4m后，用注漿法埋設(shè)孔口管，并安裝好高壓閥門等防噴裝置后，采用110mm鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)，終孔口徑不小于75mm。在鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到涌水或破碎巖石時(shí)，應(yīng)停鉆，采用注漿進(jìn)行封堵或?qū)r石加固，直至終孔。注漿孔施工順序 （2）在一個(gè)鉆注硐室完工后，即可進(jìn)行鉆孔注漿施工，然后巷道、鉆注硐室與鉆孔注漿施工可交替平行作業(yè)。在硐室中施工注漿孔，先施工兩個(gè)水平方向的鉆孔，然后施工2~4個(gè)上仰孔，最后施工兩個(gè)下傾孔。（3）潛孔鉆鉆進(jìn)在井下頂板帷幕注漿工程實(shí)施中，由于鉆孔數(shù)量