【正文】 在鉆進過程中，詳細記錄回次進尺、取出的巖芯長度、掉鉆、漏水及沖洗液大量漏失位置，并對取出巖芯裂隙巖溶發(fā)育深度、發(fā)育狀況進行比較全面的描述。每鉆進50m、變徑及終孔，均進行鉆孔深度校正與偏斜度測量，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。（4）帷幕注漿及效果檢查采用XPD—90E型注漿泵將預先配制攪拌好的水泥漿通過鉆桿壓入鉆孔中的裂隙巖溶發(fā)育段，形成地下帷幕墻，堵截流向礦坑的地下水徑流。帷幕注漿效果檢驗以坑下放水試驗為主要手段，輔以施工檢查孔，采用雙重手段檢查。一是在坑下施工放水（疏干）鉆孔和水位（水壓）觀測孔，進行坑下放水試驗，并同時在原先施工的水文地質勘探孔中進行地下水位觀測，利用放水量和水位（水壓）變化間的相關關系計算驗證帷幕注漿堵水效果和工程質量。二是采用檢查孔，通過鉆探采取巖芯直接觀察注漿段巖石中裂隙巖溶被水泥充填的情況，并結合鉆孔抽水或注水試驗資料，來檢驗注漿堵水的效果和工程質量。 施工技術參數(shù)與工藝 鉆探技術參數(shù)與工藝（1）硬質合金取芯鉆進第四系鉆進為更好攜帶巖粉，防止巖芯堵塞，可選用內外出刃和底出刃均較大的內外鑲鉆頭；為避免堵水糊鉆，鉆壓控制在4～5kN，入巖石后鉆壓變?yōu)?～10kN。根據(jù)礦區(qū)的地質情況，巖石可鉆性為4～5級，鉆頭轉速可采用200～300r/min；為保證巖屑顆粒及時攜帶至地表，因此采用泵量80～120L/min。（2）金剛石繩索取心鉆進礦區(qū)內地層以中等硬度、中等研磨性巖石為主，為提高鉆速和鉆頭使用壽命，可采用金剛石粒度46～60目、金剛石濃度80～120%、胎體硬度35～40的孕鑲金剛石鉆頭鉆進。在鉆進過程中應注意以下幾點：鉆頭應分組排隊使用，～，～，鉆頭與鉆桿直徑盡量接近，以確保鉆頭在孔底工作穩(wěn)定。（3）鉆進注意事項正常情況下，管路系統(tǒng)；鉆進中泵壓小幅度上升或下降，可能是換層，應注意進尺情況和鉆具聲響，必要時可調整規(guī)程參數(shù)，以防止巖心堵塞；若鉆進中鉆速突然降低或不進尺，且泵壓猛增，應盡快將鉆具提離孔底，防止發(fā)生燒鉆事故，因此在鉆進過程中必須經常密切注意觀察泵壓變化；為提高鉆速可采用較高轉速，為了減少金剛石鉆頭非正常損耗，應做好減振工作，操作必須平穩(wěn)，為此須采用合理的鉆具級配，使用潤滑沖洗液；在鉆進時注意觀察泵壓表、電流表、進尺和返水情況，以便及時發(fā)現(xiàn)問題提鉆處理；在地層條件許可的情況下，盡量采用清水加潤滑劑做為沖洗液，為加強沖洗液凈化，改善沖洗液質量，沖洗液循環(huán)槽長度一般不小于15m，沉淀池不小于2個，并及時清碴及更換沖洗液。合理控制提、下鉆速度，以減小鉆具在升降過程中所引起的震動，尤其在復雜地層當中鉆進時更要放慢提、下鉆速度。（4）鉆孔彎曲的預防地基要穩(wěn)固,基臺要水平，立軸中心、天車前緣、鉆孔設計中心三點一線；主動鉆桿不易過長且應固定在卡盤中心，孔口管要下正、牢固；換徑時應帶導向，待小徑巖心管全部進入小孔徑后，再去掉上部大口徑導向巖心管；使用剛性好、長而直的鉆具，在繩索取心鉆具上部增加1～2套帶擴孔器的外管,以保證鉆具垂直度；在強造斜地層鉆進時，應使用減壓、中低轉速和沖洗液量適當?shù)你@進規(guī)程參數(shù)；使鉆桿處于拉直狀態(tài)，減小鉆桿撓曲度，提高鉆具的穩(wěn)定性。 帷幕注漿技術參數(shù)與工藝（1）注漿孔孔距依據(jù)新編《礦山采礦設計手冊》和其它類似礦山帷幕注漿工程實踐經驗及本礦區(qū)灰?guī)r裂隙巖溶發(fā)育特征，～7m，為保證漿體兩側有效連接，設計注漿孔孔距為12m。（2）注漿終止壓力及漿液消耗量根據(jù)灰?guī)r裂隙巖溶發(fā)育狀況，設計注漿終止壓力15~20MPa；注漿終止?jié){液消耗量50L/min。（3）注漿工藝及材料注漿采用純壓、下行式注漿法。注漿材料采用單液水泥漿，如有漏漿地段則采用水泥—水玻璃雙液漿，水泥達國標425普通硅酸鹽水泥。漿液配比(重量比)采用四級漿液：Ⅰ級為2(水):1(水泥)，Ⅱ:1，Ⅲ級1:1，Ⅳ:1。（4）漿液的使用與轉換起始濃度的應用：鉆孔涌水量10m3/h～50m3/h起始濃度采用Ⅰ級漿；鉆孔涌水量50m3/h～100m3/h，起始漿采用Ⅱ級；鉆孔涌水量100m3/h以上的起始濃度采用Ⅲ級漿液。注漿過程中漿液濃度使用轉換：起始濃度連續(xù)注入60min壓力、耗漿量無變化時，改用上一級的濃度，改濃度后注60min后情況同上時再改用上一級濃度，Ⅲ級漿液為注漿的主力漿液，Ⅲ級漿注漿水泥消耗量大于100t后可改用IV級漿。（5）注漿過程控制注漿必須連續(xù)進行，不得中斷，應配備必要的備用設備；要根據(jù)壓力的變化適時地調整給漿量，防止突然升壓堵塞進漿通道達不到應有擴散半徑；注漿達終壓、終量兩項指標后，再持續(xù)注漿30min后可以結束；注漿結束時，要同時關閉孔口閘閥，實施孔內保壓，關閥與停泵要做到同步進行，以防止?jié){液回流和造成管內短路瞬時高壓；關閥結束注漿后，要繼續(xù)觀測記錄孔口壓力表的失壓過程，每5min記錄一次，直至失壓為零，孔口注漿人員方可撤離現(xiàn)場。此外，在注漿過程中要認真做好記錄，記錄內容包括：注漿前鉆孔的涌水量、涌水位置、水壓、水的顏色；每一次注漿的起止孔深，壓水情況；漿液配比與轉換使用情況（每15min測試記錄一次），漿液注入量（每15min記錄一次），水泥消耗量（每30min記錄一次）；注漿壓力（每10min記錄一次）等。 治理工程布置 水文地質調查及物探，在分析研究區(qū)內水文地質條件的基礎上，合理布置電法勘探線，圈定出斷層及構造含水層、帶的發(fā)育位置及范圍，確定地下裂隙巖溶的發(fā)育深度，為注漿孔位的布設和施工提供可靠依據(jù)。 地上工程地上工程主要是在地面修建部分工程設施減少礦坑排水及地表水體對地下水的滲漏補給作用。包括兩項工作，一是修建防滲渠道或鋪設排水管道，將從礦坑中排出的水調往礦井北部的伊家河，消除在礦區(qū)內流動對地下水產生補給。二是在礦井南部和西部的排洪大溝，采用混凝土澆筑河床防滲層，防止其中的地表水體繼續(xù)滲漏對地下水產生補給作用。 地下工程地下工程主要是采用鉆孔建設地下帷幕防滲墻。根據(jù)以往資料和近年開采取得的水文地質資料分析，礦坑地下水的補給來源主要來自礦床的西部、南部和東部三個方向，所以本次礦區(qū)水害治理工程也主要沿這三個方向進行布置。（1）西部方向：初步分析礦區(qū)西部的來水通道主要有FFF1三條斷層含水帶，斷層走向近東西，上部被石炭紀地層覆蓋，下部尖滅于巖漿巖接觸帶上，推算垂直高度300m左右，南北控制寬度90m；斷層帶內裂隙、巖溶發(fā)育，充填物很少，與礦床內標高380m突水點水力聯(lián)系較密切。F3斷層位于F5斷層南約200m，東起吳莊，西延穿過津浦鐵路，落差一段70～125m，破碎帶寬3～40m，南北控制寬度130m，斷層帶裂隙巖溶發(fā)育，鉆孔內發(fā)現(xiàn)高度126m溶蝕裂隙或溶洞，斷層帶內部連通性較好。F1斷層位于F3斷層南部，西起ZK120孔，經主礦體上部向東延伸經過ZK29孔出礦區(qū)，斷層帶呈楔形、～，下部尖滅于巖漿巖或礦體之上；該斷層為成礦前斷層，裂隙巖溶發(fā)育較其它斷層差，透水性不均，但其下部直接與礦體接觸并在西部與規(guī)模較大的區(qū)域性導水斷層F20相連；所以也是必須要進行堵截的含水構造。此外，F(xiàn)5斷層南側規(guī)模相對較小的F4斷層及F1斷層的分支斷層F11也可能具有一定的富水、導水性能，也應加以封堵，并在施工之前查明其水文地質特征。礦區(qū)西部的堵水剖面線沿南北向布設，剖面線位置：北段在ZK66孔西側160～180m之間，東段在吳莊鐵礦廠區(qū)西側；總長度450m左右，分為南、北兩段。北段主要封堵FF4斷層，南段則主要封堵FF1及F11斷層；由于北段封堵工作已在前期注漿堵水試驗時基本完成，所以本次僅需要在南段開展工作，堵水剖面線長度約135m，布設注漿鉆孔12個，孔深控制在440～550m之間。（2）東部方向：F1斷層在礦區(qū)東部地段裂隙巖溶均較發(fā)育，透水性好，并與富水性較好的北東向構造破碎帶連通；是礦區(qū)東部需要封堵的主要含水、導水帶。堵水剖面線初步按照與北東向構造破碎帶平行的方向布設，位于其西側30～50m位置，長度約80m，布設注漿鉆孔7個，孔深控制在530m左右。（3）南部和西南部方向：礦區(qū)南部和西南部奧陶系灰?guī)r分布面積較大，在礦區(qū)排水的影響下，該區(qū)域地下水均向礦床徑流，包括礦區(qū)東南部的北東向構造破碎帶也接受南部地區(qū)地下水的徑流補給；所以該區(qū)段的封堵對象為南部和西南部地區(qū)的地下水側向徑流。堵水剖面線沿F0斷層北側北東—南西向布設，長度約790m，設計注漿鉆孔65個，西段26個孔深度控制在440～540m之間，東段39個孔深度控制在450～580m之間。帷幕注漿鉆孔的工程布置情況見附圖2。 主要實物工作量根據(jù)初步設計的治理工程方案，本次礦區(qū)水害治理需要投入的實物工作量主要包括水文地質調查、水文地質物探、地質與水文地質鉆孔施工、帷幕注漿及礦區(qū)排水管道鋪設、灌渠河床防滲等。見表5—1。表5—1 吳莊鐵礦水害治理投入主要實物工作量表序號工作項目單 位工作量備 注1水文地質調查km22水文地質物探聯(lián)合剖面點2002～3條電測深點803鉆 探水文地質勘探孔孔/m8/4250帷幕注漿孔孔/m84/37335注漿效果檢查孔孔/m13/65304帷幕注漿量孔/t84/2700005礦區(qū)排水管道鋪設m10006河床防滲層澆筑m25002條灌渠 施工組織及設備計劃 施工條件吳莊礦區(qū)地形起伏變化較小，交通條件便利，地表土體密實，施工場地條件良好；該礦基礎設施齊全、電力供應充足，能夠滿足施工動力用電需求。目前鉆探施工、注漿設備均較先進、技術方法成熟，許多地勘單位均具有比較強的施工力量和多年的工程施工經驗，完全能夠承擔完成本次工程施工任務。 施工組織及進度計劃項目施工組織由公司總經理宋福昌負責，由公司與中標或選定的施工單位抽調部分行政、技術人員聯(lián)合組成工程項目指揮部，專門負責此項工程的施工組織與協(xié)調工作，并對工程質量及安全生產等工作進行跟蹤檢查指導。項目指揮部設立指揮長與項目經理負責安排、指揮整項工程的實施，設立生產技術、安全設備、后勤管理等副經理，實行分工負責、專項管理，保證各項工作有序進行。各施工機臺設立機長及安全員、鉆探、注漿、設備管理、水電供應、質量檢查、工作記錄等責任崗位，并指定專人負責，使整個工作過程均處于管控之中。制定各類工作崗位職責制及相關工作規(guī)范要求，確保達到預期工作效果。工程進度計劃：本項治理工程計劃實施周期14個月，自2009年8月至2010年12月；劃分為三個階段實施完成。第一階段：2個月，主要工作任務為開展水文地質調查、水文地質物探（地面電法勘探）及前期分析、研究論證等。第二階段：2個月，主要開展水文地質勘探孔的施工及物探解譯成果資料的驗證等工作，并同時制定詳細的注漿鉆孔布設方案。第三階段：10個月，進行注漿鉆孔施工、水泥漿壓注及帷幕墻擋水效果檢查等工作。 擬投入主要工程設備鉆探主要工程設備：SPS—600型水文水井鉆機3臺，BW850/50型泥漿泵3臺；XB—1000A或XY—5型巖芯鉆機10臺，BW—600/300型泥漿泵10臺。帷幕注漿主要工程設備：注漿泵8臺，攪拌機4臺，制漿機4臺，送料機、下料機各4臺，壓風機4臺，水泥儲備罐8個，變壓器4臺；其他輔助設備按照實際需要供應。 施工隊伍本工程施工隊伍應具備鉆探施工相應的專業(yè)資質及齊全的施工設備以及比較雄厚的技術力量，了解國家對鉆探施工作業(yè)的相關規(guī)定，并具有同類工程施工經驗。同時具有國家相關部門頒發(fā)的水文地質勘查、鉆探工程施工、基礎工程施工及安全等資質。采取招標或考察比較的方式選定。 工程質量管理為了保證和提高工作質量，在野外工作開展之前首先組織人員編寫工作細則或單項設計，用以指導各項工作的正確開展，各項工作細則及單項設計需經公司及相關管理部門審查通過后方可實施。在項目實施過程中嚴格執(zhí)行《巖金礦地質勘查規(guī)范》及《地質鉆探操作規(guī)程》等相關規(guī)范、規(guī)程規(guī)定。制定質量檢查驗收程序，建立崗位目標責任制，有關技術和質量負責人員定期對項目實施情況進行檢驗或不定期抽查，施工人員定期向指揮部如實反映工作進展情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。生產所需材料：水泥自產解決，其它材料嚴格按照工程質量的要求進行市場采購，項目所需購買的設備可以根據(jù)實際需要在市場上采用招投標的方式進行購買。另外，由公司委派專業(yè)工程技術人員負責現(xiàn)場施工管理，配合施工單位強化工程質量、進度管理，充分發(fā)揮監(jiān)理、質監(jiān)的作用，杜絕質量隱患。 治理費用概算及效益分析吳莊鐵礦水文地質條件復雜、充水含水層發(fā)育、富水性較強，并且存在多條連接礦體的導水通道，礦坑突水隱患較大，在以往開采過程中，已經出現(xiàn)了多處涌水量大的突水點，嚴重制約著礦層的正常開采，威脅著井下職工的生命安全。進行堵水綜合治理關系著企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及廣大職工的切身利益。 治理費用概算及資金來源 治理費用概算本項治理工程費用參照中國物價出版社出版的《工程勘察收費標準》（2002年修訂本）及中國財政經濟出版社出版的《國土資源調查預算標準（地質調查部分）》進行概算，標準中未規(guī)定的比照同類工作項目的現(xiàn)行市場價格計?。ㄋ杷嘤蓛炔抗?，按內部價格計算）。見表5—2。（1）水文地質調查與物探費用水文地質調查按照1∶5000比例尺、中等復雜地區(qū)取費標準計算。水文地質物探聯(lián)合剖面200點，電測深80點。（2）地上防滲工程費用地上防滲工程包括將礦坑排水從礦區(qū)輸送至伊家河的排水管道鋪設及礦區(qū)南部與北部兩條防洪灌渠河床防滲層澆筑，按照目前同類水利工程市場施工價格，工程費用大約為1200萬元。（3）鉆探工程費用根據(jù)擬訂的初步治理方案，本次工程預計布設水文地質勘探孔8個，帷幕注漿孔84個，注漿效果檢查孔13個，鉆探進尺大約48115m。按照不同的鉆孔類型、工程進尺及相應取費標準計算。（4）注漿材料費用本項費用主要計算注漿消耗的水泥費用。水泥消耗量可以按照公式Q=λπR2Hηβ/m初步進行計算，其中：Q—漿液注入量，m3；λ—漿液損失系數(shù)；R—漿液擴散半徑，m；H—注漿段高，m；η—巖石裂隙率；β—漿液在裂隙內充填系數(shù)；m—漿液結石率。根據(jù)吳莊礦區(qū)斷層構造、裂隙巖溶發(fā)育程度、巖石裂隙率、注漿影響