礦山注漿堵水帷幕穩(wěn)定性及監(jiān)測方法

前言

我國很多地區(qū)的地下礦床水文地質條件相當復雜，涌水量大，用疏干方法難以達到降壓排水安全開采的目的，合理可行的方法就是查清水源，構筑注漿帷幕截源，然后再輔以疏干方法達到降壓排水的目的。注漿堵水帷幕就是在礦區(qū)地下主要進水通道上采用注漿的方法構筑帷幕，堵截地下水，以確保安全開采的一種防治水技術措施。其方法是于地面（或井下）布置足夠的注漿鉆孔，用注漿泵或自然壓力，將充填材料注入鉆孔，并通過鉆孔擴散到進水的巖石裂隙或巖溶中去，這樣，裂隙、巖溶就被充填，多個注漿鉆孔相連，形成帷幕隔水墻切斷含水層或徑流通道的水流。注漿堵水（防滲）帷幕封堵了地下水的主要進水通道，解決了常規(guī)疏干排水開采的弊端，節(jié)省了疏干排水費用，大大減少了礦山開采對自然環(huán)境的破壞，使礦山的治水工作有了根本性的突破，成為地下開采礦山尤其是大水礦山中廣泛應用的一項防治水技術。礦山注漿堵水帷幕形成后，隨著開采深度和開采范圍的增加，采掘活動越來越靠近堵水帷幕，帷幕附近的開采活動必然引起帷幕及附近區(qū)域巖體的應力狀態(tài)發(fā)生變化，從而對帷幕的穩(wěn)定性造成影響；同時，隨著開采深度的增加，帷幕內外也將產(chǎn)生較大水力壓差，水力壓差越高，帷幕受到的水的滲透作用也越大，帷幕的穩(wěn)定程度也就越差。

內容概要

本書共7章，主要是以張馬屯鐵礦注漿堵水帷幕為工程背景，測試了注漿帷幕體試樣的力學性質、透水性、聲發(fā)射特性等，通過建立礦山三維地質及力學模型，分析了帷幕注漿區(qū)域的應力場分布情況；介紹了監(jiān)測注漿帷幕區(qū)域穩(wěn)定性的礦山微震監(jiān)測系統(tǒng)，并對微震監(jiān)測數(shù)據(jù)和背景應力場分布進行了對比研究，分析了注漿帷幕穩(wěn)定性指數(shù)，同時，還介紹了基于微震信息的突水預期指標確定方法。    本書可供從事地下開采礦山動力災害防治，尤其是防治水研究的科研單位、生產(chǎn)企業(yè)的工程技術人員參考，也可供大專院校的教師和學生閱讀，對其他巖土工程技術人員也有一定指導作用。

書籍目錄

1  緒論  1.1  地層注漿技術及其發(fā)展概況    1.1.1  注漿技術概述    1.1.2  注漿技術發(fā)展概況  1.2  注漿堵水帷幕概述  1.3  主要研究內容和方法2  注漿堵水帷幕常規(guī)監(jiān)測方法及評價指標  2.1  注漿堵水帷幕穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀  2.2  注漿帷幕穩(wěn)定性常規(guī)監(jiān)測方法及評價    2.2.1  注漿堵水帷幕穩(wěn)定性常規(guī)監(jiān)測方法    2.2.2  注漿帷幕穩(wěn)定性監(jiān)測方法的評價  2.3  微震監(jiān)測方法及應用現(xiàn)狀3  張馬屯鐵礦注漿堵水帷幕概況  3.1  礦山概況  3.2  水文地質條件    3.2.1  區(qū)域水文地質概況    3.2.2  礦區(qū)水文地質    3.2.3  礦床水文地質條件    3.2.4  礦床構造  3.3  注漿堵水帷幕概況    3.3.1  帷幕建設情況和參數(shù)    3.3.2  帷幕區(qū)水文地質條件分析  3.4  注漿堵水帷幕堵水效果及分析    3.4.1  放水試驗情況和基本資料    3.4.2  帷幕堵水效果  3.5  注漿帷幕體巖石力學性質試驗4  注漿帷幕體滲透性及聲發(fā)射特征試驗  4.1  注漿帷幕體滲透特性試驗    4.1.1  試驗設備及試樣參數(shù)    4.1.2  Darcy流的滲透特性    4.1.3  試驗方法和步驟    4.1.4  滲透試驗結果及分析  4.2  注漿帷幕體試樣聲發(fā)射特征實驗    4.2.1  實驗設備及方法    4.2.2  實驗結果及分析5  注漿帷幕區(qū)域應力場分布及穩(wěn)定性數(shù)值分析  5.1  三維建模工具簡介  5.2  三維地質模型建立  5.3  三維力學模型建立  5.4  應力場計算分析    5.4.1  水壓下初始應力場計算(未開挖)    5.4.2  開采條件下應力場計算(開挖)  5.5  三維穩(wěn)定性分析    5.5.1  RFPA離心機的基本原理    5.5.2  模型介紹及力學參數(shù)    5.5.3  模擬結果及分析6  注漿帷幕穩(wěn)定性微震監(jiān)測方法  6.1  微震監(jiān)測系統(tǒng)設計    6.1.1  微震監(jiān)測系統(tǒng)的選擇    6.1.2  傳感器的選擇    6.1.3  Paladin數(shù)據(jù)采集裝置    6.1.4  MMS微震監(jiān)測系統(tǒng)  6.2  微震監(jiān)測系統(tǒng)的安裝與調試    6.2.1  準備工作    6.2.2  傳感器安裝    6.2.3  線纜安裝    6.2.4  Paladin系統(tǒng)安裝    6.2.5  微震監(jiān)測系統(tǒng)的調試  6.3  微震監(jiān)測遠程無線數(shù)據(jù)傳輸技術  6.4  微震監(jiān)測數(shù)據(jù)與應力場分布對比分析    6.4.1  噪聲波形數(shù)據(jù)庫建立與濾波處理    6.4.2  微震事件定位精度及其影響因素分析    6.4.3  背景應力場與微震事件分布對比分析7  注漿帷幕體失穩(wěn)突水預警指標分析  7.1  經(jīng)驗法確定失穩(wěn)預警指標  7.2  微震事件空間分布分維值判別法    7.2.1  注漿帷幕體試樣分維值計算    7.2.2  現(xiàn)場微震信號分維值計算  7.3  分維值變化所代表的意義參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：工業(yè)CT探測方法：工業(yè)CT的透視作用，可以查清帷幕區(qū)域內的導水構造、巖溶發(fā)育程度及注漿效果，配合鉆探工程可以查明帷幕的薄弱環(huán)節(jié)等。通過分析不同時期的工業(yè)CT探測數(shù)據(jù)，配合井下水量、水壓的測量分析，可達到對注漿堵水帷幕穩(wěn)定性的監(jiān)測目的。2.2.2 注漿帷幕穩(wěn)定性監(jiān)測方法的評價上述三種帷幕穩(wěn)定性監(jiān)測方法是目前多數(shù)地下礦山采取的監(jiān)測方法，對帷幕的穩(wěn)定性起到了積極的作用，有效地保證了礦井生產(chǎn)的安全，但也存在著明顯的不足：（1）不能進行24h實時監(jiān)測和分析。三種監(jiān)測方法基本上是采取人工定點、定時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)反映測點的瞬時隋況，不能反映巖體內在的變化關系。同時其監(jiān)測數(shù)據(jù)受人員、環(huán)境、儀器等因素影響較大。

編輯推薦

《礦山注漿堵水帷幕穩(wěn)定性及監(jiān)測方法》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

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