用于矿山污染治理的矿硐注浆方法及注浆液与流程

本发明涉及矿山治理，尤其涉及一种用于矿山污染治理的矿硐注浆方法及注浆液。

背景技术：

1、矿山污染是一个严重的环境问题，尤其是在矿硐关闭或废弃后，往往会出现水体和土壤污染，以及地质灾害等问题，如由于历史上环境保护意识不足，矿产资源的粗放式开采、矿硐随挖随弃、废渣随坡堆放，含硫铁矿（黄铁矿）的石煤矿体、硫铁矿体及采矿废渣暴露于开放的大气环境中，与大气降水、地表水（河水）、地下水接触氧化形成酸性水，酸性水又解析了矿体及废渣中的重金属镉、镍、锰、铜、锌、铝、铁等元素，矿区废弃矿硐和废渣酸性水导致河道重金属含量远远超过其本身的自净化能力，大量各类重金属直接输入到河道中，使得河水变成酸性磺水且重金属严重超标，危及周边水域的水质安全，为了防止这些问题的发生，对废弃矿硐的封堵是一个关键步骤，常用的矿硐封堵技术可分为简易封堵、强化封堵和帷幕注浆，但这些方法往往成本高昂，且长期效果不确定。

2、其中，简易封堵主要针对无涌水矿硐的封堵，现场施工作业中，常见选用钢筋混凝土进行矿硐封堵；简易封堵技术较为常规，但由于混凝土固有特性自收缩、酸环境下容易被腐蚀，产生新的裂隙流出磺水继续污染环境，该技术方法需要不定期对封堵体进行维护、返工；

3、强化封堵主要针对涌水矿硐进行封堵，使用混凝土对矿硐口10-20米浇筑封堵，虽然短时间内矿硐口被封堵不会流出磺水，但硐内未封堵区域成为磺水集聚区，又通过硐内裂隙通道从山体其他地方涌出，产生新的污染点，对生态造成威胁；

4、帷幕注浆技术是通过高压将灌浆浆料注入松散岩层或含水层裂缝中，浆料凝固并填充岩层裂缝以改善岩土层抗性，是一种渗透或提高岩层强度的方法，以达到加强地层或防渗漏的目的，但帷幕注浆技术对物探结果要求高、矿区施工成本高，注浆结果的影响因素众多，工程实际情况不同，结果不尽相同。

5、且在传统的对矿硐封堵过程中，往往缺少对注浆过程的监测工序，对注浆进度的把控大多依赖于操作员工的操作经验，在注浆过程出现问题时难以及时做出相应措施进行补救，因此，本发明提供的矿硐注浆方法旨在通过使用特定的注浆液和注浆方法，实现既能进行安全施工、节省成本的同时又能长期有效的对矿硐进行封堵的目标。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种用于矿山污染治理的矿硐注浆方法及注浆液，用以克服现有技术中在对废弃矿硐的封堵过程中，难以做到在节省成本的同时又能实现对矿硐进行长期有效封堵的问题。

2、为实现上述目的，本发明一方面提供一种用于矿山污染治理的矿硐注浆方法，包括，

3、步骤s1，勘测注浆环境，对所需注浆矿硐进行勘测，以获取预设注浆位置和预期注浆量；

4、步骤s2，布置注浆设备，在所述预设注浆位置处对注浆时所需使用的各注浆设备进行安装设置；

5、步骤s3，配置所需注浆液，根据所述预期注浆量以预设混合质量比对所需注浆材料进行混合配置，形成所需注浆液；

6、步骤s4，以预设注浆压力对所述注浆液进行注浆，对注浆进程进行监测，获取实时注浆压力和已注浆高度，并根据预设最大判定压力和预设注浆高度对实时注浆压力和已注浆高度进行实时判定，以对是否完成注浆进行确定；

7、步骤s5，完成注浆。

8、进一步地，在所述步骤s4中，包括：

9、步骤s41，以预设注浆压力将所述注浆液注入至所需注浆矿硐；

10、步骤s42，通过监控系统对注浆进程进行实时监测，以对所述注浆液在所需注浆矿硐内的实时注浆高度和所需注浆管道处的实时注浆压力进行获取；

11、步骤s43，获取所述预设最大判定压力和所述已注浆高度，对所述实时注浆压力与所述已注浆高度进行判定，直至实时注浆压力大于预设最大判定压力，且已注浆高度大于所述预设注浆高度时，完成注浆。

12、进一步地，在所述步骤s43中，设置有预设判定波动值，根据所述预设注浆压力和预设判定波动值进行计算，获取预设注浆压力和预设判定波动值的和作为所述预设最大判定压力，根据预设最大判定压力对所述实时注浆压力进行判定；

13、若所述实时注浆压力大于所述预设最大判定压力，则将获取所述实时注浆高度，对实时注浆高度进行判定。

14、进一步地，对所述实时注浆高度进行判定的过程包括：

15、若所述实时注浆高度大于等于所述预设注浆高度，则将停止此阶段的注浆，对所述已注浆高度进行判定；

16、若所述实时注浆高度小于所述预设注浆高度，则向外发送预警，查看是否出现堵塞。

17、进一步地，在所述步骤s43中，若所述实时注浆高度大于等于所述预设注浆高度，则将停止此阶段的注浆，静置一段时间，待所述注浆液自然沉降后，获取静置后所需注浆矿硐内的已注入的所述注浆液的高度作为所述已注浆高度。

18、进一步地，对所述已注浆高度进行判定的过程包括：

19、若所述已注浆高度大于等于所述预设注浆高度，则完成注浆；

20、若所述已注浆高度小于所述预设注浆高度，则继续以预设注浆压力对所需注浆矿硐进行注浆，开启下一阶段注浆。

21、进一步地，在所述步骤s1中，包括：

22、步骤s11，对所需注浆矿硐进行清理，对所需注浆矿硐内的沉积淤泥、底部废渣、硐壁围岩进行清理；

23、步骤s12，对所需注浆矿硐进行观测与扫描，获取注浆所需的预期注浆量，并对所需注浆矿硐的最高点处进行标记。

24、进一步地，在所述步骤s2中，包括：

25、步骤s21，选择矿硐内最高点作为预设注浆位置，在预设注浆位置处布置所需注浆管道；

26、步骤s22，在预设注浆位置处设置所述监控系统，以对后续注浆进程进行监测；

27、步骤s23，在所需注浆矿硐的矿硐口处安装设置止浆挡墙，以对注入的注浆材料进行阻挡。

28、本发明还提供一种适用于上述任意一项所述的用于矿山污染治理的矿硐注浆方法的用于矿山污染治理的矿硐注浆液，所述注浆液由地质聚合材料、废弃矿渣粉以及水混合制备所得；

29、将地质聚合材料和废弃矿渣粉投入至搅拌仓内，加水进行搅拌三至五分钟后，制得的混合液即为所述注浆液；

30、其中，所述地质聚合材料、所述废弃矿渣粉与所添加的水之间的添加比例即为所述预设混合质量比。

31、进一步地，所述废弃矿渣粉由废弃矿渣粉碎制成，废弃矿渣粉的粒径小于等于十毫米；

32、所述地质聚合材料由偏高岭土粉、海泡石粉、霞石粉、微硅粉、三聚磷酸钠粉、α型活性氧化铝粉、激发剂和改性剂混合制备而成。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过对注浆环境进行勘测，准确获取矿硐的内部空间体积和结构特点，为后续注浆提供精确的数据支持，提高注浆效果的精确性，并确保注浆工作在一个安全的环境中进行，减少施工过程中的安全风险，通过根据矿硐内部的空间体积配置所需使用的注浆液，合理配置注浆材料，在确保封堵效果以确保注浆液的质量和性能满足工程需求的同时，减少资源浪费，降低治理成本，通过监控系统和预设最大判定压力和预设注浆高度的设置，实时判定注浆进程，确保注浆的均匀性和有效性，减少对矿硐结构的潜在损害，提高注浆效果的稳定性达到长期有效封堵效果的同时，便于实时掌握矿硐内的注浆情况，及时发现并处理可能出现的问题，提高注浆过程的可靠性。

34、进一步地，通过在勘测注浆环境阶段，清理矿硐内的沉积淤泥、底部废渣、硐壁围岩，以为后续注浆工作提供一个干净整洁的工作环境，有利于注浆材料的渗透和注浆效果的提高，同时将不必要的废物进行清除，以注入更多的注浆液，以提高其封堵效果。

35、尤其，通过将矿硐内的最高点处作为预设注浆位置，并设置监控系统，以方便后续对注浆过程进行更精确的监测和控制，确保注浆液能够正常地注入矿硐，并对可能出现的堵塞情况及时发现。

36、进一步地，通过将预设最大判定压力与注浆过程中的实时注浆压力进行对比，以对所需注浆管道所承受的实时压力进行监控，以及时对可能存在的注浆问题进行发现，确保注浆过程的安全性，减少矿硐施工风险。

37、尤其，通过将实时注浆高度与预设注浆高度进行对比，以对注浆压力出现异常的原因进行判定，对所需注浆管道是否发生堵塞进行确定。

38、进一步地，通过将已注浆高度与预设注浆高度进行对比，对是否需要结束注浆进行确定。

39、尤其，通过将废弃矿渣粉碎制粉后与地质聚合材料混合制备成所需使用的注浆液，实现“以废治废”的技术路线，在从根源上减少废弃矿渣污染的同时，阻断了矿硐磺水产生条件，既节省了废弃矿渣的填埋费用又降低了磺水处理的所需费用，进一步降低了其治理成本。

40、进一步地，通过采用具有高耐酸腐蚀性、高极限抗剪强度、高韧性特点的地质聚合材料与废渣进行混合，使混合制备所得的注浆液，能够将废渣中的重金属稳定封固于固结体内，以保持其弹塑性等物理特性，使所形成的固结体能够与矿硐及围岩裂隙保持协调变形的同时，具有更好的密封性和更优良的堵水性，以使其能对矿硐进行更为长期有效的封堵。