CN104712288A - 泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法，在拟开凿井筒周围沿圆周方向钻有若干个注浆孔，所有注浆孔形成注浆圈，并且注浆孔均钻到终孔深度；在所有注浆孔选取同一深度段高内分别进行射孔作业，在该段高内形成若干个射孔；射孔的深度为注浆孔所形成的注浆圈直径的1/3～1/2；任意选取相邻的两个注浆孔，将高能气体发生装置放在进行射孔作业的段高内；注入酸液，并且高能气体发生装置浸没于酸液；在酸液的表面设置隔离塞；引发高能气体发生装置中的高能气体致裂弹后，在该两个注浆孔中注入水玻璃基复合浆液；重复步骤，在直至完成所有注浆孔同一段高内的注浆工作；采用上行注浆，重复上述步骤，直至完成所有注浆孔的注浆工作。

Description

泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法

技术领域

本发明涉及一种注浆方法，尤其涉及一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法。

背景技术

近些年，西部地区的能源、矿产资源作为特色优势产业正在加速发展。随之，我国煤炭等能源的建设重点正逐步由东部地区向西部地区转移，在内蒙古、陕西、宁夏等地区矿井建设的数目在不断增多。在建设初期，将西部地区地质条件视为简单、地层含水不充分的类别而采用普通法施工。然而施工过程中，井筒内出水较大，于是采用壁后注浆、工作面预注浆等注浆方式进行堵水，但注浆通道堵塞无法完成。进而采用冻结法施工，但是有时施工过程中或者完成后，井筒涌水量依然很大，又采用注浆法堵水。在生产过程中，井筒以及巷道中同样存在涌水的现象。因此，简单的把东部地区矿井建设的理论成果、施工经验生搬硬套的用在西部地区是不合适的，必须根据西部地层的工程地质及水文地质条件制定合理有效的施工方法。

注浆法施工可以达到封堵裂隙、隔绝水源、或将松散岩层胶结成不透水的整体，起到堵水与加固的作用。然而，在西部地区建井的过程中井筒穿越的地层为易水化的软弱岩层，孔隙联通度差，注浆法难以有所成效。同样，对于生产过程中井筒的涌水问题，采用注浆治水的方式无法达到有效的目的。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法,适用于泥质胶结软弱岩土体建井过程中以及生产过程中的注浆治水施工。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法，包括如下步骤：

1)在拟开凿井筒1周围沿圆周方向钻有若干个注浆孔2，所有注浆孔2形成注浆圈，并且所述注浆孔2均钻到终孔深度；

2)在所有注浆孔2选取同一深度段高内沿径向分别进行射孔作业，在该段高内形成若干个射孔4；所述射孔4的深度为注浆孔2所形成的注浆圈直径的1/3～1/2；

3)任意选取相邻的两个注浆孔2，将高能气体发生装置5放置在进行射孔作业的段高内；在该两个注浆孔中均注入酸液6，并且高能气体发生装置5浸没于酸液6；在酸液6的表面设置有隔离塞7；

4)引发高能气体发生装置5中的高能气体致裂弹后，在该两个注浆孔2中注入水玻璃基复合浆液；

5)重复步骤3)～步骤4)，在直至完成所有注浆孔2同一段高内的注浆工作；

6)采用上行注浆方式，重复上述步骤2)～步骤5)，直至完成所有注浆孔2的注浆工作。

进一步的，所有注浆孔2形成注浆圈的圈径比井筒开挖荒径大0.5米。

进一步的，所述酸液6采用乙酸或乙酸乙酯。

进一步的，所述水玻璃基复合浆液的体积与酸液6的体积相等。

有益效果：本发明提供的一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法：利用升压速度慢于爆炸致裂而快于水力致裂的高能气体致裂方式，在钻孔以及射孔的周围产生多条裂缝，把已有的裂缝和钻孔沟通，形成注浆通道。并且射孔增加了高能气体和酸液与岩土体的接触面积，提高了气体致裂、酸化处理的有效性。酸液通过裂隙与地层充分接触，溶解岩石碎屑或胶结物，从而增加地层的渗透性。同时，控制酸液的注入量与水玻璃基复合浆液注入量相同，可以达到固化水玻璃基复合浆液以及控制浆液固化时间的目的。进而，可以有效的进行泥质胶结软岩的注浆防水施工。

附图说明

图1为是本发明的地面预注浆示意图；

图2是本发明的某一段高内的高能气体致裂示意图；

图3是本发明的流程图；

图中：1-拟开凿的井筒，2-注浆孔，3-泥质胶结软弱岩土体，4-射孔，5-高能气体发生装置，6-酸液，7-隔离塞。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

在西部地区尤其是白垩系中发育着高角度裂缝，其具有很强的压力敏感性，含裂缝岩石的破裂压力下降较多。因此，可以采用致裂技术，导通井筒周围一定范围地层中的裂缝，形成注浆通道，进而实施地面预注浆，完成井筒开挖和井壁砌筑。

一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法，包括如下步骤：

1)在拟开凿井筒1周围沿圆周方向钻有5～10个注浆孔2，所有注浆孔2形成注浆圈，注浆孔2形成注浆圈的圈径比井筒开挖荒径大0.5米，并且注浆孔2均钻到终孔深度；

2)在所有注浆孔2选取同一深度段高内分别进行射孔作业，在该段高内形成5～10个射孔4；射孔4的深度为由若干个注浆孔2所形成的注浆圈直径的1/3～1/2，气体致裂后能使射孔周围砂岩产生更多的裂缝，增加浆液渗透效果；

3)任意选取沿圆周方向相邻的两个注浆孔2，将高能气体发生装置5放置在进行射孔作业的段高内；在该两个注浆孔中均注入酸液6，酸液6采用乙酸或乙酸乙酯，并且高能气体发生装置5浸没于酸液6；在酸液6的表面设置有隔离塞7；

4)引发高能气体发生装置5中的高能气体致裂弹后，在该两个注浆孔2中注入水玻璃基复合浆液，水玻璃基复合浆液的体积与酸液6的体积相等，体积相等可以保证水玻璃全部固化，如果酸液量不足，将会导致部分浆液不能固化，起不到密封堵水的作用；

5)重复步骤3)～步骤4)，在直至完成所有注浆孔2同一段高内的注浆工作；

6)采用上行注浆方式，重复上述步骤2)～步骤5)，直至完成所有注浆孔2的注浆工作。

本发明的泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法，在拟开凿井筒1周围一定的圈径上的地面钻若干个的注浆孔2，注浆孔2一次性钻到地底，即终孔深度。选取相邻的两个注浆孔2，在同一深度的段高内，分别进行射孔作业，在该段高内形成若干个射孔4，并将进行射孔作业的段高也称为射孔段，射孔可采用公知的射孔工艺。将高能气体发生装置5下放至射孔段，将足以浸没该射孔段的酸液6注入钻孔中，即高能气体发生装置5也是浸没于酸液6中的。在该酸液6表面用隔离塞7封孔，即隔离酸液6与空气。引发高能气体发生装置5中的高能气体致裂弹，产生的高能气体使注浆孔2和射孔4径向产生裂隙，同时该两个注浆孔之间可以形成贯通裂隙。在该段高内注入水玻璃基复合浆液。更换注浆孔2，重复射孔、注酸、高能气体致裂、注入水玻璃基复合浆液的步骤，直至完成该段高内所有注浆孔2的注浆工作。采用上行注浆方式，在所有注浆孔中重新选取同一深度的段高，重复上述步骤，直至完成所有注浆孔2的注浆工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在拟开凿井筒(1)周围沿圆周方向钻有若干个注浆孔(2)，所有注浆孔(2)形成注浆圈，并且所述注浆孔(2)均钻到终孔深度；

2)在所有注浆孔(2)选取同一深度段高内沿径向分别进行射孔作业，在该段高内形成若干个射孔(4)；所述射孔(4)的深度为注浆孔(2)所形成的注浆圈直径的1/3～1/2；

3)任意选取相邻的两个注浆孔(2)，将高能气体发生装置(5)放置在进行射孔作业的段高内；在该两个注浆孔中均注入酸液(6)，并且高能气体发生装置(5)浸没于酸液(6)；在酸液(6)的表面设置有隔离塞(7)；

4)引发高能气体发生装置(5)中的高能气体致裂弹后，在该两个注浆孔(2)中注入水玻璃基复合浆液；

5)重复步骤3)～步骤4)，在直至完成所有注浆孔(2)同一段高内的注浆工作；

6)采用上行注浆方式，重复上述步骤2)～步骤5)，直至完成所有注浆孔(2)的注浆工作。

2.根据权利要求1所述的一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方式，其特征在于：所有注浆孔(2)形成注浆圈的圈径比井筒开挖荒径大0.5米。

3.根据权利要求1所述的一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方式，其特征在于：所述酸液(6)采用乙酸或乙酸乙酯。

4.根据权利要求1所述的一种泥质胶结软弱岩土体高能气体致裂注浆方式，其特征在于：所述水玻璃基复合浆液的体积与酸液(6)的体积相等。