CN107035339B - 一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，该方法为化学注浆，所述化学注浆是通过高压注入化学封堵料进入灰岩钻孔。本发明通过高压化学材料注浆技术在井下灰岩钻孔封堵的应用成功，化学材料高压注浆封堵出水钻孔具有封堵快，效果好，渗透范围广的特点，可使较破碎的岩体加固成为整体，堵水效果明显，对异常出水钻孔及巷道局部淋水段的处理具有一定借鉴作用，同时对于工作面内破碎带化学注浆加固围岩也能达到较好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及封堵灰岩钻孔技术领域，尤其涉及一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法。
背景技术
煤矿在开采的过程中，矿煤资源受到构造、煤层变薄等因素影响，当开采到难采煤层，无安全可靠的回采工艺，在上水平综采机械化试采过程中，容易出现大量的工伤事故，垮顶、倒架情况经常发生，推进度极低，材料、人工投入极大，吨煤成本极高，不能做到安全、经济开采。若钻孔不封闭或闸阀失效矿井会涌水，因此此时会封堵一部分煤矿矿井块段，等待技术成熟后再开封进行开采挖掘。现有的一般采用水泥双液浆进行封堵，但是无法达到安全封堵的目的，基于此，现研究一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，很好的解决了矿井封堵的安全问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，该方法为化学注浆，所述化学注浆是通过高压注入化学封堵料进入灰岩钻孔。
作为本发明的优选方式之一，所述化学封堵料采用注胶方式。
作为本发明的优选方式之一，所述方法包括以下步骤：
(1)注浆施工前需观察围岩结构确定最佳注浆位置，对局部注浆浆液渗透性不好的区域需补打注浆钻孔进行注浆；
(2)在注浆过程中除操作注浆泵及浆液配制人员外需按专人观察泵压及注浆岩体变化，一旦泵压急剧增大或岩体出现变形需及时停止注浆；
(3)注浆过程中若出现漏浆量较小可采用棉纱塞住通道继续注浆，直至注浆泵达到压力达到10Mpa，若漏浆量较大，需停止注浆待浆液凝固后重新施工注浆孔；
(4)注浆施工一旦开始，必须注至达到预定压力或者不再渗水停止施工方可达到预期效果，中途不能出现断料现象，所以需备足注浆用料，具体可参考注浆段围岩裂隙百分比及可能扩散半径。
作为本发明的优选方式之一，所述注浆过程中混合料需混合均匀，不能随意改变配比。
作为本发明的优选方式之一，当准备开始注浆时，慢慢开启风泵控制阀，使所述混合料分别在桶内循环，尽量使进料管中空气排尽。
作为本发明的优选方式之一，所述注浆过程中风压不得小于0.6Mpa,风量不得小于3m3/min。
本发明相比现有技术的优点在于：通过高压化学材料注浆技术在井下灰岩钻孔封堵的应用成功，化学材料高压注浆封堵出水钻孔具有封堵快，效果好，渗透范围广的特点，可使较破碎的岩体加固成为整体，堵水效果明显，对异常出水钻孔及巷道局部淋水段的处理具有一定借鉴作用，同时对于工作面内破碎带化学注浆加固围岩也能达到较好的效果。
附图说明
图1是本发明的操作步骤流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示：一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，该方法为化学注浆，所述化学注浆是通过高压注入化学封堵料进入灰岩钻孔。
作为本发明的优选方式之一，所述化学封堵料采用注胶方式。
作为本发明的优选方式之一，所述方法包括以下步骤：
(1)注浆施工前需观察围岩结构确定最佳注浆位置，对局部注浆浆液渗透性不好的区域需补打注浆钻孔进行注浆；
(2)在注浆过程中除操作注浆泵及浆液配制人员外需按专人观察泵压及注浆岩体变化，一旦泵压急剧增大或岩体出现变形需及时停止注浆；
(3)注浆过程中若出现漏浆量较小可采用棉纱塞住通道继续注浆，直至注浆泵达到压力达到10Mpa，若漏浆量较大，需停止注浆待浆液凝固后重新施工注浆孔；
(4)注浆施工一旦开始，必须注至达到预定压力或者不再渗水停止施工方可达到预期效果，中途不能出现断料现象，所以需备足注浆用料，具体可参考注浆段围岩裂隙百分比及可能扩散半径。
作为本发明的优选方式之一，所述注浆过程中混合料需混合均匀，不能随意改变配比。
作为本发明的优选方式之一，当准备开始注浆时，慢慢开启风泵控制阀，使所述混合料分别在桶内循环，尽量使进料管中空气排尽。
作为本发明的优选方式之一，所述注浆过程中风压不得小于0.6Mpa,风量不得小于3m3/min。
本发明应用情况：风动注浆泵一台，接风口直径为19mm，液压钻机一台，注浆过程中风压不得小于0.6Mpa,风量不得小于3m3/min，注浆前检查注浆设备及管路连接是否完好，备足接头等附件，施工前钻、注用材料备齐，尤其注浆材料要准备充分，一旦未达到注浆压力而材料无法继续注入则很难再次施工，造成注浆工程失败，具体使用设备见附表一：
| 序号 | 名称 | 规格 | 单位 | 数量 |
| 1 | 液压钻机 | 套 | 1 | |
| 2 | 六棱空心钻杆 | m | 根 | 10 |
| 3 | 钻头 | Ф32mm | 个 | 2 |
| 4 | 大板 | 4000*200*70 | 块 | 15 |
| 5 | 注浆泵 | 套 | 1 | |
| 6 | 封口器 | Ф42 | 个 | 15 |
| 7 | 管接头 | 与孔口管配套 | 个 | 10 |
| 8 | 三通 | DN-13 | 个 | 10 |
| 9 | 直通 | DN-13 | 个 | 20 |
| 10 | 高压胶管 | Ф13*10000mm | 根 | 5 |
| 11 | 密封圈 | Ф13mm | 个 | 30 |
| 12 | 料筒 | 30L | 个 | 2 |
| 13 | 高压风管 | Ф19mm | 根 | 1 |
李嘴孜井水文地质条件复杂，在开采A组煤层前，对底板灰岩水均进行疏放，20世纪八十年代至今共施工灰岩钻孔152个。其中-530m东二A1底板巷施工灰岩钻孔25个，总水量10m3/h；-250m西三A1底板巷施工灰岩钻孔19个，总水量35m3/h；-300m西三排水巷施工灰岩孔41个，总水量277m3/h；-390m西三A1顺槽施工灰岩钻孔14个，总水量31m3/h；西三-420mA1顺槽施工灰岩钻孔17个，总水量6m3/h；-250m水平西六以西施工了灰岩钻孔36个，总水量290m3/h。如果这些钻孔不封闭或闸阀失效矿井涌水量可达1074m3/h。由于李嘴孜井与新庄孜井田浅部连通性较好，若李嘴孜矿收作后，井下水直接封闭井下随着水位逐渐上升可能会威胁到新庄孜井下安全，因此集团公司决定将李嘴孜井下涌水以管路形式通过-620B4b底板巷自流到新庄孜井，为减少新庄孜井排水压力及排水费用，对李嘴孜井下灰岩钻孔进行封堵显得尤为重要。钻孔封闭工作的原则：从源头减少水源、堵塞通道，对所有灰岩钻孔采取“应封尽封、做到封得住、封得快、封得省”的原则。先封闭-530m东二A1底板巷可减少涌水31m3/h，再封-390mA1回风巷可减少涌水31m3/h，接着封-420m回风巷可减少涌水6m3/h，再封-300m排水巷可减少涌水45m3/h与-250mA1底板巷可减少涌水35m3/h。以上封孔工作完成后预计减少灰岩涌水80m3/h，矿井收作后无采掘生产用水及灌浆水影响将减少矿井涌水80m3/h，预计矿井涌水量可减小到420到460m3/h。由于-300m排水巷3号钻场内钻孔法兰盘损坏无法正常从孔内注浆封堵，10号钻场内钻孔由于水压较大导致钻场垮冒，人员无法进入，加之底板侧钻场迎头垮冒导致钻孔内部分水沿裂隙直接涌出，常规水泥双液浆无法达到安全封堵的目的，故针对以上两处采取化学注浆的方法进行钻孔封堵。
先在-300m排水巷3号及10号钻场外口以内2m处施工一道挡水墙，挡水墙厚度根据钻场内围岩情况及水量而定，3号墙体厚1.5m，10号墙体厚3m，然后将墙体用混凝土充填结实，墙体留设引水管，使钻孔及钻场出水由水管流出，钻孔用水管接至墙体外，墙体上方留设注浆管用以向墙内注水泥浆液填实，待挡水墙达到设计抗压强度后，使用液压钻机施工钻孔，采用现场配置注浆液直接注入的方式进行注浆封堵。-300m排水巷3号钻场内有三个钻孔，其中3003-1和3003-3孔无水，3003-2孔从岩壁出水，水量15m3/h，迎头施工1.5m厚的挡水墙，混凝土浇筑。用管路将岩壁出水引出来。对该钻场第一次注胶堵水，该钻场关闭钻孔后，水从西侧墙下涌出，水量15m3/h，采用棉纱堵住出水点，并用水泥盖板压实，注胶后，出水点出胶，大概5分钟后即将出水点涌水堵住，后墙周边渗水，注胶24桶后，渗水逐渐减少，后稳定在0.3m3/h。两天后再次对3号钻场进行注胶加固，注胶10桶，墙体开裂，结束注胶。墙周边渗水0.1m3/h。-300m排水巷10号钻场，迎头垮冒，出水量70m3/h，迎头施工3m厚的挡水墙，混凝土浇筑。第一次对10号钻场注胶堵水，共注胶32桶，将引水孔堵住，墙周边渗水。两天后，再次对10号钻场注胶加固堵水，注胶16桶，墙周边渗水明显减少。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，该方法为化学注浆，所述化学注浆是通过高压注入化学封堵料进入灰岩钻孔；
所述化学封堵料采用注胶方式；
所述的利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法包括以下步骤：
(1)注浆施工前需观察围岩结构确定最佳注浆位置，对局部注浆浆液渗透性不好的区域需补打注浆钻孔进行注浆；
(2)在注浆过程中除操作注浆泵及浆液配制人员外需按专人观察泵压及注浆岩体变化，一旦泵压急剧增大或岩体出现变形需及时停止注浆；
(3)注浆过程中若出现漏浆量较小可采用棉纱塞住通道继续注浆，直至注浆泵达到压力达到10Mpa，若漏浆量较大，需停止注浆待浆液凝固后重新施工注浆孔；
(4)注浆施工一旦开始，必须注至达到预定压力或者不再渗水停止施工方可达到预期效果，中途不能出现断料现象，所以需备足注浆用料，具体可参考注浆段围岩裂隙百分比及可能扩散半径。
2.根据权利要求1所述的利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，所述注浆过程中混合料需混合均匀，不能随意改变配比。
3.根据权利要求2所述的利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，当准备开始注浆时，慢慢开启风泵控制阀，使所述混合料分别在桶内循环，尽量使进料管中空气排尽。
4.根据权利要求1所述的利用高压化学注浆技术封堵灰岩钻孔的方法，其特征在于，所述注浆过程中风压不得小于0.6Mpa,风量不得小于3m3/min。
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