CN107489399A - 一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺 - Google Patents

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赵建鹏
王永全
赵福森
吴铁卫
卢荣茂
赵璞
李曦滨
王康
张东东
罗成
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
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    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
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    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like

Abstract

本发明提供一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其过程如下：1)利用原有井眼轨迹，由下向上，向钻孔内送入套管。2)套管下到位后，向井壁与套管间塞入麻状物，以堵塞环状间歇。3)在钻孔出水点旁采用风钻施工多个小口径钻孔。4)往小口径钻孔下入钢管，往套管外的环状间隙注入双液浆封闭、加固套管与井壁环状间隙。5)做试压试验，观测套管周围及附近顶板有无出水现象。6)在套管固定好后，采用法兰盘连接注浆管，向钻孔内注入水泥浆,直至压力升高至水压的1.5‑2.0倍，停止注浆。本工艺采用从井下反向下入套管，注浆封闭套管与井壁间环状间隙，而后向钻孔内注入一定量的水泥浆，封闭钻孔空间，完成封闭止水。

Description

一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺
技术领域
本发明属于矿床水文地质领域，尤其是涉及一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔涌水条件下井下反向注浆封堵工艺。
背景技术
煤矿在前期勘探过程中，有不少数量的钻孔封闭不良或者未封闭，对煤矿安全开采形成重大隐患，由于探测难度大，不少煤矿在巷道掘进或者工作面回采阶段揭露，形成涌水事件，给煤矿安全开采造成重大损失。目前，针对不良钻孔主要采取地面提前起封，一旦发生突水事故，井下钻探处理方式不多。因此，研发一种安全、高效的钻孔井下注浆封堵工艺是个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，针对井下揭露钻孔顶板反向下管、注浆。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其过程如下：
第一步：在封闭不良钻孔涌水条件下，利用原有井眼轨迹，由下向上，向钻孔内送入套管，套管顶端缠绕麻线，套管末端缠绕麻线，并焊接法兰盘。
第二步：套管下到位后，向井壁与套管间塞入麻状物，以堵塞环状间歇，采用倒链固定套管。
第三步：在钻孔出水点旁边附近位置，采用风钻施工多个小口径钻孔，按照钻孔位置、施工角度，计算钻孔长度。
第四步：往小口径钻孔下入钢管，作为往套管与井壁间环状间隙内注浆的预埋导管，往套管外的环状间隙注入“双液”化学水泥浆液(即双液浆)封堵环状间隙。
第五步：做试压试验，观测套管周围及附近巷道顶板有无出水现象，如果发现出水及时注浆加固。
第六步：在确保套管固定完好后，采用法兰盘连接注浆管，向钻孔内注入水泥浆,直至压力升高至水压的1.5-2.0倍，停止注浆。
进一步的，在所述注浆管上设有高压阀门、排水管，所述注浆管与防喷装置相连。
进一步的，在步骤三中施工的小口径钻孔为3-5个。
进一步的，所述小口径钻孔的口径为Φ20-Φ25mm。
进一步的，在步骤三中小口径钻孔的施工角度为20度-30度。
进一步的，在步骤三中的钻孔长度为2m-4m。
进一步的，在所述钢管上安装有阀门。
进一步的，所述“双液”化学水泥浆液为水泥-水玻璃双液浆。
进一步的，所述水泥浆的密度为1.80g/cm3。
进一步的，所述套管由多节构成，第一节套管缠绕麻线，最后一节套管缠绕麻线，并焊接法兰盘。
进一步的，所述麻状物可以是布料。
相对于现有技术，本发明所述的钻孔井下反向注浆封堵工艺具有以下优势：本工艺采用从井下反向下入套管，注浆封闭套管与井壁间环状间隙，而后向钻孔内注入一定量的水泥浆，封闭钻孔空间，完成封闭止水，节约时间及成本，且安全、高效。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的原理示意图。
附图标记说明：
1-防喷装置；2-排水管；3-高压阀门；4-法兰盘；5-麻线；6-套管；7-注浆管；8-注浆孔；9-巷道顶板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其过程如下：
第一步：在封闭不良钻孔涌水条件下，利用原有井眼轨迹，由下向上，向钻孔内送入套管6，第一节套管6缠绕麻线，最后一节套管6缠绕麻线5，并焊接法兰盘4，以此充填、密封井壁与套管6的间隙。
第二步：套管6下到位后，向井壁与套管6间塞入麻状物，以堵塞环状间歇，采用倒链固定套管6。
第三步：在钻孔出水点旁边附近位置，采用风钻施工3-5个口径为Φ20-Φ25mm的小口径钻孔(即注浆孔7)，按照钻孔位置、施工角度，计算钻孔长度。小口径钻孔的施工角度可以为20度-30度，钻孔长度可以为2m-4m。
第四步：往注浆孔下入钢管，作为往套管与井壁间环状间隙内注浆的预埋导管，在钢管上安装有阀门，往套管外的环状间隙注入水泥-水玻璃双液浆封，封闭、加固套管与井壁环状间隙。
第五步：做试压试验，观测套管6周围及附近巷道顶板9有无出水现象，如果发现出水及时注浆加固。
第六步：在确保套管6固定完好后，采用法兰盘4连接注浆管7，在所述注浆管7上设有高压阀门3、排水管2，所述注浆管7与防喷装置1相连，向钻孔内注入密度为1.80g/cm3的水泥浆,直至压力升高至水压的1.5-2.0倍，停止注浆，完成钻孔封堵。
针对钻孔直径113mm，水头压力5Mpa，涌水量为500m3/h的案例，按照本工艺可做如下操作：下入108mm套管25m，施工注浆孔4个，注入水泥-水玻璃双液浆封闭环状间隙。然后注入水泥7.67m3，侯凝72小时，期间持续观测，钻孔周围顶板无渗水现象，打开阀门观测25小时，钻孔内无出水现象，完成钻孔封堵。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于，过程如下：
第一步：在封闭不良钻孔涌水条件下，利用原有井眼轨迹，由下向上，向钻孔内送入套管，套管顶端缠绕麻线，套管末端缠绕麻线，并焊接法兰盘；
第二步：套管下到位后，向井壁与套管间塞入麻状物，以堵塞环状间歇，采用倒链固定套管；
第三步：在钻孔出水点旁附近位置，采用风钻施工多个小口径钻孔，按照钻孔位置、施工角度，计算钻孔长度；
第四步：往小口径钻孔下入钢管，作为往套管与井壁间环状间隙内注浆的预埋导管，往套管外的环状间隙注入“双液”化学水泥浆液封堵环状间隙；
第五步：做试压试验，观测套管周围及附近巷道顶板有无出水现象，如果发现出水及时注浆加固；
第六步：在确保套管固定完好后，采用法兰盘连接注浆管，向钻孔内注入水泥浆,直至压力升高至水压的1.5-2.0倍，停止注浆。
2.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：在所述注浆管上设有高压阀门、排水管，所述注浆管与防喷装置相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：在步骤三中施工的小口径钻孔为3-5个。
4.根据权利要求3所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：所述小口径钻孔的口径为Φ20-Φ25mm。
5.根据权利要求1或2所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：在步骤三中小口径钻孔的施工角度为20度-30度。
6.根据权利要求1或2所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：在步骤三中的钻孔长度为2m-4m。
7.根据权利要求1或2所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：在所述钢管上安装有阀门。
8.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：所述“双液”化学水泥浆液为水泥-水玻璃双液浆。
9.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：所述水泥浆的密度为1.80g/cm3。
10.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿床的封闭不良钻孔井下反向注浆封堵工艺，其特征在于：所述套管由多节构成，第一节套管缠绕麻线，最后一节套管缠绕麻线，并焊接法兰盘。
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