[发明专利]一种富水地层井筒掘进探堵水方法

说明书

本发明提供一种富水地层井筒掘进探堵水方法，将超前探水和超前注浆堵水技术相结合，实现探堵水动态反馈，特别适用于富水地层井筒掘进突水事故难的安全预防与精准治理。该方法包括步骤：(S1)在井筒中心钻凿超前探水钻孔，孔深不低于一个井筒掘进进尺距离；(S2)监测探水钻孔涌水量，当涌水量超标时，将钻孔电视伸入探水钻孔中，确定涌水点数量及其深度；(S3)依据涌水量、涌水点数量及其深度确定注浆参数；(S4)进行一次注浆堵水；(S5)根据一次注浆前后涌水量及涌水点变化情况判断堵水效果，必要时调整注浆参数，直至注浆堵水成功；(S6)在完成探水钻孔段井筒掘进工程后，重复步骤(S1)‑(S5)，直至富水地层井筒施工完毕。

技术领域

本发明属于井筒掘进工程技术领域，尤其涉及一种富水地层井筒掘进探堵水方法，特别适用于含水层丰富、岩溶裂隙发育的富水地层井筒掘进施工工程。

背景技术

岩层突水是富水地层井筒掘进面临的主要危害之一。由于井筒作业面狭小，缺乏有效逃生通道，若发生重大突水事故，极易造成井毁人亡的严重后果。

目前，注浆堵水技术是国内外治理井筒突水最有效的方法之一。注浆是将可凝固的浆液注入到岩层裂隙中，使浆液与裂隙岩体凝结为一个整体，达到堵水目的。然而，现有注浆堵水技术存在较多缺陷，难以安全、精准、科学地防治突水事故。

首先，现有技术注浆时间滞后，一般是在井筒工作面出现较大涌水之后，方采取注浆堵水措施，此时若涌水量及水压极大，则可能在未完成注浆时井筒已被淹毁，即使成功堵水，也会对井壁岩体稳定性产生较大影响。其次，难以精准定位注浆位置，现有方法是在井筒周围打若干钻孔进行注浆，由于富水层深度不得而知，注浆孔数量及深度的选择存在较大盲目性，导致堵水成本较高，效果不理想。此外，注浆材料的选取完全依靠施工者的主观经验，难以精准确定注浆材料配比及其浓度，影响堵水效率。

综上，目前尚且缺乏一种有效的堵水方法，实现富水地层井筒掘进突水事故的安全预防与精准治理。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提供一种富水地层井筒掘进探堵水方法，将超前探水和超前注浆堵水技术相结合，预先获知水源相关信息，并实现探堵水动态反馈，堵水效率高、安全性好、成本低廉、实用性强。

为实现上述目的，本发明的富水地层井筒掘进探堵水方法包括步骤：

(S1)在井筒中心钻凿超前探水钻孔，孔深不低于一个井筒掘进进尺距离；

(S2)监测探水钻孔涌水量，当涌水量超标时，将钻孔电视伸入探水钻孔中，确定涌水点数量及其深度；

(S3)依据涌水量、涌水点数量及其深度确定注浆参数；

(S4)进行一次注浆堵水，优选在井筒掘进工作面与富水层相差一个进尺距离时再进行注浆堵水；

(S5)再次测定涌水量、涌水点数量及其深度，根据一次注浆前后涌水量及涌水点变化情况判断堵水效果，必要时调整注浆参数，直至注浆堵水成功；

(S6)在完成探水钻孔段井筒掘进工程后，重复步骤(S1)-(S5)，直至富水地层井筒施工完毕。

步骤(S1)-(S6)的施工流程简图如图1所示。

优选的，探水钻孔孔径为60～80mm，孔深为井筒掘进进尺的8～10倍。

优选的，涌水量超标的阈值为井筒排水能力的80％～90％。

优选的，注浆参数包括注浆孔位置、注浆材料配比及其浓度。

优选的，注浆钻孔孔径为30～50mm，沿井筒壁环向每隔30～60°均匀分布，进一步，注浆钻孔与垂直方向的夹角为30～45°。