[发明专利]一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法

说明书

本发明涉及一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，属于矿井水害防治领域。其包括:根据设计参数施工堵水注浆钻孔的步骤、判断储导水通道的准确位置的步骤、估算储导水通道的过水面积的步骤、计算第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置的步骤、下入第二级孔径套管并封固的步骤、连接并下入双浆注浆管的步骤、安装密封装置步骤、安装完成后进行注浆堵水的步骤及注浆结束后拆卸双浆注浆管和密封装置的步骤。它有效解决了钻孔在水敏性地层段缩径、孔壁坍塌等难题，较大程度地缩短了混合浆液的运移距离，可以达到在任意深度的矿井井下的钻孔内注入双浆混合浆液，快速实现封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的。

技术领域

本发明涉及一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，属于矿井水害防治领域。

背景技术

水害一直是严重影响矿井生产安全和威胁作业人员生命安全的主要地质灾害之一。注浆堵水是治理矿井水害的重要手段。矿井涌水后，一般都要通过矿井井下钻孔进行注浆，通过向涌水水源地层内的岩溶(裂隙)和储导水通道内注入浆液进行封堵，达到注浆堵水的目的。但是使用目前常用的孔口双液混合方式进行注浆时，当钻孔长度超过100m，混合浆液需要钻孔内运移较长距离，且浆液在运移过程中受钻孔内高压地下水的反向压力10，导致浆液未运送至孔底储、导水通道内就因初凝而失去流动性，初凝后的混合浆液固结在钻孔内，造成注浆失败。瞬时高压还可能引发管路泄漏、套管外移、注浆泵损坏等其它事故。因为无法安全顺利灌注双液浆，只能通过钻孔注入单液浆，进入到导水裂隙内的单液浆被储导水通道内的高压动水迅速冲散稀释，造成注浆效果较差，施工工期长，工程费用严重超预算等不良后果。因此超深钻孔内双液注浆一直是困扰矿井井下水害治理的技术难题之一。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，它有效杜绝了混合浆液反流进套管并封固堵塞套管的弊端，有效解决了钻孔在水敏性地层段缩径、孔壁坍塌等难题，较大程度地缩短了混合浆液的运移距离，能保证在混合浆液初凝前被安全输送到储导水通道内，可以达到在任意深度的矿井井下的钻孔内注入双浆混合浆液，快速实现封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的，其采用的技术方案如下：

一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据设计参数施工堵水注浆钻孔，超深注浆钻孔采用三级孔径，两级套管的钻孔结构，在第一级孔径钻孔设计深度内下入第一级孔径套管并封固合格后，再使用第三级孔径钻头施工第三级孔径钻孔；

2)在施工第三级孔径钻孔时准确判断地层岩性及其是否存在储导水通道，判断储导水通道的准确位置；

3)当第三级孔径钻孔内揭露储导水通道出现涌水后，准确测量单位时间涌水水量和水压，通过涌水量和水压估算储导水通道的过水面积；

4)现场配备高压变量注浆泵，根据高压变量注浆泵的不同档位泵量所能实现的两种浆液的多种配比、多种配比下混合浆液的流量、多种配比下的混合浆液的初凝时间，并结合第三级孔径断面面积数据，通过计算对比，最终选择混合浆液在第三级孔径钻孔内的安全运行距离，也即可以计算出第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置；

5)第二级孔径套管设计深度确定后，在第二级孔径套管的底口端设计深度位置以上，使用第二级孔径钻头对第三级孔径钻孔进行扩大孔径施工，形成第二级孔径钻孔，并在第二级孔径钻孔内下入第二级孔径套管并在第二级孔径套管和第一级孔径套管之间注浆封固，封固质量必须满足能承受注浆终压的1.5倍压强下套管无泄漏、无松动外移，第二级孔径套管由多节短管通过螺纹连接而成，要求螺纹完好，连接后密闭质量好，在注浆压力下无泄漏无脱扣现象；

6)第二级孔径套管封固合格后，重新使用第三级孔径钻头在该套管内透孔，透孔后延伸到储导水通道内，达到第二级孔径套管内出现正常涌水为止；