[发明专利]厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法

说明书

本发明提供一种厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法，所述方法包括如下步骤：1)由厚松散层的地面向下钻孔；2)现场压水试验；3)现场高压注浆试验；4)压水试验与高压注浆试验的监测数据分析；5)求解厚松散层地面注浆的扩散半径及注浆压力；6)计算现场高压注浆试验理论注浆总量；7)校核厚松散层地面注浆的扩散半径及注浆压力。能够科学的确定临近既有深立井井筒的厚松散层地面注浆参数，为揭示厚松散层地面注浆浆液扩散机理及其注浆参数设计与施工提供更可靠的理论和试验依据。

技术领域

本发明涉及煤矿立井井筒注浆技术领域，特别涉及一种临近既有深立井的厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法。

背景技术

煤矿立井井筒是输送人员与材料等的咽喉，事关矿井的运行和安全生产。自上世纪80年代以来，我国黄淮地区已有200多个井筒发生破坏，严重影响矿井生产安全。经多年来国内外学者的大量研究，已对其破坏机理基本达成共识，且针对其破坏特征和破损机理，提出了“竖让横抗”和“地面注浆加固井筒周围地层”两种治理方案，并收到预期的良好效果。对立井井筒周围地层注浆的目的是封堵井筒周边含水地层的水利通道，阻滞含水地层疏水，减缓、减少井筒周边地层的沉降，降低立井井壁所受到的竖向附加力。进一步细分，“地面注浆加固井筒周围地层”的方法又包括井筒壁后注浆和地面注浆加固。

虽然目前关于立井表土地层的加固注浆已有一定的研究和工程实践，但是随着煤炭资源开采强度的不断加大，浅部资源日益减少，国内部分矿井相继进人了深部煤炭开采状态，越来越多的立井井筒需要穿越深厚的冲积层(400m以上)。特别是，随着井筒穿越的冲积层越厚，其壁后土层的固结程度越大，可注性能越来越差。显然，已经不能按照常规表土地层的注浆方法进行深立井地层的加固注浆，若单纯通过的增大注浆压力，其注浆压力将达5～8MPa，极容易产生劈裂注浆，过大的注浆压力会直接作用于井筒，而造成井筒的破坏。

鉴于国内外有关深厚松散层地面高压注浆加固地层的工程案例较少，加之地层可注性的不确定性，根据不同地层条件科学合理确定注浆压力和注浆扩散半径一直是岩土工程界亟待解决的技术难题。因此，合理选取注浆压力和注浆半径，对科学制定注浆方案，确保既有井筒安全具有重要指导作用。如何确定既有井筒条件下深立井地层加固注浆压力和浆液扩散半径尚无相关工程实践确定方法，开展此方面的研究迫在眉睫。

因此，需要提供临近既有深立井的厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法以解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法，用于临近既有深立井井筒的厚松散层地面注浆参数的确定。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法，所述方法包括如下步骤：1)由厚松散层的地面向下钻孔；2)现场压水试验；3)现场高压注浆试验；4)压水试验与高压注浆试验的监测数据分析；5)求解厚松散层地面注浆的扩散半径及注浆压力；6)计算现场高压注浆试验理论注浆总量；7)校核厚松散层地面注浆的扩散半径及注浆压力。

进一步地，在上述的厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法中，所述步骤1)中，所述钻孔的底端到达位于厚松散层底部的底部含水层，所述钻孔的底端与风化基岩的顶面之间具有距离；优选地，所述钻孔的底端与风化基岩的顶面之间的距离为h：4mh10m。

进一步地，在上述的厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法中，所述步骤1)中，所述钻孔在厚松散层内以粘土层作为控制层段，所述钻孔在厚松散层内以砂层和砂层-粘土层互层作为注浆层段；压水试验和高压注浆试验的试验层段为所述注浆层段；钻孔结束后，在现场压水试验和现场高压注浆试验前，对所述钻孔的所述注浆层段进行洗井，在所述注浆层段的位置处放置滤管，在所述控制层段的位置处放置实套管；优选地，采用清水进行洗井，洗井时间t12小时。