[发明专利]一种简便快捷封堵地层动水及孔隙的方法

摘要

本发明提供一种简便快捷封堵地层动水及孔隙的方法，采用腈纶丝棉对冒水形成滤网，随后在水眼中注入不同配方的聚氨酯浆液与水作用迅速发泡形成聚氨酯泡沫，在腈纶丝棉处发生的化合及物理混合作用下，使腈纶丝棉迅速形成弹性胶塞结构封堵各类水眼及裂隙，封堵其水流。设计发明的针管注射式注浆法，省略注浆施工中的埋、封注浆钢管工艺，提高注浆工效，降低注浆及堵动水施工难度。采用合理的钻孔引水措施，合理调配注浆配方及注浆填埋工艺可使注浆浆液沿水流通道流渗到地层较深远的地方封堵水流，达到更好的堵水效果。

主权项

一种简便快捷封堵地层动水及孔隙的方法，其特征在于：分布实施; 步骤1裂隙及钻孔处置：对渗水滴水区域采用网格法均布设计注浆钻孔，孔距0.5m～2.0m、孔深3.0m以内；对小冒水区域针对重点冒水部位结合地质资料设计注浆钻孔，尽量使一个钻孔穿过多个地层裂缝达到一孔多层；对大冒水区域，当冒水点或冒水裂隙可容纳注浆针管时，不必再钻注浆孔，当它们不能容纳注浆针管时，根据冒水点地表情况直接在水眼点钻孔或另寻完整地表将注浆孔钻到该冒水串通裂隙中将大量冒水水流引出;其中钻孔孔径为Φ10～Φ64、采用凿岩台车及冲击电钻钻孔;对各区域地层不同裂隙特点及冒水情况，采用一孔多层的汇水钻孔方式,注浆钻孔孔深3.0m、汇水钻孔孔深3.0m～15m;使该区域内的深层的水路、裂隙尽量与钻孔连通，从而减少钻孔数量及孔深,堵水时一般先封堵大冒水区域，再封堵小冒水区域，最后封堵渗水滴水区域;步骤2封堵材料及方法：1)在注浆孔或冒水水眼、裂缝内布放注浆针管,针管应深入地层0.5m以上，对针管周围适当位置及周边与注浆孔相连通的冒水裂隙、冒水孔,即距孔口、裂隙口0.3m～0.5m深,采用适量特殊填料进行不完全堵水的快速充填，在注浆针管周围需充填长度为10cm～30cm，Φ42钻孔的填充量为0.2kg～0.5kg;填充10cm～30cm厚度的腈纶丝棉可过滤流水,不能完全封堵流水;对其它与注浆孔相连通的裂隙及冒水孔采用腈纶丝棉,不布放注浆针管,或另加一些木片、木楔辅助以快速实现不完全堵水的临时充填;2)由灌浆机通过注浆针管向孔内注入快速封孔堵水聚氨脂材料;对大冒水钻孔或水眼主要注入凝胶发泡时间短,在1min内的水溶性聚氨脂浆材单液如HX‑669，或注入HX‑669、HX‑668配比为1：1的混合浆液;而对小冒水钻孔或水眼选用注入凝胶发泡时间1.5min～3min的混合液，即配用聚氨脂浆液HX‑668添加部分HX‑669的混合液,其中封孔聚氨脂注浆量的估算公式是：注浆量Q为升=2＊浆材凝胶发泡时间为分钟＊该注浆孔系统充填料后的总冒水量为升/分钟;注浆压力按大于地层动水压力0.2MPa～0.5MPa选取，这些注入的聚氨脂浆液与水混合后迅速产生凝胶、发泡反应，在冒水水流携带出孔口的过程中，流动的浆液及已形成的凝胶、发泡体被填料网住过滤及阻拦，它们迅速与填料发生混合的一系列化学物理反应，在1min～3min时间内胶粘膨胀并形成弹性胶状物质从而完全封堵冒水或漏水;同样，对与注浆孔相连通的其它冒水裂隙、冒水孔采用填料初步填封后，在冒水水流的作用下，通过注浆针管注入浆液,由它产生的凝胶、发泡体最终会被水流流送到这些填料之中快速形成胶粘膨胀体从而完全封堵冒水水眼及冒水裂隙;3)对于缺水地层或无水地层中的钻孔或裂隙，则采用填料,用量按充填长度为10cm～30cm,中添加少量混合配用聚氨脂浆液,由1份HX‑669、1～5份HX‑668组成，按1kg混合聚氨脂浆液产生10升充填体积计算聚氨脂用量、然后添加少量水,与HX‑669重量相同，将含有这些混合物的特殊填料塞入钻孔或裂隙中，几分钟后，它们将自行发泡膨胀形成弹性胶状物质从而完全封堵或填充钻孔及裂隙;4)在表层冒水通道被封堵后，通过注浆针管，根据需要向地层深处泵送发泡率较高且泡体固结强度较高的油性聚氨脂单液浆材HX‑668、或用泵送水泥混合浆材,由0.8的水泥浆1份、水玻璃5份、粘土浆0.1份混合制得,以进一步封堵、充填地层远处的漏水通道及裂隙，注浆时间较长时，必须每隔3min～5min抽动注浆针管，直径Φ3～Φ10，以防针管被凝固在填封塞中； 5)注浆结束前,注入1kg～3kg的HX‑669浆液，然后拨出注浆针管,迅速向针管孔内塞入用水浸湿的腈纶丝棉，它与HX‑669浆液相遇会快速胶粘针管孔，或采用与针管孔同径的钢筋或用水浸湿木棍等物，插入原针管孔内，在胶塞的弹性及摩擦力、HX‑669浆液、水等共同作用下，钢筋、木棍等物可迅速封堵注浆孔内的浆液及压力，在注浆过程中需停顿时、或注浆结束后，需迅速采用二甲苯、丙酮等清洗泵、管系统，以防聚氨脂浆液发泡凝固。