[發明專利]鉆孔注漿漿液空間擴散范圍及路徑描述方法

有效

• 申請號: 201511010704.8
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105629309B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 劉建功;李玉寶;高會春;啜曉宇;趙章;陳志輝;賈靖;李全明;盧鋼
• 申請（專利權）人: 河北煤炭科學研究院
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 王占華

1.一種鉆孔注漿漿液空間擴散范圍及路徑描述方法，其特征在于包括如下步驟：

1）確定注漿鉆孔位置，以注漿鉆孔在目標主含水層內終孔點為中心，利用井下巷道構建井下微震監測系統；

2）通過注漿鉆孔對目標礦區含水層實施人工注漿，注入過程分為四個階段，注漿初期：采用水灰比濃度為1:0.3-1:0.4的純水泥漿，注入壓力控制在1.0-1.1MPa，注漿量大，控制在總用漿量的40%-45%；注漿中期：采用水灰比濃度為1:0.45-1:0.55的純水泥漿，注入壓力控制在1.1-1.2MPa，注漿量基本穩定，控制在總用漿量的30%-35%；注漿后期：采用水灰比濃度為1:0.6-1:0.8的純水泥漿，注入壓力控制在2.4-3.1MPa，注漿量大幅減少，控制在總用漿量的15%-20%；注漿結束期：采用水泥漿加水玻璃雙液漿灌注，水玻璃和水泥漿的比例控制在1:7-1:9,水泥漿的水灰比濃度為1:1.25，漿液快速凝固；

3）通過注漿，漿液進入含水層裂隙內，產生驅水、劈裂、破巖作用，人工誘發微震事件，觀測不同注漿階段漿液擴散形成的微震事件空間分布情況；

所述步驟2）中，當含水層厚度超過500m，根據其垂直方向巖性及含水性變化，自上而下分為淺部、中部和深部三個層段進行描述，其中淺部范圍為小于50m，中部范圍50-130m，深部范圍大于130m；

所述的注漿初期，漿液順流而下，在含水層內沿地下水流向做水平運動和向深部擴散，漿液進入后，首先是在近處向深部擴散,封堵垂向導水通道，之后向遠處沿淺部和中淺部巖溶裂隙網絡擴散；在這一階段，由于含水層垂向導水通道得到封堵，鉆孔水量減小，注漿初見成效；

所述的注漿中期，由于下游裂隙和垂向導水通道得到封堵，漿液溯流而上，開始向泄水口擴散，對上游含水層巖溶裂隙進行封堵；

所述的注漿后期，漿液擴散范圍收窄，微震事件主要集中在泄水口附近，大部分巖溶裂隙得到封堵，注漿效果進一步顯現；

所述的注漿結束期，漿液中加入以水玻璃為主的速凝劑快速凝固，漿液擴散形成的微震事件集中在一個較小范圍內，且與含水層上部煤系地層微震事件范圍重合，指示突水口位置。

2.根據權利要求1所述的鉆孔注漿漿液空間擴散范圍及路徑描述方法，其特征在于構建井下微震監測系統的方法是根據井下巷道條件，采用全包圍方式布置微震檢波器，微震檢波器埋設深度要求大于巷道松動圈，相鄰微震檢波器水平間距控制在150m以內、同一巷道微震檢波器不能分布在一條直線上、鉛垂方向高差要求大于2m、三軸微震檢波器底端向下朝向重點監測區域、單軸微震檢波器指向要求多元化。

3.根據權利要求2所述的鉆孔注漿漿液空間擴散范圍及路徑描述方法，其特征在于所述的微震檢波器采用全包圍的方式，是指以注漿鉆孔在目標主含水層內終孔點為中心，沿井下已有巷道呈矩形或不規則形狀進行四周封閉式布置微震檢波器，所述微震檢波器與采集分站連接構成井下微震監測系統。