[發明專利]一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法

有效

• 申請號: 202010164517.X
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111365003B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 王雙明;石智軍;申艷軍;王生全;侯新;郝建帥;白志鵬
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21B33/13
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

1.一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、采用鉆桿開展井下定向鉆孔作業方式并基于鉆孔內窺鏡觀測手段，確定離層空間分布、導水裂隙帶高度，進而確定注漿囊袋所需注漿量及注漿壓力；

第二步、參考煤礦井下注漿材料性能測試相關標準，開展室內試驗研究，獲得漿液材料及合適配合比，并依據室內試驗確定漿液擴散半徑、擴散速度，并選擇合適的速凝劑、早強劑，確定合適的配合比及實現初凝時間的精確把控；

第三步、由巷道使用大直徑鉆桿將囊袋及雙控導流閥推送至離層空間，沿鉆孔布設注漿管道及PVC套管，其中，巷道工作面附近注漿管道上布設注漿流量計、注漿壓力計和雙控導流閥；

第四步、打開雙控導流閥上部閥門，對間隔式囊袋進行內部注漿充填，注漿過程中，密切監測注漿管道上布設的注漿流量及注漿壓力監測儀表；

第五步、待囊袋注漿完成后，打開雙控導流閥下部閥門，對導水裂隙帶進行注漿封堵，注漿過程中，密切監測注漿管道上布設的注漿流量計及注漿壓力監測儀表；

第六步、注漿完成后，對導水裂隙帶封堵效果進行地球物理探測，判定導水裂隙帶內部漿液入滲效果，若發現存在明顯注漿量不足問題，采用二次加壓補強注漿。

2.根據權利要求1所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：第一步中，依據室內試驗確定漿液配比，確保其流動性、初凝時間及漿液凝固強度可達到預定要求；而導水裂隙帶的注漿量依據其發育高度、漿液正常流動及初凝時間綜合確定。

3.根據權利要求1或2所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：第三步中，囊袋之間的間隔距離由漿液擴散半徑確定。

4.根據權利要求3所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：最終形成的所述囊袋之間的間隔距離為2倍漿液擴散半徑。

5.根據權利要求3所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：第四步中，其停止注漿的判別標準采用滿足以下條件之一原則：(1)若囊袋內部壓力急劇增高，可判定囊袋已與離層上部巖層已完全接觸時；(2)若囊袋注漿量已達到囊袋膨脹預期設計尺寸極限容納量后，且與離層空間上部巖層接觸面積達到設計要求時。

6.根據權利要求3所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：在第五步中，其停止注漿的判別標準推薦采用以下條件：(1)若注漿壓力增高并維持高位不變時；(2)若注漿量已達到或超過導水裂隙帶發育高度等量換算所需極限量時；可判定導水裂隙帶已達到較為理想的封堵效果，此時停止注漿作業。

7.根據權利要求3所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：第六步中，密切關注離層囊袋注漿減沉效果，必要時配合其他減損技術進行加強處理。

8.根據權利要求3所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：所述雙控導流閥包括第一出漿口、第二出漿口、漿液入口、活塞組件、活塞腔、第一液壓管和第二液壓管；所述第一出漿口和第二出漿口分別設置在雙控導流閥的側面和底面位置，所述第一出漿口與囊袋連接，所述第二出漿口直接與外界連接，所述漿液入口設置在第一出漿口的對立面上，所述活塞腔設置在雙控導流閥中，所述第一出漿口、第二出漿口和漿液入口分別與活塞腔的下端部貫通連接。

9.根據權利要求8所述的一種離層內囊袋注漿與導水裂隙帶封堵的聯合減沉方法，其特征在于：所述活塞組件設置在活塞腔中，所述第一液壓管和第二液壓管分別與活塞腔的上端部貫通，所述活塞組件設置在活塞腔中，所述活塞組件包括活塞蓋、活塞桿、閥瓣和下塞塊；所述活塞桿設置在下塞塊的頂部位置，所述活塞桿與活塞桿固定連接，活塞桿和活塞蓋設置在活塞腔的上端部，所述第一液壓管和第二液壓管平行設置，且高度設置不同，所述活塞蓋設置在第一液壓管和第二液壓管出液口端的位置。