[發(fā)明專利]一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110332431.8 | 申請日： | 2021-03-29 |
| 公開（公告）號： | CN112983536B | 公開（公告）日： | 2023-04-28 |
| 發(fā)明（設計）人： | 羅衛(wèi)東;蔣中承;唐勇;楊乘;任青山 | 申請（專利權(quán)）人： | 貴州盤江煤電集團技術(shù)研究院有限公司 |
| 主分類號： | E21F7/00 | 分類號： | E21F7/00;E21F17/00;E21F17/18;E21B33/138;E21B47/06 |
| 代理公司： | 貴陽中新專利商標事務所 52100 | 代理人： | 商小川 |
| 地址： | 553536 *** | 國省代碼： | 貴州;52 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 確定 煤礦 瓦斯 鉆孔 密封 最佳 壓力 方法 | ||
1.一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、在目標煤層選取大塊煤樣品制備標準煤柱試樣若干，在若干試樣中選取裂隙最為發(fā)育的試驗樣品；
步驟二、將選定的試驗樣品進行工業(yè)CT掃描，并將掃描結(jié)果導入CT重構(gòu)軟件進行三維數(shù)字化巖心重構(gòu)，通過對軟件中的數(shù)字化巖心的光度閾值分割，篩選出煤的閾值區(qū)間和裂隙的閾值區(qū)間，并以此為依據(jù)建立含裂隙煤巖的三維數(shù)字化物理模型；
步驟三、以上述三維數(shù)字化物理模型為模板，采用3D打印技術(shù)生成人造煤巖樣品若干枚，并做好編號；
步驟四、將人造煤巖樣品裝入高壓注漿容器中密封，通過注漿泵向高壓注漿容器注入漿液，注漿壓力為0.7MPa，穩(wěn)壓注漿1min；
步驟五、在漿液失去流動性和初凝前將注漿泵和高壓注漿容器卸壓，取出人造煤巖樣品清理外表漿液并標記注漿壓力；
步驟六、選取新的人造煤巖樣品重復步驟四和步驟五操作，設定注漿壓力分別為1.0MPa、1.3MPa、1.6MPa、1.9MPa、2.2MPa、2.5MPa、2.8MPa、3.1MPa，對每個注漿壓力對應的人造煤巖樣品做好標記；
步驟七、待上述不同注漿壓力下注漿充填的含裂隙的人造煤巖樣品完全凝固后，將其放入干燥箱中干燥至少24小時；
步驟八、將干燥后的人造煤巖樣品進行工業(yè)CT掃描，并將掃描結(jié)果導入CT重構(gòu)軟件中進行三維成像，篩選注漿材料固結(jié)后注漿浸入體的閾值區(qū)間，并通過閾值分割在軟件中呈現(xiàn)不同注漿壓力的注漿浸入體的立體形態(tài)，通過軟件命令計算不同注漿壓力的注漿浸入體體積；
步驟九、對人造煤巖樣品的注漿壓力與其對應的注漿浸入體體積數(shù)據(jù)進行分析，找出注漿壓力升高而注漿浸入體體積沒有明顯增加的點，確定為實驗室測定的注漿壓力向裂隙中滲透的極限壓力值P1；
步驟十、選取與實驗室試驗樣品相同，且同為一個井田區(qū)域內(nèi)的煤層，避開大的圍巖裂隙區(qū)和構(gòu)造應力不穩(wěn)定區(qū)域，對若干個鉆孔以相同的注漿工藝注漿密封，直至密封段出現(xiàn)泄漏，分別記錄泄漏時的注漿壓力，并計算該區(qū)域所能承受的最大注漿壓力P2；
步驟十一、選出最佳注漿壓力值，若P1≤P2，選擇P1作為最佳注漿壓力值；若P1＞P2，選擇P2作為最佳注漿壓力值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于：所述步驟一中裂隙最為發(fā)育的樣品，要求該樣品裂隙外表面張開度大于0.5mm，并肉眼可見裂隙延伸到樣品內(nèi)部較深。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于：所述步驟二中CT掃描精度不小于50微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于：所述步驟三3D打印時將煤基質(zhì)部分打印為固體結(jié)構(gòu)，將裂隙部分打印為實體的孔洞，并且打印精度不小于50微米，打印材料為光聚合物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于：所述步驟四采用的漿液為速凝水泥與水混合物，所述速凝水泥由超細水泥、雙快水泥、懸浮劑復合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于：每次裝入高壓注漿容器的人造煤巖樣品數(shù)量不低于三個，對于同一個注漿壓力的樣品的注漿浸入體體積求其平均值作為該注漿壓力下的注漿浸入體的體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定煤礦瓦斯抽采鉆孔注漿密封最佳注漿壓力的方法，其特征在于：所述步驟九中，以若干人造煤巖樣品不同的注漿壓力作為X軸數(shù)據(jù)，以所對應的漿液注漿浸入體體積作為Y軸數(shù)據(jù)通過繪圖軟件繪制二維散點圖，在圖上找出注漿壓力升高而注漿浸入體體積沒有明顯增加的點，確定為注漿壓力向裂隙中滲透的極限壓力值P1。
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