[發(fā)明專利]一種加固注漿材料及其在碎粉巖地層加固中的應用

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• 申請日: 2022-08-10
• 公開（公告）號: CN115403327A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設計）人: 馬晨陽;徐先杰;馬婉琳;李術才;劉人太;楊磊;陳孟軍;白繼文;屠文鋒;宮育安;范奉帥;李為豪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/12;E21D11/10;C04B111/70;C04B111/27
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發(fā)明屬于地下工程封堵材料技術領域，涉及一種加固注漿材料及其在碎粉巖地層加固中的應用。按照重量份數計，包括以下原料：丙烯酰胺14～18份，四甲基乙二胺0.5～1.5份，引發(fā)劑1～3份，交聯(lián)劑0.5～1.5份，水泥44～180份，水150～200份。制備方法，包括如下步驟：將丙烯酰胺、TEMED、一部分水泥加入至一部分水中，混合均勻獲得A組分；將引發(fā)劑、交聯(lián)劑、另一部分水泥加入至另一部分水中，混合均勻獲得B組分；將A組分與B組分混合，即得。本發(fā)明提供的加固注漿材料可高效地治理碎粉巖地層突涌水，改善并提高涌水封堵效率。

技術領域

本發(fā)明屬于地下工程封堵材料技術領域，涉及一種加固注漿材料及其在碎粉巖地層加固中的應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

據發(fā)明人研究了解，現有注漿材料對碎粉巖的治理存在“三差”特征：膠結強度差、滲透性差及漿液留存率差，難以滿足碎粉巖地層注漿堵水加固過程中對突水、突泥災害的治理要求。

發(fā)明內容

為了解決現有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種加固注漿材料及其在碎粉巖地層加固中的應用，本發(fā)明提供的加固注漿材料可高效地治理碎粉巖地層突涌水，改善并提高涌水封堵效率。

為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

一方面，一種加固注漿材料，按照重量份數計，包括以下原料：丙烯酰胺14～18份，四甲基乙二胺(TEMED)0.5～1.5份，引發(fā)劑1～3份，交聯(lián)劑0.5～1.5份，水泥44～180份，水150～200份。

本發(fā)明提供的材料通過滲透材料與劈裂材料進行有機無機復合，基于堿激發(fā)反應礦物調控，采用復合調凝、超塑化調控、復合活性激發(fā)制備碎粉巖治理專項材料，有效減小材料作用模式壓力差，實現有機-無機復合高效協(xié)同。該材料在達到起劈壓力時，發(fā)生劈裂注漿，劈裂過程中，隨著壓力逐漸升高，極易達到起滲壓力，漿液滲透到周圍砂體中，進一步交聯(lián)加固碎粉巖，有效實現對碎粉巖地層的大范圍有效加固。

另一方面，一種上述加固注漿材料的制備方法，包括如下步驟：

將丙烯酰胺、TEMED、一部分水泥加入至一部分水中，混合均勻獲得A組分；

將引發(fā)劑、交聯(lián)劑、另一部分水泥加入至另一部分水中，混合均勻獲得B組分；

將A組分與B組分混合，即得。

丙烯酰胺與引發(fā)劑容易反應，若直接將丙烯酰胺與引發(fā)劑，其在混合過程中易反應凝結，因而將丙烯酰胺與引發(fā)劑分為A、B組分分別添加。水泥為粉末狀固體，若直接添加A組分或B組分，容易降低組分的流動性，而當A、B組分混合后再添加水泥，難以在丙烯酰胺與引發(fā)劑反應前混合均勻，從而喪失流動性。

本發(fā)明的制備方法，能夠更好的保證各組分在溶液中的分散均勻性，從而在A、B組分混合后，能夠保證材料流動性，保證注漿效果。

第三方面，一種上述加固注漿材料在碎粉巖地層加固中的應用。

第四方面，一種上述加固注漿材料在具備滲慮效應的地層突涌水封堵中應用。

(1)本發(fā)明以基于丙烯酰胺的溶液作為滲透交聯(lián)液，有效提高材料的滲透性，解決了碎粉巖地層滲透性差，常規(guī)注漿材料無法有效滲透的問題；以水泥作為漿脈骨架液，有效解決了丙烯酸溶液單獨作用下強度較低，無法滿足工程強度需求的問題。通過解決上述問題，能夠有效地解決現有注漿材料治理碎粉巖地層只劈不滲、無法對漿脈外地層有效加固的問題。