專利名稱：一種礦井井壁流砂注漿封固方法及注漿管的制作方法
技術領域：
本發明提出的是工程領域用于礦井開鑿的一種礦井井壁流砂注 漿封固方法及注漿管。
技術背景礦井開鑿往往遇到流砂層，通常流砂層均為儲水層，其基質大 都為粒徑較細的砂。如果在這種有水砂層上開鑿礦井，其井壁容易 垮塌，導致不能開鑿，尤其是由于井壁的松軟塌陷還容易引起安全 事故，所以含水砂層的封固是礦井開鑿的難題。在本發明提出以前，礦井立井的開鑿有冷凍法、沉井法、鉆井 法及工作面注漿法。其中，冷凍法、沉井法及鉆井法均存在著礦井開鑿工程量大，成本高、耗費能源多的缺點，由于存在這種缺陷， 所以近年來發展出了工作面注漿封固的方法。專利號為89109459. 8的發明專利公開了壁后為含水砂層的后注 漿工藝，其權利要求書的內容是1、 一種由打孔，固定孔口管，注漿組成的堵漏、加固井壁后含 水砂層的后注漿工藝，其特征在于打穿井壁后，向壁后含水砂層注 漿，其工藝過程是先打開口孔一固定孔口管，按高壓閥一打泄壓孔 一固定孔口管，按高壓閥一打破壁孔一向壁后注漿一掃孔注漿。2、 一種由權利要求l所述的后注漿工藝，其特征在于注漿孔呈網狀排列，排距為2m-5m,孔距為1. 5m-3. 5m，第一排孔布置在遠離 含水砂層的非含水層中，開口孔直徑為40咖~50咖，孔深為壁后減 去200 mm 300 mm,破壁孔沿開口孔軸線延伸，穿透井壁，其孔徑為 直徑25iM 30mm,孔深超出井壁100 mm ~ 500咖，掃孔也是沿同一 軸線在破壁孔的基礎上延伸，每次掃孔深度為0. 5m 1.5m,掃孔的 孔徑與破壁孔徑相同。3、 一種如權利要求l所述的后注漿工藝，其特征在于泄壓孔 與注漿孔不置在同一水平上，且與注漿孔呈銳角關系，并在井壁內 與開口孔相通，其孔徑為直徑40mm ~50mm。4、 一種如權利要求l所述的后注漿工藝，其特征在于選用水 泥漿液，水泥標號高于425號，水灰比為l: 0. 5~1。5、 一種如權利要求l所述的后注漿工藝，其特征在于破壁注 漿的壓力為凈水壓力的2~6倍，必須進行2次以上的掃孔注漿。6、 一種如權利要求l所述的后注漿工藝，其特征在于每米注 漿段的井簡注入量為30噸~ 50噸。這種注漿固砂堵水的方法雖然能夠對礦井開鑿過程進行加固處 理，但操作過程復雜，難以掌握，所以固砂堵水效果并不理想，尤 其是當第一次注漿未獲得滿意效果時還需要在注漿管的間隔處再打 孔穿入注漿管，由于事先埋入的注漿管已經占據足夠的位置空間， 致使沒有空間再打孔并穿入注漿管，還有當注漿管內注入水泥漿并 凝固后，再進行再次管內透管時十分困難，同時還容易導致受水的 壓力作用而發生水泥漿倒流出管外現象的發生，嚴重影響注漿的效果，甚至導致井口報廢。 發明內容為了克服目前孔徑含水砂層注漿封固方法的不足，本發明提出 了一種礦井井壁流砂注漿封固方法及注漿管。該方法通過在注漿管 中套入內管的方法解決注漿管注漿時反流及難以透管和保證注漿管 的空間與延伸的技術問題。本發明解決其技術問題所釆取的方案是注漿管構成在注漿 管內的注漿金屬管內套裝有注漿內管并安裝有注漿管閥，在注漿管閥端設有注漿口，注漿管的金屬注漿管與注漿內管構成注漿管腔:。采用本發明注漿管進行井壁封固的方法是1、數據測量與井口 設計事先在預設井口的位置鉆孔，取出鉆心，測量出流砂層的位 置及厚度以及含水性和砂粒粒度與分布的技術資料；2、 鉆孔下注漿管根據所獲得的數據與設計井口的直徑在設計 井口周圍環井口傾斜鉆孔，鉆孔后將注漿管插入鉆孔中；3、 沖砂向注漿管內沖水，水、砂從旁側注漿管中流出，使注 漿管周圍形成孔隙；4、 注漿將水泥漿通過高壓注漿泵注入到注漿管的注漿管腔內， 充填擴散在砂層中，通過水泥的凝固效應使砂粒之間形成混凝土層， 同時起到固砂阻水的作用，使井壁封固產生阻擋流砂侵吞井壁并阻 水，建立堅固井壁的效果，注漿后將注漿管閥關閉，防止未完全固 化的水泥漿返回注漿口外；5、 透管與二次注漿當所注入的水泥漿凝固后，可以使井壁部分流砂硬化封固，但往往還達不到阻水和設定強度的要求，需要二 次注漿，此時，將注漿管閩打開，用鉆沿金屬注漿管的管壁繼續鉆 孔和擴孔，并延長鉆孔的深度，同時將注漿內管打碎，隨著鉆渣排 出注漿口外，再次通過注漿口向注漿管內注入水泥漿，使未完全封 固的區域得到封固，實現井壁的固砂、阻水與硬化。6、深鑿井壁封固處理當第一層流砂層得到封固后，可以開鑿井口并挖至封固層的上惻，然后再在井口內環狀分布打孔，下入注 漿管，注入水泥漿，完成下層的封固。按此步驟逐層封固，直至基 巖層，完成礦井井壁流砂層封固的工程。由于采用本發明的注漿管進行礦井流砂封固，可以實現二次注 漿，從而減少鉆孔數量，并不留漏固區域，所形成的封固層井壁牢 固、不透水，施工耗能少，操作簡便，返工率與報廢率低。適宜各 種礦井開鑿封固流砂井壁的應用。
圖1為本發明注漿管構成2為本發明礦井井口施工狀態示意圖 圖3為本發明礦井深鑿井壁施工狀態示意圖 圖中，l.注漿管，2.注漿管閥，3.注漿金屬管，4.注漿內管， 5.注漿口， 6.注漿管腔。
具體實施方式
在注漿管1內的注漿金屬管3內套裝有注漿內管4并安裝有注 漿管閥2，在注漿管閥端設有注漿口 5,注漿管的金屬注漿管與注漿內管構成注漿管腔6。注漿封固方法1、 數據測量與井口設計事先在預設井口的位置鉆孔，取出鉆 心，測量出流砂層的位置及厚度以及含水性和砂粒粒度與分布的技 術資料。2、 鉆孔下注漿管根據所獲得的數據與設計井口的直徑在設計 井口周圍環井口傾斜鉆孔，鉆孔后將注漿管插入鉆孔中。3、 沖砂向注漿管內沖水，水、砂從旁側注漿管中流出，使注 漿管周圍形成孔隙。4、 注漿將水泥漿通過高壓注漿泵注入到注漿管的注漿管腔內， 充填擴散在砂層中，通過水泥的凝固效應使砂粒之間形成混凝土層， 同時起到固砂阻水的作用，使井壁封固產生阻擋流砂侵吞井壁并阻 水，建立堅固井壁的效果。注漿后將注漿管閥關閉，防止未完全固 化的水泥漿返回注漿口外。5、 透管與二次注漿當所注入的水泥漿凝固后，可以使井壁部 分流砂硬化封固，但往往還達不到阻水和設定強度的要求，需要二 次注漿，此時，將注漿管閥打開，用鉆沿金屬注漿管的管壁繼續鉆 孔和擴孔，并延長鉆孔的深度，同時將注漿內管打碎，隨著鉆渣排 出注漿口外，再次通過注漿口向注漿管內注入水泥漿，使未完全封 固的區域得到封固，實現井壁的固砂、阻水與硬化。6、 深鑿井壁封固處理當第一層流砂層得到封固后，可以開鑿 井口并挖至封固層的上側，然后再在井口內環狀分布打孔，下入注漿管，注入水泥漿，完成下層的封固。按此步驟逐層封固，直至基 巖層，完成礦井井壁流砂層封固的工程。注漿內管為硬度低并易于鉆碎的軟性管，如塑料管、紙管、膠 管等。實施例注漿管的注漿內管采用聚氯乙稀塑料管。首先根據井口設計位置進行鉆孔，獲得數據資料，了解砂層構 成與厚度及含水狀況，然后環繞井壁周圍傾斜鉆孔并下入注漿管，可下入三層注漿管，用高壓注漿泵向注漿管中注入水泥漿，對上部 的砂層進行封固。待上層砂層得到封固后，沿井口封固環內開挖井坑，當挖至注 漿管底端封固層上緣時，再次沿井壁分布三層注漿管鉆孔并下入注 漿管，同時注入水泥漿進行封固。逐層向下封固，逐層開挖井口， 直至巖石基巖層，完成礦井的流砂層封固處理。本發明方法的優點是1、 有利于注漿管的分布；2、 能夠實現井壁的完全封固；3、 施工速度快、成本低；4、 安全性好；5、 節省動力能源；6、 井壁封固牢固，阻水固砂效果好。
權利要求
1. 一種礦井井壁流砂注漿封固注漿管，其特征是在注漿管(1)內的注漿金屬管(3)內套裝有注漿內管(4)并安裝有注漿管閥(2)，在注漿管閥端設有注漿口(5)，注漿管的金屬注漿管與注漿內管構成注漿管腔(6)。
2、 一種礦井井壁流砂注漿封固方法，其特征是(1) 、數據測量與井口設計事先在預設井口的位置鉆孔， 取出鉆心，測量出流砂層的位置及厚度以及含水性和砂粒粒度與 分布的技術資料；(2) 、鉆孔下注漿管根據所獲得的數據與設計井口的直徑 在設計井口周圍環井口傾斜鉆孔，鉆孔后將注漿管插入鉆孔中；(3) 、沖砂向注漿管內沖水，水、砂從旁側注漿管中流出，使注漿管周圍形成孔隙；(4) 、注漿將水泥漿通過高壓注漿泵注入到注漿管的注漿管腔內，充填擴散在砂層中，通過水泥的凝固效應使砂粒之間形 成混凝土層，同時起到固砂阻水的作用；(5) 、透管與二次注漿當所注入的水泥漿凝固后，使井壁 部分流砂硬化封固，還需要二次注漿，此時，將注漿管閩打開， 用鉆沿金屬注漿管的管壁繼續鉆孔和擴孔，并延長鉆孔的深度， 同時將注漿內管打碎，隨著鉆渣排出注漿口外，再次通過注漿口 向注漿管內注入水泥漿，使未完全封固的區域得到封固，實現井 壁的固砂、阻水與硬化；(6)、深鑿井壁封固處理當第一層流砂層得到封固后，可 以開鑿井口并挖至封固層的上側，然后再在井內環狀分布打孔，下入注漿管，注入水泥漿，完成下層的封固；
3、根據權利要求l所述的注漿管，其特征是注漿內管為硬 度低并易于鉆碎的軟性非金屬管，如塑料管、紙管或膠管。
全文摘要
本發明提出的是工程領域一種礦井井壁流砂注漿封固方法及注漿管。注漿管構成在注漿管內的注漿金屬管內套裝有注漿內管并安裝有注漿管閥，在注漿管閥端設有注漿口，注漿管的金屬注漿管與注漿內管構成注漿管腔。采用本發明注漿管進行井壁封固的方法是通過數據測量與井口設計1、鉆孔下注漿管2、沖砂3、注漿4、透管與二次注漿5和深鑿井壁封固處理6工序完成。由于采用本發明的注漿管進行礦井流砂封固，可以實現二次注漿，從而減少鉆孔數量，并不留漏固區域，所形成的封固層井壁牢固、不透水，施工耗能少，操作簡便，返工率與報廢率低。適宜各種礦井開鑿封固流砂井壁的應用。
文檔編號E21D5/00GK101255797SQ200710158229
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月13日 優先權日2007年11月13日
發明者柴化軍 申請人:柴化軍