[发明专利]一种煤层底板注浆加固二级套管的装置和方法

说明书

技术领域

该发明涉及一种煤层底板注浆加固装置和方法，特别是涉及一种煤层底板注浆加固二级套管的装置和方法。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源，我国煤炭资源十分丰富，其用途非常广泛，对我国的国民经济发展具有重要意义。煤炭在一次能源生产和消费中一家独大的格局仍未被撼动。在煤炭消费上，电力、钢铁、建材和化工行业耗煤占到煤炭消费量的80％以上。

随着煤矿采深的不断延伸和开采范围的不断扩大，地应力随之增大，地质异常体也逐渐增多，水压逐渐升高，水文地质条件变得愈来愈复杂，突水威胁愈加严重。如果突水频繁，突水量大，给煤矿安全生产造成严重影响。煤层底板含水层注浆防治水技术主要是探查煤层底板隔水、含水层薄弱地段，注浆加固底板含水层，封堵底板突水通道，补强底板含水层阻水和堵水性能，实现工作面不突水开采。

现有的煤层底板加固技术都采用普通的一级或者二级套管甚至三级套管，而在底板破碎地带成孔难度较大，致使钻孔注浆效果不好，钻孔利用率较低，施工成本较大，严重影响钻孔注浆加固效果。如底板注浆工程钻孔开孔后下入双层套管护壁，当钻孔的孔径和外层套管的孔径相差较小时，无法采用插管外壁注浆加固，均采用内壁注浆加固套管，此种加固方法仅将外层套管外壁加固好，未将外层套管和内层套管之间的间隙加固充填水泥，导致内层套管加固好后后期该孔在继续施工过程中易出现套管松动问题，给防治水工程施工带来了隐患。

发明内容

本发明克服了现有技术中钻孔注浆加固二级套管时外层套管和内层套管间隙不易加固、导致钻孔地面注浆期间漏浆漏水及后期套管出现松动的问题，提供一种结构简单、使用方便的煤层底板注浆加固二级套管的装置和方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的煤层底板注浆加固二级套管的装置，包括连接闸阀的法兰管和注浆法兰管，连接闸阀的法兰管设在注浆法兰管的上部，所述连接闸阀的法兰管包括法兰盘、固定连接在法兰盘上端的带丝硬管及固定连接在法兰盘下端带丝套管，所述连接闸阀的法兰管上端的带丝硬管连接闷头闸阀；所述注浆法兰管包括法兰盘、固定连接在法兰盘下端的带丝套管及固定连接在带丝套管一侧的注浆软管连接管，连接闸阀的法兰管的法兰盘和注浆法兰管的法兰盘通过螺栓连接。

连接闸阀的法兰管的法兰盘和注浆法兰管的法兰盘之间垫有石棉垫。

一种煤层底板注浆加固二级套管的方法，所述方法包括下述步骤：

a、安装好上述煤层底板注浆加固二级套管的装置；

b、从注浆软管连接管口注清水冲洗下入钻孔内的一级、二级套管内外壁，待连接闸阀的法兰管最上端的带丝硬管内及一级套管外壁返清水后，关闭闷头闸阀，从注浆软管连接管口注单液水泥浆；

c、待一级套管外壁返单液水泥浆时，转注水泥-水玻璃双液；

d、待一级套管外壁返水泥-水玻璃双液时，打开闷头闸阀，继续注水泥-水玻璃双液加固3～4分钟后，再次关闭闷头闸阀；

e、待一级套管外壁再次返出水泥-水玻璃双液时，打开闷头闸阀，继续注水泥-水玻璃双液，待连接闸阀的法兰管最上端的带丝硬管内返水泥-水玻璃双液时，关闭闷头闸阀，注浆泵压力3～4MPa时停止注水泥-水玻璃双液，此时一级套管和二级套管之间孔隙已经充满充实，立即卸掉上述煤层底板注浆加固二级套管装置。

所述单液水泥浆的水灰重量比为1：1.5，所述双液中水泥与水玻璃的体积比为1:0.5，其中的水玻璃采用38°～40°Bé。