[发明专利]加气硅化封堵底板裂隙的系统及方法

权利要求书

1.一种封堵底板导水破坏带裂隙钻孔的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

a对底板水文地质条件进行精细探测，确定底板的注浆半径，注浆深度，确定硅化加固岩石的体积；

b在底板布置钻孔，根据所述钻孔的深度确定主管道的长度，将主管道垂直插入所述钻孔底部，主管道与钻孔之间通过密封圈密封，在硅化加固的破坏带表面保留0.3m厚的不加固岩层，此部分岩层用水泥浆封堵，在底板处的主管道通过法兰配合螺栓固定；

c主管道的顶部设置有第一支路管道和第二支路管道，将第一支路管道与水玻璃供应装置连接，将第二支路管道与二氧化碳供应装置连接；所述水玻璃供应装置包括水玻璃储存器和注浆泵，所述水玻璃储存器的底部通过第一注浆管路与注浆泵的一端连接，所述注浆泵的另一端连接有第二注浆管路，第二注浆管路上设置有第一阀门和第一压力表，所述第二注浆管路的另一端连接至第一支路管道；所述二氧化碳供应装置包括二氧化碳储罐和输气管路，所述输气管路与二氧化碳储罐的出口处连接，并且另一端连接至第二支路管道上，所述输气管路上设置有第二阀门和第二压力表；所述主管道上设置有用于控制水玻璃和CO₂进量的第三阀门，在第一注浆管路上设置有第四阀门；

d首先打开二氧化碳供应装置，待钻孔内的二氧化碳达到一定压力时；接着打开水玻璃供应装置向钻孔注入水玻璃，水玻璃强烈吸收CO₂形成真空作用，并渗透到微孔隙中，使95％以上的底板裂隙被硅酸所充填；注浆时，先开动注浆泵，关闭第二阀门和第三阀门，打开第一阀门和第四阀门，自循环1～2min后，开启第三阀门，同时调整第一阀门，调整压力为0.2～1.0Mpa，溶液经第一支路管道，通过主管道注入破坏带，达到设计注浆量或当注浆压力大于设计压力值的2倍时仍然灌不进去，即可停止注浆；

化学反应式如式(1)：

Na₂SiO₃+CO₂+H₂O＝H₂SiO₃↓+Na₂CO₃；

e注浆完成后，用水泥砂浆封孔，将注水桶接入到主管道，将主管道清洗干净，以待下次注浆使用。

2.根据权利要求1所述的封堵底板导水破坏带裂隙钻孔的方法，其特征在于，每米注浆量可按式(2)计算：

Q＝K×V×n×1000 (2)；

式中：

Q—水玻璃的总用量，单位为L；

V—硅化加固岩石的体积，单位为m³；

n—岩土的孔隙率；

K—经验系数，粘性土、细砂岩中，K＝0.3～0.5；粗砂岩中，K＝0.5～0.7。