[发明专利]一种加固注浆材料及其在碎粉岩地层加固中的应用

说明书

本发明属于地下工程封堵材料技术领域，涉及一种加固注浆材料及其在碎粉岩地层加固中的应用。按照重量份数计，包括以下原料：丙烯酰胺14～18份，四甲基乙二胺0.5～1.5份，引发剂1～3份，交联剂0.5～1.5份，水泥44～180份，水150～200份。制备方法，包括如下步骤：将丙烯酰胺、TEMED、一部分水泥加入至一部分水中，混合均匀获得A组分；将引发剂、交联剂、另一部分水泥加入至另一部分水中，混合均匀获得B组分；将A组分与B组分混合，即得。本发明提供的加固注浆材料可高效地治理碎粉岩地层突涌水，改善并提高涌水封堵效率。

技术领域

本发明属于地下工程封堵材料技术领域，涉及一种加固注浆材料及其在碎粉岩地层加固中的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

据发明人研究了解，现有注浆材料对碎粉岩的治理存在“三差”特征：胶结强度差、渗透性差及浆液留存率差，难以满足碎粉岩地层注浆堵水加固过程中对突水、突泥灾害的治理要求。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种加固注浆材料及其在碎粉岩地层加固中的应用，本发明提供的加固注浆材料可高效地治理碎粉岩地层突涌水，改善并提高涌水封堵效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种加固注浆材料，按照重量份数计，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，引发剂1～3份，交联剂0.5～1.5份，水泥44～180份，水150～200份。

本发明提供的材料通过渗透材料与劈裂材料进行有机无机复合，基于碱激发反应矿物调控，采用复合调凝、超塑化调控、复合活性激发制备碎粉岩治理专项材料，有效减小材料作用模式压力差，实现有机-无机复合高效协同。该材料在达到起劈压力时，发生劈裂注浆，劈裂过程中，随着压力逐渐升高，极易达到起渗压力，浆液渗透到周围砂体中，进一步交联加固碎粉岩，有效实现对碎粉岩地层的大范围有效加固。

另一方面，一种上述加固注浆材料的制备方法，包括如下步骤：

将丙烯酰胺、TEMED、一部分水泥加入至一部分水中，混合均匀获得A组分；

将引发剂、交联剂、另一部分水泥加入至另一部分水中，混合均匀获得B组分；

将A组分与B组分混合，即得。

丙烯酰胺与引发剂容易反应，若直接将丙烯酰胺与引发剂，其在混合过程中易反应凝结，因而将丙烯酰胺与引发剂分为A、B组分分别添加。水泥为粉末状固体，若直接添加A组分或B组分，容易降低组分的流动性，而当A、B组分混合后再添加水泥，难以在丙烯酰胺与引发剂反应前混合均匀，从而丧失流动性。

本发明的制备方法，能够更好的保证各组分在溶液中的分散均匀性，从而在A、B组分混合后，能够保证材料流动性，保证注浆效果。

第三方面，一种上述加固注浆材料在碎粉岩地层加固中的应用。

第四方面，一种上述加固注浆材料在具备渗虑效应的地层突涌水封堵中应用。

(1)本发明以基于丙烯酰胺的溶液作为渗透交联液，有效提高材料的渗透性，解决了碎粉岩地层渗透性差，常规注浆材料无法有效渗透的问题；以水泥作为浆脉骨架液，有效解决了丙烯酸溶液单独作用下强度较低，无法满足工程强度需求的问题。通过解决上述问题，能够有效地解决现有注浆材料治理碎粉岩地层只劈不渗、无法对浆脉外地层有效加固的问题。