[发明专利]钻孔注浆浆液空间扩散范围及路径描述方法

摘要

本发明公开了钻孔注浆浆液空间扩散范围及路径描述方法，涉及煤矿作业区域钻孔注浆浆液扩散范围监测方法技术领域，具体包括如下步骤围绕钻孔注浆区域，利用井下巷道构建微震监测系统；通过钻孔对目标含水层实施人工注浆，诱发微震事件；调整注浆压力、浆液浓度、浆液成分，观测不同阶段浆液扩散形成的微震事件空间分布情况；分析微震事件空间分布规律，对浆液扩散范围、路径及过程进行全空间、实时、连续描述。利用本方法可以准确确定注浆浆液扩散范围、路径及过程，提供工作区含水层储水结构及地下水流场特征等信息，为注浆工程优化、注浆效果评价及突水事故的快速治理、水资源保护提供依据。

主权项

一种钻孔注浆浆液空间扩散范围及路径描述方法，其特征在于包括如下步骤：1）确定注浆钻孔位置，以注浆钻孔在目标主含水层内终孔点为中心，利用井下巷道构建井下微震监测系统；2）通过注浆钻孔对目标矿区含水层实施人工注浆，注入过程分为四个阶段，注浆初期：采用水灰比浓度为1:0.3‑1:0.4的纯水泥浆，注入压力控制在1.0‑1.1MPa，注浆量大，控制在总用浆量的40%‑45%；注浆中期：采用水灰比浓度为1:0.45‑1:0.55的纯水泥浆，注入压力控制在1.1‑1.2MPa，注浆量基本稳定，控制在总用浆量的30%‑35%；注浆后期：采用水灰比浓度为1:0.6‑1:0.8的纯水泥浆，注入压力控制在2.4‑3.1MPa，注浆量大幅减少，控制在总用浆量的15%‑20%；注浆结束期：采用水泥浆加水玻璃双液浆灌注，水玻璃和水泥浆的比例控制在1:7‑1:9,水泥浆的水灰比浓度为1:1.25，浆液快速凝固；3）通过注浆，浆液进入含水层裂隙内，产生驱水、劈裂、破岩作用，人工诱发微震事件，观测不同注浆阶段浆液扩散形成的微震事件空间分布情况；所述步骤2）中，当含水层厚度超过500m，根据其垂直方向岩性及含水性变化，自上而下分为浅部、中部和深部三个层段进行描述，其中浅部范围为小于50m，中部范围50‑130m，深部范围大于130m；所述的注浆初期，浆液顺流而下，在含水层内沿地下水流向做水平运动和向深部扩散，浆液进入后，首先是在近处向深部扩散,封堵垂向导水通道，之后向远处沿浅部和中浅部岩溶裂隙网络扩散；在这一阶段，由于含水层垂向导水通道得到封堵，钻孔水量减小，注浆初见成效；所述的注浆中期，由于下游裂隙和垂向导水通道得到封堵，浆液溯流而上，开始向泄水口扩散，对上游含水层岩溶裂隙进行封堵；所述的注浆后期，浆液扩散范围收窄，微震事件主要集中在泄水口附近，大部分岩溶裂隙得到封堵，注浆效果进一步显现；所述的注浆结束期，浆液中加入以水玻璃为主的速凝剂快速凝固，浆液扩散形成的微震事件集中在一个较小范围内，且与含水层上部煤系地层微震事件范围重合，指示突水口位置。