用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料、充填袋及封孔方法技术

本公开提供一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料、充填袋及封孔方法，该封孔骨料包括；石子、小粒径骨料、和水泥；其中，所述石子的粒径为5

【技术实现步骤摘要】
用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料、充填袋及封孔方法


[0001]本公开涉及探测钻孔
，尤其涉及一种用于覆岩三带探测钻孔的的封孔骨料、充填袋及封孔方法。

技术介绍

[0002]随着矿井的开采重心由中东部向西部转移，西部大规模的高强度开采给矿井的生态环境、含水层结构等带来了严重的损伤。然而，矿井开采后上覆含隔水层岩层的移动破坏是造成矿井地表塌陷、矿井突水、生态环境恶化等系列矿井灾害与环境问题的根源。因此，开展采动后覆岩岩层裂隙发育演化规律的研究对遏制矿井灾害与矿井环境问题的发生具有重要的意义。覆岩岩层裂隙演化规律研究中，对工作面采空区覆岩三带高度发育规律的研究，是验证采动对覆岩含隔水层破坏程度以及为后期类似工作面开展保水采煤提供理论支撑的最重要手段之一。
[0003]现场探测采空区的覆岩三带发育高度通常采用专门设计的观测钻孔来实现的，观测结束之后要求必须进行全孔封孔处理，以避免水体沿着钻孔下涌到工作面而引发矿井水害问题。然而，在矿井开挖过程中常遇到因钻孔封闭不良，而发生矿井溃水溃沙事故，从而给矿井带来巨大的经济损失。目前矿井勘探过程中常采用的封孔技术主要有:水泥浆封孔、聚氨酯封孔、矿用封孔器封孔等，这些技术一定时期内都得到推广应用但都存在着一定的不足。例如：水泥浆封水平或近水平孔时，由于重力作用砂浆沉淀与钻孔之间形成间隙，密封效果不佳。另外，采用水泥浆封覆岩三带钻孔时，由于钻孔内存在大量的裂隙，浆液将从孔底的冒落带处流入采空区内，从而无法起到封孔作用，同时大量浆液外漏，增大了封孔成本。聚氨酯封孔材料反应时间较快，操作过程中易造成材料浪费、环境污染，且价格昂贵；封孔器的封孔深度有限等等。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开的目的在于提出一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料、充填袋及封孔方法。
[0005]基于上述目的，本公开提供了一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料，所述覆岩三带包括：冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，所述封孔骨料包括：
[0006]石子、小粒径骨料、和水泥；
[0007]其中，所述石子的粒径为5
‑
10mm，所述小粒径骨料包括：沙子、锯末中的一种或多种。
[0008]相应的，本公开还提供了一种用于覆岩三带探测钻孔的充填袋，其中，所述充填袋包括上所述的封装骨料，所述充填袋上设置有出浆孔。
[0009]相应的，本公开还提供了一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔方法，其中，所述封孔方法包括：
[0010]采用如上所述的充填袋封堵所述裂隙带和所述冒落带；并通过中空钻杆向所述探
测钻孔输送配置好的水泥浆，用于以封堵所述弯曲下沉带。
[0011]从上面所述可以看出，本公开提供的用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料包括；石子、小粒径骨料、和水泥；其中，所述石子的粒径为5
‑
10mm，所述小粒径骨料包括：沙子、锯末中的一种或多种，从而可以避免因冒落带和裂隙带内裂隙断面太大，水泥浆液通过裂隙下渗至采空区，无法起到对钻孔堵漏的作用。同时，将该封装骨料装入充填袋进行封孔，不仅可以将孔内裂隙带进行全堵漏，而且具有施工简单、工程量小、经济环保、施工时间短的效果。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本公开实施例的煤层高强度开采后覆岩岩层发育的结构示意图；
[0014]图2为本公开实施例的一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料的示意图；
[0015]图3为本公开实施例的一种用于覆岩三带探测钻孔的充填袋的结构示意图；
[0016]图4为本公开实施例的一种放入充填袋的探测钻孔的结构示意图；
[0017]图5为本公开实施例的一种采用中空钻杆灌注水泥浆的探测钻孔的结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0019]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0020]如背景所述，参考图1，覆岩三带从下到上依次为：冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，覆岩三带探测钻孔内存在大量的裂隙，若直接采用水泥砂浆封孔，浆液将从孔底的冒落带处流入采空区内，从而无法起到封孔作用，同时大量浆液外漏，增大了封孔成本，若采用聚氨酯封孔，材料反应时间较快，封孔深度有限，操作过程中易造成材料浪费、环境污染，且价格昂贵。本公开提供了用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料，该封孔骨料包括：石子、小粒径骨料、和水泥，石子用于起支撑作用，小粒径骨料用来填充石子之间的缝隙，水泥用于形成水泥浆对裂隙带内的缝隙进行封堵，同时，本公开还通过探测得到的孔内裂隙分布规律，将封孔步骤分为两步，首先将孔内裂隙通过充填袋进行封孔，该充填袋内包括石子、小粒径骨料、和水泥组成的封孔骨料。充填袋通过重力掉落所述探测钻孔内的冒落带，不会流入采空
区内，同时由于所述探测钻孔都会经过含水层，孔内具有滴水，这些水通过出浆孔进入充填袋内，与充填袋内的水泥形成水泥浆，水泥浆通过充填袋上的出浆口流入到孔壁上的裂隙，从而将裂隙带的裂缝封堵，进一步保证了封孔的严密性，同时该方法不仅可以将孔内裂隙进行全堵漏，而且具有施工简单、工程量小、施工时间短的特点；当将钻孔内部裂隙全部封闭完以后，本公开还采用随提钻杆逐段向上封孔的方法，将剩余段的弯曲下沉带用水泥浆密封，从而实现分段封孔，进一步提高了钻孔的封孔质量和降低因封孔不良而引发的矿井溃水溃沙事故的发生率。
[0021]参考图2，为本公开实施例的一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料的示意图；所述封孔骨料包括：
[0022]石子b、小粒径骨料c、和水泥a；
[0023]其中，所述石子的粒径为5
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10mm，所述小粒径骨料包括：沙子、锯末中的一种或多种。
[0024]在一些实施例中，小粒径骨料可以是沙子、锯末中的一种或多种，还可以是小粒径的石子或其他小粒径的颗粒物。该小粒径骨料的粒径处于水泥与石子之间。
[0025]在一些实施例中，封孔骨料中石子、小粒径骨料、和水泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于覆岩三带探测钻孔的封孔骨料，其中，所述覆岩三带包括：冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，所述封孔骨料包括：石子、小粒径骨料、和水泥；其中，所述石子的粒径为5
‑
10mm，所述小粒径骨料包括：沙子、锯末中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的封孔骨料，其中，所述石子、所述小粒径骨料、和所述水泥的比例为5:0.5:2，所述水泥为强度等级为42.5R的硅酸盐水泥。3.一种用于覆岩三带探测钻孔的充填袋，其中，所述充填袋包括如权利要求1所述的封装骨料，所述充填袋上设置有出浆孔。4.根据权利要求3所述的充填袋，其中，所述出浆孔的孔径设置为预设孔径，以使所述探测钻孔内水体能够进入所述充填袋内且所述水体与所述充填袋内的水泥形成的水泥浆能够从所述出浆孔流出。5.根据权利要求4所述的充填袋，其中，所述预设孔径小于所述石子的粒径，且所述预设孔径小于所述小粒径骨料的粒径。6.根据权利要求3所述的充填袋，其中，所述充填袋为囊性充填袋，所述充填袋为圆柱形，所述充填袋的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾一凡，庞振忠，杨建辉，华照来，艾小平，王路，吕扬，马晓涛，王嗣桐，李锦明，蒋超，
申请(专利权)人：陕西陕煤曹家滩矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：