一种矿井水深井回灌方法技术

本发明专利技术公开了一种矿井水深井回灌方法，包括；步骤一：确定回灌目的层；步骤二：预计注水量；步骤三：选择回灌井位置；步骤四：设计终孔层位和深度；步骤五：设计井身结构；步骤六：进行回灌井注水试验，确定目的层回灌能力；所述步骤三中回灌井位置的钻孔轨迹距离井下巷道、硐室需要保持一定安全距离；所述步骤四中的终孔层位一般选取渗透性较好的砂岩层。本发明专利技术是将矿井水通过带有套管的钻井，选择裂隙发育、渗透性良好的深部砂岩含水层进行回注，减轻矿井水处理压力，且回注不会对含矿层产生不良影响，并能对深部含水系统进行有效补给，参与到新的地下水循环中，实现地下水有效保护。实现地下水有效保护。实现地下水有效保护。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井水深井回灌方法


[0001]本专利技术涉及矿井水深井回灌相关
，具体为一种矿井水深井回灌方法。

技术介绍

[0002]煤矿开采过程中，由于特殊的地质、水文地质条件，开采层与周围含水层水关系较为密切，造成矿井涌水量较大，这就使得必须对矿井水进行抽出处理，抽出的水必须经过一定的物理化学处理才能用于生产生活和直接排放，不仅造成成本的提高还对周围环境产生一定的影响，而深井回灌技术不仅能解决这些问题，还有利于形成“良性回灌”，降低地下水污染风险；
[0003]但是，现有技术的矿井水多采取处理加工后再利用甚至直接排放等方式，部分废水进行回收利用，用于矿山生产所需，但仍有大部分废水重金属检测超标，无法达到排放标准，此举不仅会造成成本的过高，还会对周围环境产生一定的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种矿井水深井回灌方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有技术的矿井水多采取处理加工后再利用甚至直接排放等方式，部分废水进行回收利用，用于矿山生产所需，但仍有大部分废水重金属检测超标，无法达到排放标准，此举不仅会造成成本的过高，还会对周围环境产生一定的影响的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种矿井水深井回灌方法，包括；步骤一：确定回灌目的层；步骤二：预计注水量；步骤三：选择回灌井位置；步骤四：设计终孔层位和深度；步骤五：设计井身结构；步骤六：进行回灌井注水试验，确定目的层回灌能力。
[0006]作为进一步的技术方案，所述步骤一种所确定的回灌目的层具有最小主应力和破裂压力低，且回灌目的层岩性纯净，以粗砂岩段孔渗条件最好，并且回灌目的层取芯裂缝相对发育段，具有较大的厚度，利于压裂裂缝扩展延伸。
[0007]作为进一步的技术方案，所述步骤二中的预计注水量通过线性回归法根据母杜柴登矿MC
‑
1井和纳林河二井NL
‑
1井压水试验数据建立的对数回归模型。
[0008]作为进一步的技术方案，所述步骤二中的预计注水量可根据V＝πR2Hφ公式估算，且V为注入介质体积，m3；R为处理层半径，R＝500m(3a)；H为处理层厚度，H＝69m(渗条件较好段69m)，Φ为处理层孔隙度，取7.49％。
[0009]作为进一步的技术方案，所述步骤三中回灌井位置的钻孔轨迹距离井下巷道、硐室需要保持一定安全距离。
[0010]作为进一步的技术方案，所述步骤四中的终孔层位一般选取渗透性较好的砂岩层。
[0011]作为进一步的技术方案，所述步骤五中井身结构采用三开、三级套管结构，且井身结构的表层需通过Φ580mm钻头钻穿风积砂层，下入Φ508mm螺旋套管。
[0012]作为进一步的技术方案，所述步骤五中井身结构的一开设置为Φ445.5mm钻头钻
进入完整基岩不小于5m，下入Φ339.7mm套管。
[0013]作为进一步的技术方案，所述步骤五中井身结构的二开设置为Φ311.1mm钻头钻至回灌水层砂岩顶部，下入Φ244.5mm套管。
[0014]作为进一步的技术方案，所述步骤五中井身结构的三开设置为Φ215.9钻头钻进至回灌层底部35m完钻，下入Φ177.8mm套管及圆孔式滤水管，不进行水泥固井。
[0015]与现有技术相比：
[0016]1、本专利技术是将矿井水通过带有套管的钻井，选择裂隙发育、渗透性良好的深部砂岩含水层进行回注，减轻矿井水处理压力，且回注不会对含矿层产生不良影响，并能对深部含水系统进行有效补给，参与到新的地下水循环中，实现地下水有效保护；
[0017]2、本专利技术有助于利用地质屏障的隔离和封闭作用将废弃物的处理、处置场所远离生物圈，从而达到长久安全的环保效果，降低矿井水处理成本，保护生态环境；
[0018]3、本专利技术有助于将废液置于生物圈以外，是安全的环境处置手段，是利用深层地质环境的封闭、降解等作用，废弃物将不参与人类和生物的物质循环。
附图说明
[0019]图1为本专利技术结构的注入压力与注入量的关系图示意图；
[0020]图2为本专利技术结构的压力与注入量关系图示意图；
[0021]图3为本专利技术结构的回灌水的工艺示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]具体实施方式一，参阅图1
‑
3，本专利技术提供一种技术方案：一种矿井水深井回灌方法，包括；步骤一：确定回灌目的层；步骤二：预计注水量；步骤三：选择回灌井位置；步骤四：设计终孔层位和深度；步骤五：设计井身结构；步骤六：进行回灌井注水试验，确定目的层回灌能力；
[0024]在本实施中，步骤一种所确定的回灌目的层具有最小主应力和破裂压力低，且回灌目的层岩性纯净，以粗砂岩段孔渗条件最好，并且回灌目的层取芯裂缝相对发育段，具有较大的厚度，利于压裂裂缝扩展延伸。
[0025]具体实施方式二，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，本专利技术中的回灌目的层是需要具备以下特点：a.最小主应力和破裂压力低；b.测井解释低GR、低密度、高深浅侧向差异；c.岩性纯净，以粗砂岩段孔渗条件最好；d.取芯裂缝相对发育段和e.具有较大的厚度，利于压裂裂缝扩展延伸。
[0026]在本实施中，步骤二中的预计注水量可根据V＝πR2Hφ公式估算，且V为注入介质体积，m3；R为处理层半径，R＝500m(3a)；H为处理层厚度，H＝69m(渗条件较好段69m)，Φ为处理层孔隙度，取7.49％。
[0027]具体实施方式四，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，本专利技术中的注
水量预计的线性回归法：
[0028]根据母杜柴登矿MC
‑
1井和纳林河二井NL
‑
1井压水试验数据建立的对数回归模型，当MC
‑
1井注水量达100万m3，相应注水压力8.3MPa；NL
‑
1注水量达到80万m3时，注水压力为10.2MPa；注入压力和注入量的关系具体可见图1和图2所示。
[0029]在本实施中，步骤三中回灌井位置的钻孔轨迹距离井下巷道、硐室需要保持一定安全距离。
[0030]具体实施方式五，本实施方式是对具体实施方式一的进一步限定，本专利技术中回灌井位置的选择应具备以下三点要求：a.井口位于工业广场内，减少征地费用；b.钻孔轨迹距离井下巷道、硐室保持一定安全距离，避免对煤柱的破坏；c.适当考虑供水供电便捷，减少矿井水运输成本。
[0031]在本实施中，步骤四中的终孔层位一般选取渗透性较好的砂岩层。
[0032]在本实施中，步骤五中井身结构采用三开、三级套管结构，且井身结构的表层需通过Φ580mm钻头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井水深井回灌方法，其特征在于：包括；步骤一：确定回灌目的层；步骤二：预计注水量；步骤三：选择回灌井位置；步骤四：设计终孔层位和深度；步骤五：设计井身结构；步骤六：进行回灌井注水试验，确定目的层回灌能力。2.根据权利要求1所述的一种矿井水深井回灌方法，其特征在于：所述步骤一种所确定的回灌目的层具有最小主应力和破裂压力低，且回灌目的层岩性纯净，以粗砂岩段孔渗条件最好，并且回灌目的层取芯裂缝相对发育段，具有较大的厚度，利于压裂裂缝扩展延伸。3.根据权利要求1所述的一种矿井水深井回灌方法，其特征在于：所述步骤二中的预计注水量通过线性回归法根据母杜柴登矿MC
‑
1井和纳林河二井NL
‑
1井压水试验数据建立的对数回归模型。4.根据权利要求1所述的一种矿井水深井回灌方法，其特征在于：所述步骤二中的预计注水量可根据V＝πR2Hφ公式估算，且V为注入介质体积，m3；R为处理层半径，R＝500m(3a)；H为处理层厚度，H＝69m(渗条件较好段69m)，Φ为处理层孔隙度，取7.49％。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩雪，李一，张宇，胥燕辉，张昊，张建寅，朱开成，王广昊，周海瑞，盛新丽，
申请(专利权)人：中国冶金地质总局第一地质勘查院，
类型：发明
国别省市：