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专利号: 2020114334592
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于定向液压机械劈裂技术的帷幕注浆方法,其特征在于:

包括如下步骤:

步骤1:在待开挖井筒的外围以环绕方式间隔布置多个钻孔位置,按照布置好的钻孔位置从地面向下垂直钻孔,直至穿过含孔隙水基岩段,环绕待开挖井筒的外围形成多个垂直孔;垂直孔采用泥浆护壁;

步骤2:在垂直孔内,按预先设计的致裂方向,采用高压水射流在孔壁内冲击出一道豁口;

步骤3:通过牵引绳,将基于液压机械劈裂技术原理的液压机械劈裂棒,沿着相邻的两垂直钻孔下放至含孔隙水基岩段,并进行下放深度的记录与校正,然后在地面用固定支座悬挂并固定牵引绳;

步骤4:启动液压机械劈裂棒高压油源电源,通过高压油管将高压油源输送至劈裂棒的柱塞;

步骤5:在地面通过高压泵对高压油源增压,使得柱塞顶进推力逐渐增大,在垂直钻孔豁口的应力集中作用下,相邻两孔之间岩体按所述豁口设计方向起裂;在高压泵的增压作用下,致裂裂缝进一步扩展,使得两孔之间岩体沿着致裂裂缝方向完全彼此裂开;

步骤6:通过高压泵降低油源压力,使得柱塞回缩;通过牵引绳,取出劈裂棒;同时采用电阻率测孔方法来判断两孔间含水孔隙基岩裂开成破裂面的完整程度;

步骤7:重复步骤3 步骤6,进行下一对相邻钻孔的液压机械劈裂施工,直至整个含水孔~隙基岩段都通过深孔定向致裂而相互裂开,并且致裂裂缝跨过含水孔隙基岩段而深入隔水层;

步骤8:在实施定向液压机械劈裂的垂直孔内,在孔隙基岩段上部安装封隔器,注入示踪剂,通过观测示踪剂是否从相邻垂直孔封隔段内流出来判断定向致裂效果;

步骤9:若待开挖井筒周围相邻垂直孔彼此间孔隙岩层完全裂开成破裂面,即能够进行孔内注浆;向步骤1形成的垂直孔下放并固定注浆管,在含水孔隙基岩段上部,在注浆管外壁与注浆孔壁间安装封隔器,从步骤1形成的垂直孔底部注入水泥浆液,从下往上依次置换护壁泥浆;注浆采用相邻两孔“一进一出”方式,从一孔注进浆液,直至相邻的另外一孔返出水泥浆为止;待浆液凝固后,在深部地下含水孔隙基岩段形成筒状地下连续帷幕。

2.根据权利要求1所述的基于定向液压机械劈裂技术的帷幕注浆方法,其特征在于:所述步骤1中,采用深孔钻机钻出所述垂直孔。

3.根据权利要求1所述的基于定向液压机械劈裂技术的帷幕注浆方法,其特征在于:所述步骤7中,筒状地下连续帷幕的横截面为多边形或环形。

4.根据权利要求1所述的基于定向液压机械劈裂技术的帷幕注浆方法,其特征在于:所述步骤7中,注入的水泥浆液替换为掺入钢纤维的混凝土浆液。