注浆帷幕钻孔结构制造技术

本发明专利技术提供一种注浆帷幕钻孔结构，涉及矿山帷幕注浆技术领域。包括沿帷幕线布置的若干个直注浆孔，在所述的直注浆孔内沿高度方向上的周围，还设有若干个与直注浆孔连通的其走向向周围辐射延伸的分支注浆孔，注浆后沿帷幕线走向能够提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙。本发明专利技术的技术效果是：与现有技术相比，能够大大提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙，从而增大浆液扩散半径，保证注浆效果，大大降低直孔数量和钻探工作量，减少了矿方投资成本，具有重大的经济效益和社会效益。而且由于直孔间距的增大，使处于高山峻岭的矿山采用巷道内帷幕注浆方式堵水成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿山帷幕注浆

技术介绍
随着矿山开采水平的日益加深，矿山水害逐渐成为影响其安全开采的首要因素，为了使矿山开采与地下水资源保护不发生冲突，往往采用矿山帷幕注浆方式达到堵水目的，据目前国内实施的几个大水型矿山帷幕注浆来看，投资额巨大，均在数亿元左右，主要是由于矿山帷幕注浆多采用直孔钻进方式，另浆液扩散半径受到一定限制（仅为8m左右），为保证各孔内浆液扩散半径能够搭接形成幕体，只能缩短孔距，从而增加了钻探工作量，使得投资额直线上升。如此近孔距施工只能针对地表起伏变化较小的矿山，对于处在高山峻岭的矿山如采用帷幕注浆直孔施工工艺堵水将是天方夜谭。另外，矿山帷幕注浆过程中采用直孔钻进的方式只针对低角度导水裂隙、部分交错导水裂隙有效，在有高角度导水裂隙存在的矿山仍采用传统帷幕注浆方式，其注浆效果及注浆质量将大打折扣。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种注浆帷幕钻孔结构及其施工工艺，与现有技术相比，能够大大提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙，从而增大浆液扩散半径，保证注浆效果，大大降低直孔数量和钻探工作量，减少了矿方投资成本，具有重大的经济效益和社会效益。而且由于直孔间距的增大，使处于高山峻岭的矿山采用巷道内帷幕注浆方式堵水成为可能。本专利技术的主要技术方案是：一种注浆帷幕钻孔结构，包括沿帷幕线布置的若干个直注浆孔，其特征在于：在所述的直注浆孔内沿高度方向上的周围，还设有若干个与直注浆孔连通的其走向向周围辐射延伸的分支注浆孔，注浆后沿帷幕线走向能够提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙。优选的，所述的分支注浆孔的走向基本沿着帷幕线的垂直面或位于所述帷幕线的垂直面内。优选的，所述的帷幕线的垂直面为平面。优选的，所述的分支注浆孔为向下倾斜式。优选的，所述的直注浆孔内的位于同一侧的一排分支注浆孔的倾斜度和间距均相等，构成鱼骨状。优选的，在相邻两个直注浆孔之间，两个直注浆孔间的分支注浆孔呈互相交接、交叉或搭接状。优选的，所述的直注浆孔的口径为135-175mm；所述的分支注浆孔的口径为100-140mm，孔深L为40～50m，倾斜角θ1为25°～35°；相邻两个分支注浆孔的高度间距D为15m～35m；相邻两个直注浆孔之间的水平间距H为25～35m。优选的，所述的直注浆孔的偏斜率η不大于8‰，所述的分支注浆孔倾斜角θ1控制精度为±1°，直注浆孔与分支注浆孔连接部位的钻孔曲率半径R在5m以内。如上述任一项所述的一种注浆帷幕钻孔结构的施工工艺，其特征在于钻孔施工中，包括以下步骤：A、先钻直注浆孔；B、再钻分支注浆孔。本专利技术的技术效果是：与现有技术相比，能够大大提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙，从而增大浆液扩散半径，保证注浆效果，大大降低直孔数量和钻探工作量，减少了矿方投资成本，具有重大的经济效益和社会效益。而且由于直孔间距的增大，使处于高山峻岭的矿山采用巷道内帷幕注浆方式堵水成为可能。本专利技术分支注浆孔辐射范围更广，能将浆液扩散半径增大到15m以上，在保证其注浆效果的前提下使得直注浆孔孔间距由目前帷幕注浆领域公认的10m增大到25～35m，大大降低了钻探工作量，减少了矿方投资成本。本专利技术具有不可取代的优势，在帷幕注浆钻探工艺上将是质的飞越。为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但是本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。附图说明图1为本专利技术钻孔结构正视图；图2为本专利技术钻孔结构俯视图。其中，φ1——直注浆孔孔径，η——直注浆孔偏斜率，φ2——分支注浆孔孔径，θ1——分支注浆孔偏斜角，L——分支注浆孔孔深，θ2——分支注浆孔方位角控制精度，R——分支注浆孔曲率半径，D——分支注浆孔间距，H——直注浆孔间距，1——直注浆孔，2——分支注浆孔。具体实施方式：实施例1：该注浆帷幕钻孔结构，包括沿帷幕线布置的若干个直注浆孔1，在所述的直注浆孔1内沿高度方向上的周围，还设有若干个与直注浆孔1连通的其走向向周围辐射延伸的分支注浆孔2，注浆后沿帷幕线走向能够提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙。所述的分支注浆孔2的走向基本沿着帷幕线的垂直面或位于所述帷幕线的垂直面内。所述的帷幕线的垂直面为平面。所述的分支注浆孔2为向下倾斜式。所述的直注浆孔1内的位于同一侧的一排分支注浆孔（2）的倾斜度和间距均相等，构成鱼骨状。在相邻两个直注浆孔（1）之间，两个直注浆孔1间的分支注浆孔2呈互相交接、交叉或搭接状。所述的直注浆孔（1）的口径为135-175mm；所述的分支注浆孔2的口径为100-140mm，孔深L为40～50m，倾斜角θ1为25°～35°；相邻两个分支注浆孔2的高度间距D为15m～35m；相邻两个直注浆孔1之间的水平间距H为25～35m。所述的直注浆孔1的偏斜率η不大于8‰，所述的分支注浆孔2倾斜角θ1控制精度为±1°，直注浆孔1与分支注浆孔2连接部位的钻孔曲率半径R在5m以内。实施例2：某铁矿矿区内，矿区地层基本上为石灰岩地层，透水率极不均一，首先施工直注浆孔，两直注浆孔间距为30m，直注浆孔孔径φ1为155mm，直注浆孔偏斜率η经过测量分别为4‰、3‰，直注浆孔取芯后发现裂隙角度基本大于80°，为高角度裂隙。通过直注浆孔压水试验，0～200m左右平均透水率为3Lu，200～400m左右平均透水率为6.3Lu，为保证注浆效果将分支注浆孔间距D设置为0～200m为25m，200～400m为15m。通过对分支注浆孔的施工，最终其参数为分支注浆孔孔径φ2为120mm，分支注浆孔曲率半径R为3～4.5m，分支注浆孔偏斜角θ1为28°～34°，分支注浆孔孔深L为41.35～45m，分支注浆孔方位角控制精度θ2为-0.4°～0.8°，综上所述，施工的“鱼骨型”钻孔均满足专利技术要求。为验证本专利技术对帷幕注浆的效果，对其两个“鱼骨型”钻孔进行了注浆试验，并分别加入了两种示踪剂，通过对示踪剂观测及检查孔取芯观测，经过帷幕注浆“鱼骨型”钻孔后的浆液扩散半径在17～20m之间，满足浆液扩散半径大于15m。同时浆液搭接能形成幕体，堵水效果良好，直注浆孔间距30m合理。该帷幕注浆的“鱼骨型”钻探施工工艺先钻直注浆孔1，再钻分支注浆孔2合理可行。实施例3：某铜矿一巷道内，矿区地层以花岗闪长斑岩为主，中间夹有石灰岩，其中石灰岩透水率较大，首先施工直注浆孔，两直注浆孔间距为30m，直注浆孔孔径φ1为155mm，直注浆孔偏斜率η经过测量分别为5‰、6.3‰，直注浆孔取芯后发现裂隙发育不规律，杂乱无章。通过直注浆孔压水试验，花岗闪长斑岩平均透水率为4.7Lu，石灰岩平均透水率为10.4Lu，为保证注浆效果将分支注浆孔间距D设置为花岗闪长斑岩地段为20m，石灰岩地段为15m。通过对分支注浆孔的施工，最终其参数为分支注浆孔孔径φ2为120mm，分支注浆孔曲率半径R为3.2～4.3m，分支注浆孔偏斜角θ1为26°～32°，分支注浆孔孔深L为40.25～43.56m，分支注浆孔方位角控制精度θ2为0.1°～0.7°，综上所述，施工的“鱼骨型”钻孔均满足专利技术要求。为验证本专利技术对帷幕注浆的效果，对其两个“鱼骨型”钻孔进行了注浆试验，并分别加入了两种示踪剂，通过对示踪剂观测及检查孔取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注浆帷幕钻孔结构，包括沿帷幕线布置的若干个直注浆孔（1），其特征在于：在所述的直注浆孔（1）内沿高度方向上的周围，还设有若干个与直注浆孔（1）连通的其走向向周围辐射延伸的分支注浆孔（2），注浆后沿帷幕线走向能够提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙。

【技术特征摘要】
1.一种注浆帷幕钻孔结构，包括沿帷幕线布置的若干个直注浆孔（1），其特征在于：在所述的直注浆孔（1）内沿高度方向上的周围，还设有若干个与直注浆孔（1）连通的其走向向周围辐射延伸的分支注浆孔（2），注浆后沿帷幕线走向能够提高高角度导水裂隙揭露率或揭露任何角度的导水裂隙。2.根据权利要求1所述的一种注浆帷幕钻孔结构，其特征在于：所述的分支注浆孔（2）的走向基本沿着帷幕线的垂直面或位于所述帷幕线的垂直面内。3.根据权利要求2所述的一种注浆帷幕钻孔结构，其特征在于：所述的帷幕线的垂直面为平面。4.根据权利要求3所述的一种注浆帷幕钻孔结构，其特征在于：所述的分支注浆孔（2）为向下倾斜式。5.根据权利要求4所述的一种注浆帷幕钻孔结构，其特征在于：所述的直注浆孔（1）内的位于同一侧的一排分支注浆孔（2）的倾斜度和间距均相等，构成鱼骨状。6.根据权利要求2或5所述的一种注浆帷幕钻孔结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新社，李淼清，周高明，袁胜超，焦宝辉，韩贵雷，刘大金，王勇，程彪，薛晓峰，赵晓明，史建松，李东立，李刚，贾伟杰，黄青柱，王朝辉，高学通，章爱卫，刘雷，刘丹丹，石佳宾，邬立，蒋兵辉，毕海涛，何经略，田博，冯建亮，
申请(专利权)人：华北有色工程勘察院有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13