一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液及实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法技术

本发明专利技术提供了一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液及实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法，属于井巷施工技术领域。本发明专利技术提供了一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，包括独立分装的以下组分：氧化镁和氯化镁溶液，所述氧化镁、氯化镁溶液中的氯化镁和氯化镁溶液中的水的物质的量比(摩尔比)为1～5∶1∶10～28。本发明专利技术中，将所述钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液注浆在钾镁盐矿区的盐层顶板以下的盐层和钾镁盐矿层中，能够形成氯氧镁水泥结石体，其固结效果良好，具有较好的抗含盐卤水和抗钾镁盐腐蚀性以及较好的防水性和较好的工程力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液及实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法
本专利技术涉及井巷施工
，尤其涉及一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液及实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法。
技术介绍
现有钾镁盐矿区的钻孔封闭大多采用普通硅酸盐水泥及海工水泥进行全钻孔封闭，普通硅酸盐水泥及海工水泥在钾镁盐矿区盐层以下所形成的地下结石体均为半凝固状态，呈泥膏状，具可塑性，局部稍成型，仅可满足钻孔隔水阻水要求，但强度低，抗含盐卤水和抗钾镁盐腐蚀性差，无法满足采矿阶段对钻孔封闭和井巷施工止水工程的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液及实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法。本专利技术提供的氯氧镁水泥浆液中含有氯化镁，从而具有抗含盐卤水和抗钾镁盐腐蚀的性能，注浆到地下地层中可形成氯氧镁水泥结石体，可提高强度和隔水阻水性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，包括独立分装的以下组分：氧化镁和氯化镁溶液，所述氯化镁溶液中包括氯化镁和水；使用时，所述氧化镁、氯化镁和水的摩尔比为1～5：1：10～28；现用现配。优选地，所述氧化镁、氯化镁和水的摩尔比为1.04～4.6∶1∶10.1～27.87。优选地，还包括处理剂，所述处理剂包括粉煤灰、磷酸二氢铵和氯氧镁水泥改性剂中的一种或多种。优选地，当所述处理剂为粉煤灰时，所述钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液中粉煤灰的用量为氧化镁质量的5～20％；当所述处理剂为磷酸二氢铵时，所述钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液中磷酸二氢铵的用量为浆液总质量的0.5～1％。优选地，所述水为卤水中的水，所述卤水为钾镁盐矿山开采时产生的井巷卤水、钾镁盐矿山生产时产生的原卤、钾镁盐矿山生产时产生的老卤或用淡水配制的盐卤，所述井巷卤水中氯化镁的质量含量为0.2～1％，密度为1.26～1.28g/cm3；所述原卤中氯化镁的质量含量为22～25％，密度为1.26～1.28g/cm3；所述老卤中氯化镁的质量含量为30～35％，密度为1.29～1.32g/cm3；所述盐卤中氯化钠的质量含量为13～16％，密度为1.1～1.12g/cm3。优选地，所述氧化镁为轻烧氧化镁，所述轻烧氧化镁中氧化镁的质量含量为82～85％，所述轻烧氧化镁的活性值为50～85％。本专利技术还提供了一种钾镁盐矿区实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法，利用上述技术方案所述的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液实施，包括以下步骤：提供氯化镁溶液；先将卤水加入搅拌罐，再向所述搅拌罐中缓慢加入氯化镁，用搅拌机搅拌均匀，并等待其冷却至60℃以下；向钾镁盐矿区的钻孔下入注浆用钻杆至盐层顶板以下，用卤水循环冲洗钻孔；向所述氯化镁溶液中加入氧化镁混合并用搅拌机搅拌均匀后，得到钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，然后进行注浆；所述注浆完成后，下入隔离木塞至盐层顶板，注入普通425#水泥浆液。优选地，所述注浆的额定泵压为6～90兆帕。优选地，所述普通425#水泥浆液的注入量为与地面水平。优选地，所述氯化镁溶液由包括以下步骤的方法制得：将部分卤水与氯化镁混合后，再加入剩余卤水，混合后降温至60℃以下，得到所述氯化镁溶液，所述部分卤水与剩余卤水的体积比为5:1。本专利技术提供了一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，包括独立分装的以下组分：氧化镁和氯化镁溶液，所述氯化镁溶液中包括氯化镁和水；使用时，所述氧化镁、氯化镁和水的物质的量比为1～5：1：10～28；现用现配。本专利技术提供的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液含有氯化镁，本身就是有盐卤成分，所以不怕含盐卤水和钾镁盐腐蚀，而且遇含盐卤水和钾镁盐还会增加强度，从而可以克服普通水泥及海工水泥在钾镁盐地层中抗含盐卤水和抗钾镁盐腐蚀性性能不足的缺陷，进而适用于钾镁盐矿区，与普通硅酸盐水泥、海工水泥相比较，在钾镁盐地层中具有抗含盐卤水和抗钾镁盐腐蚀的性能。本专利技术将所述氯氧镁水泥浆液注浆在钾镁盐矿区的盐层顶板以下，氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl2)和水(H2O)在地下地层中会发生水化反应，得到胶凝产物，即氯氧镁水泥结石体，水化反应生成氯氧镁水泥结石体的反应过程有以下2个：MgO+H2O＝Mg(OH)2(2)；式(1)中：a为氧化镁(MgO)的摩尔份数，即为1～5；b为氯化镁(MgCl2)的摩尔份数，即为1；c为水(H2O)的摩尔份数，即为10～28。形成的氯氧镁水泥结石体能够阻断地层中各含水层之间的水流联系、阻断井巷工程体与地层中含水层之间的水流联系，固结效果良好，具有较好的抗含盐卤水和抗钾镁盐腐蚀性、同时，具有较好的防水性和较好的工程力学性能。实施例的数据表明，本专利技术提供的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液具有以下性能：1)浆液的流动性：浆液在注浆作业期内(通常≥1.5小时)保持良好的流动性，用标准漏斗粘度计进行测量，漏斗粘度值在22～40秒之间，且不大于40秒。2)浆液的凝固时间：浆液初凝时间≥1.5小时，终凝时间≥4小时。3)浆液的结石率：结石率是指浆液凝固后结石体积与浆液最初体积之比，以百分数表示，结石率大于80％。4)注浆后所形成氯氧镁水泥结石体的力学强度：大于1.5MP。进一步地，本专利技术加入处理剂(如粉煤灰和磷酸二氢铵)，可改善氯氧镁水泥结石体的内部晶形，使氯氧镁水泥结石体更加致密，从而进一步提高氯氧镁水泥结石体的阻水性能。进一步地，本专利技术所述氯氧镁溶液的原料来源于钾镁盐矿开采生产过程中的废液废料，可以就地取材，既可降低成本又可废物利用减轻环保成本。本专利技术还提供了一种钾镁盐矿区实施钻孔封闭和井巷施工止水工程的方法，利用上述技术方案所述的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液实施，包括以下步骤：提供氯化镁溶液；提供氯化镁溶液；先将卤水加入搅拌罐，再向所述搅拌罐中缓慢加入氯化镁，用搅拌机搅拌均匀，并等待其冷却至60℃以下；向钾镁盐矿区的钻孔下入注浆用钻杆至盐层顶板以下，用卤水循环冲洗钻孔；向所述氯化镁溶液中加入氧化镁混合并用搅拌机搅拌均匀后，得到钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，然后进行注浆；所述注浆完成后，下入隔离木塞至盐层顶板，注入普通425#水泥浆液。本专利技术在钻孔完成后，在施工现场配制氯氧镁水泥浆液，通过注浆在地层内形成氯氧镁水泥结石体，从而达到阻断地层中各含水层之间的水流联系和阻断井巷工程体与地层中含水层之间的水流联系，使用本专利技术的方法实施钾镁盐矿区的钻孔封闭和矿区井巷施工止水工程，由于氯氧镁水泥结石体对含盐卤水和钾镁盐的抗腐蚀性，可有效避免采矿过程中因钻孔原因形成的涌水漏水现象，和井巷工程通过含盐卤水地层和钾镁盐地层时，因地下含盐卤水和钾镁盐矿层对井巷工程体腐蚀的原因导致的井巷涌漏水现象，从而保证钾镁盐矿区钻孔封闭的有效性和井巷施工的安全性。附图说明图1为试样18的实物照片；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，其特征在于，包括独立分装的以下组分：/n氧化镁和氯化镁溶液，所述氯化镁溶液中包括氯化镁和水；/n使用时，所述氧化镁、氯化镁和水的摩尔比为1～5∶1∶10～28；现用现配。/n

【技术特征摘要】
1.一种钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，其特征在于，包括独立分装的以下组分：
氧化镁和氯化镁溶液，所述氯化镁溶液中包括氯化镁和水；
使用时，所述氧化镁、氯化镁和水的摩尔比为1～5∶1∶10～28；现用现配。


2.根据权利要求1所述的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，其特征在于，所述氧化镁、氯化镁和水的摩尔比为1.04～4.6∶1∶10.1～27.87。


3.根据权利要求1所述的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，其特征在于，还包括处理剂，所述处理剂包括粉煤灰、磷酸二氢铵和氯氧镁水泥改性剂中的一种或多种。


4.根据权利要求3所述的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，其特征在于，当所述处理剂为粉煤灰时，所述钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液中粉煤灰的用量为氧化镁质量的5～20％；当所述处理剂为磷酸二氢铵时，所述钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液中磷酸二氢铵的用量为浆液总质量的0.5～1％。


5.根据权利要求1所述的钾镁盐矿区注浆用氯氧镁水泥浆液，其特征在于，所述水为卤水中的水，所述卤水为钾镁盐矿山开采时产生的井巷卤水、钾镁盐矿山生产时产生的原卤、钾镁盐矿山生产时产生的老卤或用淡水配制的盐卤，所述井巷卤水中氯化镁的质量含量为0.2～1％，密度为1.26～1.28g/cm3；所述原卤中氯化镁的质量含量为22～25％，密度为1.26～1.28g/cm3；所述老卤中氯化镁的质量含量为30～35％，密度为1.29～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，黄学勤，
申请(专利权)人：黄卫东，
类型：发明
国别省市：青海;63