CN109403914B - 一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，属于矿井水害防治领域。其包括:根据设计参数施工堵水注浆钻孔的步骤、判断储导水通道的准确位置的步骤、估算储导水通道的过水面积的步骤、计算第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置的步骤、下入第二级孔径套管并封固的步骤、连接并下入双浆注浆管的步骤、安装密封装置步骤、安装完成后进行注浆堵水的步骤及注浆结束后拆卸双浆注浆管和密封装置的步骤。它有效解决了钻孔在水敏性地层段缩径、孔壁坍塌等难题，较大程度地缩短了混合浆液的运移距离，可以达到在任意深度的矿井井下的钻孔内注入双浆混合浆液，快速实现封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的。

Description

一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法

技术领域

本发明涉及一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，属于矿井水害防治领域。

背景技术

水害一直是严重影响矿井生产安全和威胁作业人员生命安全的主要地质灾害之一。注浆堵水是治理矿井水害的重要手段。矿井涌水后，一般都要通过矿井井下钻孔进行注浆，通过向涌水水源地层内的岩溶(裂隙)和储导水通道内注入浆液进行封堵，达到注浆堵水的目的。但是使用目前常用的孔口双液混合方式进行注浆时，当钻孔长度超过100m，混合浆液需要钻孔内运移较长距离，且浆液在运移过程中受钻孔内高压地下水的反向压力10，导致浆液未运送至孔底储、导水通道内就因初凝而失去流动性，初凝后的混合浆液固结在钻孔内，造成注浆失败。瞬时高压还可能引发管路泄漏、套管外移、注浆泵损坏等其它事故。因为无法安全顺利灌注双液浆，只能通过钻孔注入单液浆，进入到导水裂隙内的单液浆被储导水通道内的高压动水迅速冲散稀释，造成注浆效果较差，施工工期长，工程费用严重超预算等不良后果。因此超深钻孔内双液注浆一直是困扰矿井井下水害治理的技术难题之一。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，它有效杜绝了混合浆液反流进套管并封固堵塞套管的弊端，有效解决了钻孔在水敏性地层段缩径、孔壁坍塌等难题，较大程度地缩短了混合浆液的运移距离，能保证在混合浆液初凝前被安全输送到储导水通道内，可以达到在任意深度的矿井井下的钻孔内注入双浆混合浆液，快速实现封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的，其采用的技术方案如下：

一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据设计参数施工堵水注浆钻孔，超深注浆钻孔采用三级孔径，两级套管的钻孔结构，在第一级孔径钻孔设计深度内下入第一级孔径套管并封固合格后，再使用第三级孔径钻头施工第三级孔径钻孔；

2)在施工第三级孔径钻孔时准确判断地层岩性及其是否存在储导水通道，判断储导水通道的准确位置；

3)当第三级孔径钻孔内揭露储导水通道出现涌水后，准确测量单位时间涌水水量和水压，通过涌水量和水压估算储导水通道的过水面积；

4)现场配备高压变量注浆泵，根据高压变量注浆泵的不同档位泵量所能实现的两种浆液的多种配比、多种配比下混合浆液的流量、多种配比下的混合浆液的初凝时间，并结合第三级孔径断面面积数据，通过计算对比，最终选择混合浆液在第三级孔径钻孔内的安全运行距离，也即可以计算出第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置；

5)第二级孔径套管设计深度确定后，在第二级孔径套管的底口端设计深度位置以上，使用第二级孔径钻头对第三级孔径钻孔进行扩大孔径施工，形成第二级孔径钻孔，并在第二级孔径钻孔内下入第二级孔径套管并在第二级孔径套管和第一级孔径套管之间注浆封固，封固质量必须满足能承受注浆终压的1.5倍压强下套管无泄漏、无松动外移，第二级孔径套管由多节短管通过螺纹连接而成，要求螺纹完好，连接后密闭质量好，在注浆压力下无泄漏无脱扣现象；

6)第二级孔径套管封固合格后，重新使用第三级孔径钻头在该套管内透孔，透孔后延伸到储导水通道内，达到第二级孔径套管内出现正常涌水为止；

7)连接并下入双浆注浆管，双浆注浆管主要由内管和外管组成，所述内管、外管同心套装，双浆注浆管底端安装双浆喷射器，双浆喷射器上具有与内管连通的第一喷射孔及与外管连通的第二喷射孔；

8)安装密封装置，密闭第二级孔径套管上端口与双浆注浆管之间的间隙，密闭质量要求在注浆终压的1.5倍压强下无泄漏；

9)内管上端头处密封并引出内管引出管，内管引出管通过A浆高压胶管与A浆注浆泵连接，外管上端头处密封并引出外管引出管，外管引出管通过B浆高压胶管与B浆注浆泵连接；

10)安装完成后，开动A浆注浆泵、B浆注浆泵，通过双浆注浆管和双浆喷射器向第三级孔径钻孔内注入A浆、B浆两种浆液，两种浆液在双浆喷射器底部混合形成混合浆液，混合浆液在注浆压力作用下经第三级孔径钻孔向储导水通道内运移，并在储导水通道内初凝并固结，封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的；

11)注浆结束后，拆卸双浆注浆管和密封装置。

在上述技术方案基础上，步骤4)中确定第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置的方法包括如下步骤：

a)高压变量泵每个档位的单位时间内流量和相应的额定压强值现场测量确定；

b)根据高压变量泵不同档位的流量，分别作单液水泥浆(A液)、速凝浆液(B液)的现场双浆混合浆的初凝时间试验，掌握A浆注浆泵、B浆注浆泵不同档位流量配比下的混合浆液初凝时间；

c)根据两种浆液不同档位流量配比下的混合浆液的流量，第三级孔径钻孔的断面面积，计算混合浆液在钻孔内的运行速度；

d)最终分别根据注浆泵能满足注浆终压要求的不同档位流量形成的不同配比下混合浆液的初凝时间、混合浆液的流量以及该流量在第三级孔径钻孔内的运行速度，计算混合浆液在其达到初凝时间之前在第三级孔径钻孔内的运移距离；

e)把能满足注浆压力要求的各档位的配比下的混合浆液运行的最短距离作为混合浆液运移的安全距离，该距离也决定了第二级孔径套管的底口端的设计深度位置。

在上述技术方案基础上，在步骤9)中，内管引出管与A浆高压胶管之间安装有第一泄压阀，外管引出管与B浆高压胶管之间安装有第二泄压阀，第二级孔径套管上端口安装有第三泄压阀；

在步骤11)中，注浆结束后，先分别打开第一泄压阀、第二泄压阀和第三泄压阀，从而分别卸掉双浆注浆管内管、外管内的液体压力及第二级孔径套管内的水柱压力后，方可拆卸双浆注浆管和密封装置，否则有可能出现高压浆或高压水喷出伤人的安全事故。

本发明具有如下优点：(1)利用矿井井下高压水在钻孔套管内形成的高压水柱的抗压缩性原理进行止浆，有效杜绝了混合浆液反流进套管并封固堵塞套管的弊端。

(2)第一级孔径套管封固后，弃用常规的钻孔施工工艺，而是直接使用第三级孔径钻头施工，利用第三级孔径钻孔可精确探查储导水通道的准确位置，为计算和选择第二级孔径套管的深度提供了技术支持。

(3)第二级孔径套管下入钻孔的深度比常规以往钻孔更深，接近储导水通道，利用套管隔离了钻孔钻探的绝大部分地层，其中主要目的是有效隔离了水敏性地层，有效解决了钻孔在水敏性地层段缩径、孔壁坍塌等难题。

(4)针对矿井井下超深钻孔内钻孔深，注入的双浆混合浆液凝固时间短，难以安全顺利被输送到孔底储导水通道内的技术难题，利用同心内外注浆管输送两种浆液，并在第二级孔径套管底口端混合，较大程度的缩短了混合浆液的运移距离，能保证在混合浆液初凝前被安全输送到储导水通道内。

(5)把双浆混合器安放在第二级孔径套管内底口端以上位置。杜绝了现有技术中双浆混合器位于套管外的岩石段处，注浆升压后混合浆液会在混合器上部位置的岩石段失水(水被岩石吸收)，并在该位置孔壁上形成浆皮，浆皮增厚逐渐堵塞钻孔，严重影响过浆断面，极易形成堵塞钻孔的注浆事故，浆皮一旦堵塞钻孔，还会造成浆皮封住混合器造成混合器难以提出钻孔的埋钻事故。

(6)利用本发明可以达到在任意深度的矿井井下的钻孔内注入双浆混合浆液，快速实现封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一种实施例，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1本发明所述矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆装置工作时的工作原理示意图

图2图1中A部分的放大图

图3本发明所述矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆装置顶部的放大结构示意图；泄压阀部位局部放大图；

其中：1-内管，2-外管，4-第三级孔径钻孔，6-密封装置，7-双浆注浆管，8-第二级孔径套管，9-密闭在第二级孔径套管里的高压水柱，10-反向压力，12-混合浆液，13-储导水通道，14-储导水通道中的高压动水，15-双浆喷射器，16-第一泄压阀，17-第二泄压阀，18-第三泄压阀，19-外管引出管，20-内管引出管；

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位均是基于说明书附图所示的方位进行定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，本实施例所使用的一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆装置，其特征在于，包括：第一级孔径套管21、第二级孔径套管8、密封装置6和双浆注浆管7，所述第一级孔径套管直径大于第二级孔径套管，双浆注浆管主要由内管1和外管2组成，所述第二级孔径套管8穿装于第一级孔径套管中。

优选的，所述内管1、外管2同心套装，双浆注浆管底端安装双浆喷射器，双浆喷射器上具有与内管连通的第一喷射孔及与外管连通的第二喷射孔，所述双浆注浆管穿装于第一级孔径套管和第二级孔径套管中，所述密封装置密闭第二级孔径套管上端口与双浆注浆管之间的间隙，内管上端头处密封并引出内管引出管，内管引出管与A浆高压胶管连接，外管上端头处密封并引出外管引出管，外管引出管与B浆高压胶管连接。

优选的，内管引出管与A浆高压胶管之间安装有第一泄压阀，外管引出管与B浆高压胶管之间安装有第二泄压阀，第二级孔径套管上端口安装有第三泄压阀。

优选的，所述内管和外管均由多节管件通过螺纹连接而成。

优选的，所述双浆喷射器位于第二级孔径套管底口端上方1m左右。

如图1至图3所示，一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据设计参数施工堵水注浆钻孔，超深注浆钻孔采用三级孔径，两级套管的钻孔结构，在第一级孔径钻孔设计深度内下入第一级孔径套管21并封固合格后，再使用第三级孔径钻头施工第三级孔径钻孔；

2)在施工第三级孔径钻孔时准确判断地层岩性及其是否存在储导水通道13，判断储导水通道13的准确位置；

3)当第三级孔径钻孔内揭露储导水通道13出现涌水后，并继续钻进岩石，直到穿过储导水通道13一米左右后停止钻进，准确测量单位时间涌水水量和水压，通过涌水量和水压估算储导水通道的过水面积；

4)现场配备高压变量注浆泵，利用不同档位对应的流量确定现场注浆的两种浆液的配比。比如高压变量注浆泵四个档位流量每分钟分别为：10L/1档；30L/2档,60L/3档；100L/4档。注A浆、注B浆均选择相同的高压变量注浆泵。这样A浆、B浆的浆液的体积混合比例有24种，根据注浆需要的双液浆速凝特性及其技术指标要求，一般选取A浆/B浆分别为：100:100、100/60、100/30、100/10、60/60、60/30、60/10、30/30、30/10等几种比例。上述比例下的A浆和B浆混合浆液的流量分别为：200、160、130、110、120、90、70、60、40(单位L/min)；根据上述不同比例关系，在现场进行A浆、B浆不同比例下的混合浆液12的初凝时间配比试验。根据上述比例下的混合浆液12泵量，混合浆液12的初凝时间和第三级孔径钻孔4的断面积，计算不同比例下混合浆液12在其初凝时间内在第三级孔径钻孔4中运行的速度及距离。

由于高压变量注浆泵不同档位的输出压力不同，只有输出压力能克服储导水通道13内的高压动水14的压力并把混合浆液12顺利输送到储导水通道13内，才能起到堵水效果。因此要选择能满足注浆压力要求的相应档位及流量。

比如储导水通道13内的动水压力为3.0MPa。应要求注浆压力不低于5MPa。而变量泵超过3档时的输出压力小于5MPa，因此4档的档位就不能满足注浆需要。这就要选择3档以下的档位及相应流量。根据上述A浆/B浆的比例关系，应分别选择60/60、60/30、60/10、30/30、30/10(单位L/min)等5种比例。5种比例下的混合浆液12泵量分别为120、90、70、60、40(单位L/min)。5种比例下混合浆液12流量在第三级孔径钻孔4内每分钟运行的距离可以计算出来；且5种比例下混合浆液12的初凝时间可以通过试验测定。

把上述5种比例下混合浆液12的初凝时间内在第三级孔径钻孔4内运行的最短距离作为第二级孔径套管8底口端到储导水通道13的距离H1。其他比例的混合浆液12因为在初凝时间内运行的距离均高于该距离H1，注浆是安全的，也即可以计算出第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置；

5)第二级孔径套管设计深度确定后，在第二级孔径套管8的底口端设计深度位置以上，使用第二级孔径钻头对第三级孔径钻孔进行扩大孔径施工，形成第二级孔径钻孔，并在第二级孔径钻孔内下入第二级孔径套管并在第二级孔径套管8和第一级孔径套管21之间注浆封固形成套管封固体22，封固质量必须满足能承受注浆终压的1.5倍压强下套管无泄漏、无松动外移，第二级孔径套管由多节短管通过螺纹连接而成，要求螺纹完好，连接后密闭质量好，在注浆压力下无泄漏无脱扣现象；在第二级孔径套管8上端安装第三泄压阀18；

6)第二级孔径套管封固合格后，重新使用第三级孔径钻头在该套管内透孔，透孔后延伸到储导水通道内，达到第二级孔径套管内出现正常涌水为止；

7)连接并下入双浆注浆管7，双浆注浆管主要由内管1和外管2组成，所述内管1、外管2同心套装，双浆注浆管7底端安装双浆喷射器15，双浆喷射器15上具有与内管连通的第一喷射孔及与外管连通的第二喷射孔；

8)安装密封装置6，密闭第二级孔径套管8上端口与双浆注浆管7之间的间隙，密闭质量要求在注浆终压的1.5倍压强下无泄漏；安装密闭装置6前，要先打开第三泄压阀18，使第二级孔径套管8内涌水从第三泄压阀18处涌出，可以减少密闭装置6安装时，密闭在第二级孔径套管8里的高压水柱9对其产生的阻力，密闭装置6安装完成后，关闭第三泄压阀18。

9)内管上端头处密封并引出内管引出管20，内管引出管通过A浆高压胶管与A浆注浆泵连接，外管上端头处密封并引出外管引出管19，外管引出管通过B浆高压胶管与B浆注浆泵连接；

10)安装完成后，开动A浆注浆泵、B浆注浆泵，通过双浆注浆管7和双浆喷射器15向第三级孔径钻孔4内注入A浆、B浆两种浆液，两种浆液在双浆喷射器15底部混合形成混合浆液12，混合浆液12在注浆压力作用下经第三级孔径钻孔向储导水通道13内运移，并在储导水通道13内初凝并固结，封堵储导水通道13，达到注浆堵水的目的；

11)注浆结束后，拆卸双浆注浆管7和密封装置6。

第二级孔径套管8的设计深度必须通过高压变量注浆泵配比相关流量、压力和钻孔孔径等计算和选择。否则会出现注浆失败或者注浆效果差，严重时出现注浆事故。优选的，步骤4)中确定第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置的方法包括如下步骤：

a)高压变量泵每个档位的单位时间内流量和相应的额定压强值现场测量确定；

b)根据高压变量泵不同档位的流量，分别作单液水泥浆(A液)、速凝浆液(B液)的现场双浆混合浆的初凝时间试验，掌握A浆注浆泵、B浆注浆泵不同档位流量配比下的混合浆液初凝时间；

c)根据两种浆液不同档位流量配比下的混合浆液的流量，第三级孔径钻孔的断面面积，计算混合浆液在钻孔内的运行速度；

d)最终分别根据注浆泵能满足注浆终压要求的不同档位流量形成的不同配比下混合浆液的初凝时间、混合浆液的流量以及该流量在第三级孔径钻孔内的运行速度，计算混合浆液在其达到初凝时间之前在第三级孔径钻孔内的运移距离；

e)把能满足注浆压力要求的各档位的配比下的混合浆液运行的最短距离作为混合浆液运移的安全距离，该距离也决定了第二级孔径套管的底口端的设计深度位置。

进一步，在步骤9)中，内管引出管20与A浆高压胶管之间安装有第一泄压阀16，外管引出管19与B浆高压胶管之间安装有第二泄压阀17，第二级孔径套管上端口安装有第三泄压阀18；

在步骤11)中，注浆结束后，先分别打开第一泄压阀16、第二泄压阀17和第三泄压阀18，从而分别卸掉双浆注浆管内管1、外管2内的液体压力及第二级孔径套管8内的水柱压力后，方可拆卸双浆注浆管7和密封装置6，否则有可能出现高压浆或高压水喷出伤人的安全事故。

实施例：

某市某煤矿开采太原组13层煤，其首采工作面41301面长84m，开采标高-528m至-496m。10月11日，当工作面推至110m处时，工作面回风巷外段奥灰孔以西10m处底板(-519m标高)出现轻微渗水，后水量逐渐增大稳定在20m³/h。11日19时，采面回风出口以西(-503m标高)处又出现涌水，水量由初始的5m³/h逐渐增大。到15日，涌水量最大到230m³/h，后水量稳定在170m³/h。情况十分危急，撤出了该工作面全部作业人员。因工作面排水能力不足造成该面被淹。为保矿井安全，分别在-450m水平13煤层主、副下山，-450m水平西13煤层平巷适当位置各施工1道水闸墙，对四采区进行永久隔离。

经分析，工作面下部靠近F10断层及其分支断层，工作面掘进时分别揭露F1-1(H＝35m)断层、F1-2(H＝7m)正断层、F1-3(H＝8m)正断层与工作面斜交，另外工作面还存在5条落差1.0-3.0m的正断层。认为涌水水源为徐家庄灰岩，并有奥陶系灰岩水的补充。导水通道为断层构造。

提出了利用井下巷道内施工注浆堵水钻孔，对涌水水源层和导水通道进行注浆堵水治理的设计方案。为满足矿井井下注浆堵水需要，专门开拓了-450水平注浆平巷并向下延伸掘进的堵水巷和钻探硐室。在钻探硐室共施工了5个堵水钻孔，并在堵4、堵5两个钻孔内研究实施了利用钻孔内水柱止浆的双液注浆新工艺。其中堵4孔终孔深度269m，揭露断层导水通道深度为197m，钻孔涌水量32m³/h，水压为1.2MPa左右；堵5孔终孔深度297m，堵5孔揭露断层导水通道深度为216m,钻孔涌水量为57m³/h，水压2.1MPa。两孔涌水水压均低于奥陶系正常水压4.2MPa。

对前3个钻孔(堵1-堵3)的施工进行了总结，认为存在以下不足之处：(1)按照煤矿防治水规定，二级孔径套管下入深度较浅，仅为25-30m之间。而钻孔揭露导水构造的深度均超过190m。第三级孔径钻孔在岩石内的段距较长，而且存在着泥岩、粘土岩等水敏性地层，水敏性地层特性为遇水膨胀，易造成钻孔缩径，长期浸泡孔壁会出现坍塌现象。(2)由于钻孔较深，而且孔内有超过1.0MPa的水柱压力，利用孔口双浆混合工艺注双液浆难度较大。浆液无法安全顺利输送到孔底的导水通道内，曾利用堵3孔注双液浆，试验2次均宣告失败。

为解决上述技术难题，经反复研究提出了使用长套管护壁，利用地下承压水在钻孔内形成的水柱难以压缩的特点，把钻孔内的水柱封闭在套管内，并采用在套管内底口处使两种浆液混合，利用套管内水柱止浆的工艺路线。该工艺实施的关键是要打破常规，优先施工第三级孔径钻孔，准确判断储导水通道的深度，再根据双液浆配比及注浆参数、过浆段钻孔孔径来计算并选择套管深度。利用嵌套双管作为双液注浆管输送水泥浆和速凝浆液。直接把两种浆液迅速输送到套管底端，使两种浆液在套管底口处混合，混合浆液来不及初凝就被推进到导水通道内。因此该工艺能有效解决井下超深钻孔内双液注浆的技术难题。在堵4、堵5两个钻孔内进行了试验和实施，均取得较好堵水效果。

两个钻孔采用相同的钻孔结构，即第三级孔径为75mm，第二级套管直径为89mm，外平式双浆注浆管外径为76mm，第二级孔径套管底口端距离导水通道均为8m；注入水泥-水玻璃浆液，两种浆液配比约为1:1-3:1之间，初凝时间为40-75秒。注浆泵选用了NBB260/7变量泵。

通过在两个钻孔内注入双液浆，成功封堵了钻孔附近导水通道。经测量，矿井减水量34m³/h，取得满意效果。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据设计参数施工堵水注浆钻孔，超深注浆钻孔采用三级孔径，两级套管的钻孔结构，在第一级孔径钻孔设计深度内下入第一级孔径套管并封固合格后，再使用第三级孔径钻头施工第三级孔径钻孔；

2)在施工第三级孔径钻孔时准确判断地层岩性及其是否存在储导水通道，判断储导水通道的准确位置；

3)当第三级孔径钻孔内揭露储导水通道出现涌水后，准确测量单位时间涌水水量和水压，通过涌水量和水压估算储导水通道的过水面积；

4)现场配备高压变量注浆泵，根据高压变量注浆泵的不同档位泵量所能实现的两种浆液的多种配比、多种配比下混合浆液的流量、多种配比下的混合浆液的初凝时间，并结合第三级孔径钻孔断面面积数据，通过计算对比，最终选择混合浆液在第三级孔径钻孔内的安全运行距离，也即可以计算出第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置；

5)第二级孔径套管设计深度确定后，在第二级孔径套管的底口端设计深度位置以上，使用第二级孔径钻头对第三级孔径钻孔进行扩大孔径施工，形成第二级孔径钻孔，并在第二级孔径钻孔内下入第二级孔径套管并在第二级孔径套管和第一级孔径套管之间注浆封固；

6)第二级孔径套管封固合格后，重新使用第三级孔径钻头在该套管内透孔，透孔后延伸到储导水通道内，达到第二级孔径套管内出现正常涌水为止；

7)连接并下入双浆注浆管，双浆注浆管主要由内管和外管组成，所述内管、外管同心套装，双浆注浆管底端安装双浆喷射器，双浆喷射器上具有与内管连通的第一喷射孔及与外管连通的第二喷射孔,且所述双浆喷射器位于第二级孔径套管底口端上方1m左右；

8)安装密封装置，密闭第二级孔径套管上端口与双浆注浆管之间的间隙；

9)内管上端头处密封并引出内管引出管，内管引出管通过A浆高压胶管与A浆注浆泵连接，外管上端头处密封并引出外管引出管，外管引出管通过B浆高压胶管与B浆注浆泵连接；

10)安装完成后，开动A浆注浆泵、B浆注浆泵，通过双浆注浆管和双浆喷射器向第三级孔径钻孔内注入A浆、B浆两种浆液，两种浆液在双浆喷射器底部混合形成混合浆液，混合浆液在注浆压力作用下经第三级孔径钻孔向储导水通道内运移，并在储导水通道内初凝并固结，封堵储导水通道，达到注浆堵水的目的；

11)注浆结束后，拆卸双浆注浆管和密封装置。

2.根据权利要求1所述的一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，其特征在于：

步骤4)中确定第二级孔径套管的底口端在钻孔内的设计深度位置的方法包括如下步骤：

a)高压变量泵每个档位的单位时间内流量和相应的额定压强值现场测量确定；

b)根据高压变量泵不同档位的流量，分别作A浆的单液水泥浆、B浆的速凝浆液的现场双浆混合浆的初凝时间试验，掌握A浆注浆泵、B浆注浆泵不同档位流量配比下的混合浆液初凝时间；

c)根据两种浆液不同档位流量配比下的混合浆液的流量，第三级孔径钻孔的断面面积，计算混合浆液在钻孔内的运行速度；

d)最终分别根据注浆泵能满足注浆终压要求的不同档位流量形成的不同配比下混合浆液的初凝时间、混合浆液的流量以及该流量在第三级孔径钻孔内的运行速度，计算混合浆液在其达到初凝时间之前在第三级孔径钻孔内的运移距离；

e)把能满足注浆压力要求的各档位的配比下的混合浆液运行的最短距离作为混合浆液运移的安全距离，该距离也决定了第二级孔径套管的底口端的设计深度位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿井井下超深钻孔内水柱止浆双液注浆方法，其特征在于：

在步骤5)中，还包括在第二级孔径管套和第一级孔径管套（ 21） 之间注浆封固形成管套封固体，且所述管套封固体的封固质量必须满足能承受注浆终压1.5倍压强下套管无泄漏、无松动外移；

在步骤8)中，所述密封装置的密闭质量要求在注浆终压的1.5倍压强下无泄漏；

在步骤9)中，内管引出管与A浆高压胶管之间安装有第一泄压阀，外管引出管与B浆高压胶管之间安装有第二泄压阀，第二级孔径套管上端口安装有第三泄压阀；

在步骤11)中，注浆结束后，先分别打开第一泄压阀、第二泄压阀和第三泄压阀，从而分别卸掉双浆注浆管内管、外管内的液体压力及第二级孔径套管内的水柱压力后，方可拆卸双浆注浆管和密封装置，否则有可能出现高压浆或高压水喷出伤人的安全事故。

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