[发明专利]一种单孔射流探查断层产状的方法

说明书

本发明涉及一种基于径向射流技术的断层超前探查方法。包括：步骤1，地面施工直孔，对断层发育位置进行初步探查与确认；步骤2，依据探查成果，设计径向射流孔，绘制各射流孔地层预想剖面图；步骤3，根据预想剖面，进行径向射流施工工艺设计；步骤4，施工各径向射流孔至设计位置，确定射流孔断点位置；步骤5根据直孔与各射流孔断点参数，计算断层产状，确定巷道揭露断层位置。该方法钻探工程量少，工程成本低，覆盖范围广，适应性强，在大巷过断层的超前探查中更加具有优势。

技术领域

本发明涉及一种超前探查方法，属于矿山地质技术领域，具体是涉及一种基于径向射流技术的断层超前探查方法。

背景技术

煤矿巷道前方断层对掘进工作有很大影响，断层的产状及位置，制约着井巷系统的布局，影响矿井安全。查明断层的产状及位置，可以为井巷布置提供依据，超前采取有效治理措施封堵断层导水通道后，可以保证巷道掘进安全。

目前探查断层的主要手段有地质调查、钻探、物探、巷探等方法。钻探是煤田地质构造探查的重要手段，通常需要三个钻孔才能确定一条断层的产状及位置。径向射流技术是一种利用高压水破岩成孔的技术，可以在单个钻孔中对断层进行多点揭露，只需一个地面钻孔即可确定断层的产状及位置。

发明内容

本发明提供一种通过单个钻孔实现对断层的多点探查，从而确定断层产状及位置的方法。解决了单孔无法确定断层产状及位置的技术问题。

为解决上述技术问题，特发明一种单孔射流探查断层产状的方法。具体实施步骤包括：

步骤1，地面施工直孔，对断层发育位置进行初步探查与确认；

步骤2，依据探查成果，设计径向射流孔，确定射流孔孔数、深度、层位、方位角等参数，绘制各射流孔地层预想剖面图，(附图1、附图2)；

步骤3，根据预想剖面，进行径向射流施工工艺设计，确定管靴定向、喷射压力、推进速度等参数；

步骤4，施工径向射流孔1至设计位置，收集射流过程中喷射压力、连续油管状态、钻时等资料，确定射流孔1断点位置(附图3)；

步骤5，依次施工后续径向射流孔(射流孔2、射流孔3)，确定各射流孔断点位置；

步骤6，根据直孔与各射流孔断点参数，计算断层产状，确定巷道揭露断层位置(附图4)。

进一步的，步骤1中，在地面断层发育位置正上方选择位置，进行直孔段施工，其中，在冲积层段安装套管。

进一步的，步骤2中：

直孔揭露断层设计2个径向射流孔，直孔未揭露断层，设计3个径向射流孔；

径向射流孔应布置在灰岩或砂岩地层中，避免在纯泥岩地层中布置，若射流孔布置在奥陶系灰岩中，应避开风氧化带；

射流开孔位置以下净空间高度不小于8m，作为射流岩粉沉淀袋。

沿射流方向穿过断层时岩石强度应由软变硬；

预揭露的三个断点尽量形成锐角三角形，预揭露断点应在射流孔孔深30～70m位置。

进一步的，步骤3中：

通过专用油管将管靴下至设计深度，依据陀螺仪定向，将管靴喷射口位置调整至设计方位；

根据岩性，喷射压力选择参考如下：砂质泥岩15～20MPa；砂岩20～40MPa；灰岩40～65MPa；铁质铝土岩65～75MPa；

进一步的，步骤4中：

射流孔断点位置判断依据：连续油管出现跳管或松弛现象、进尺突然变慢，需要调整喷射压力方可稳定施工。

进一步的，步骤6中：