[发明专利]矿井底板承压含水层注浆截留封堵效果评价方法及系统

说明书

本发明提供一种矿井底板承压含水层注浆截留封堵效果评价方法及系统，利用岩体裂隙或节理向矿井巷内各含水层注入经各种不同同位素标记的水，最终通过涌水口涌水中不同同位素比例情况，对承压含水层堵水效果进行客观评价；还能通过持续监控涌水中各同位素比例变化，探明其他未查明的潜在突水水源，便捷有效地为客观综合评价止水效果提供依据，实现了对高压危险突水注浆处理效果的快速反应评价，从而进一步指导对涌水处水源的准确截流；客观有效地评价矿井突水治理后的实际止水效果，为矿井快速处理底板突水事故提供技术指导，便捷高效且精准地评价矿井巷内涌水口突水处理后截流封堵效果。

技术领域

本发明涉及矿井堵水技术领域，具体来说是一种矿井底板承压含水层注浆截留封堵效果评价方法及系统。

背景技术

目前，矿井上对于承压水突水防治主要采用注浆止水或者截流的方法，该类方法在实际应用中已被证明是具有实际止水效果的，且该类方法不仅具有成本低的优点，还具有操作简单的特点，因此在矿井止水与堵水等方面上应用十分普遍。然而，在市场上却很少有评价矿井止水截流封堵效果的有效方法与手段，基本上只能通过监测涌水量变化来评价止水效果，该类方法存在以下两个较大问题。第一，如果在错判突水水源的前提下，对于堵漏材料止水效果的客观评价会存在错误判断；第二，如果突水水源有多个且并未完全查明的情况下，进行止水或堵水处理之后效果不佳甚至恶化，常常会出现对封堵方法及材料实际封堵效果评价的错误判断。如果这些问题不能及时解决，轻则会拖慢矿井计划采掘进度，重则会因对于止水效果的错误评价而发生重大突水矿难，严重危及矿井的财产与人身安全。

同位素作为示踪剂，近几年在井下应用较为广泛。

如申请号为CN202010022357.5”公开了一种“运用同位素示踪岩体导水通道的超前动态预报方法”，其核心内容是在隧道掘进前方施行先导钻孔形成测井，通过测定测井内同位素流向、含量来确定导水通道；

对比文件“CN2015103872266”公开了“一种基于同位素标识的覆岩裂隙导通性探测方法”,其核心内容是通过添加同位素标识物实现对覆岩中不同含水层水的有效标识，通过对比各含水层及工作面排水中标识同位素的千分偏差值确定各含水层的水是否导入工作面，进而判断覆岩导水裂隙性。

对比文件“CN202010022357.5”与“CN2015103872266”的核心内容相近，即以示踪剂探测破坏岩体分布下的裂隙导水性，同时探测不同含水层与目标工作面的连通性，但是不能表征注浆过程所诱发的水流动态变化。

申请号为“CN201910781395.6”公开了“一种基于示踪技术的煤矿断层破碎带注浆加固方法”，其核心内容是在巷道掘进过程中，利用前序注浆孔布置放置单一示踪剂，随着进一步掘进扰动断层围岩破坏，根据钻孔排出岩渣的放射性强弱得到断层裂隙分布、选择注浆材料，结合钻孔取芯探测示踪剂集中分布而实施强化注浆。其核心内容以示踪剂探测裂隙分布、裂隙发育位置及空间强度，基于此在掘进巷内实施有效注浆加固作业。

对比文件“CN201910781395.6”所涉及的方法是在巷道掘进过程中、预防断层活化的条件下适用，且开展的是针对破碎断层带的加固方法，而加固与堵水的作用机理具有本质区别，与底板突水的注浆截流具有本质性区别。同时该专利的实施方法是以人为钻孔注水过程水流驱动单一示踪剂在裂缝内的流动扩散范围为根本支撑理论，无法判别不同层位的岩层破裂状况，更无法对注浆堵水过程中水流动态变化的表征。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对目前无法准确判断突水水源、不能完全查明突水水源数量，导致止水或堵水效果不佳的问题，提供一种矿井底板承压含水层注浆截留封堵效果评价方法及系统。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

矿井底板承压含水层注浆截留封堵效果评价方法，包括以下步骤：