专利名称：一种用于矸石山的钻孔冲洗液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻孔冲洗液，特别是一种用于矸石山钻孔注浆的钻孔冲洗液。
背景技术：
矸石山自燃是一个较为普遍的现象，据不完全统计，我国目前有1700余座矸石山存在自燃隐患或正在燃烧，给当地居民造成十分严重的危害，而尤以黄河中上游一带为甚。这种矸石山被当地人称为“火焰山”，这种叫法既突显了矸石山的危害性，也反映了自燃矸石山灭火施工治理的难度。由于矸石山自燃着火面积大，火源深，火势扑灭后极易复燃，因此，有效控制矸石山自燃火灾本身就十分困难；另一方面，治理矸石山自燃火灾最主要的方 法就是深孔注浆灭火法，但这种灭火方法存在诸多问题，因而使其无法充分发挥灭火效力。探究其中的原因，主要体现在以下两个方面(I)钻孔成孔率决定着注浆效果。由于矸石山属于堆积的松散破碎岩体，在钻孔过程中极容易发生塌孔、卡钻等问题，成孔率很低，特别是对于过火矸石区，矸石受高温后破碎、粉化，塌孔现象更是严重，成孔率更低。(2)钻孔过程中存在“火焰喷孔”的问题。由于矸石山内部积聚了大量的热和可燃气体，在钻孔过程中经常发生火焰顺着钻孔喷出的现象，极易发生烧烫伤事故。目前采用的钻孔冲洗液主要是水或黄泥。由于矸石山属于多孔介质，水容易顺着矸石空隙流走，起不到固壁作用，对提高成孔率没有任何作用；而更为严重的是，当水遇到温度很高的矸石时，水会迅速气化，大量水蒸气顺着钻孔喷出，使得采用钻孔注浆法更为容易发生烫伤事故。采用黄泥作为冲洗液，虽然相对于水，能够提高成孔率和降低喷孔事故率，但效果有限，如果为改进效果，增加黄泥粘稠度，则又容易堵塞钻孔孔壁缝隙，使注浆浆液无法顺利扩散，从而影响注浆效果。
发明内容
本发明提供了一种钻孔冲洗液，不仅能够有效提高钻孔的成孔率，而且可以有效制止喷孔烧伤事故的发生，同时还能保证钻孔能顺利注浆。本发明采用的技术方案如下一种用于矸石山的钻孔冲洗液，包含一种以上的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯。在上述钻孔冲洗液中，还包括氢氧化钠或氢氧化钾的一种或两种。在上述钻孔冲洗液中，所述的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯与所述的氢氧化钠或氢氧化钾的质量比为I : 5 10。在上述钻孔冲洗液中，还包含黄土或粉煤灰的一种或两种。在上述钻孔冲洗液中，所述的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯、所述的氢氧化钠或氢氧化钾与所述的黄土或粉煤灰的质量比为I : 5 10 50 100。在上述钻孔冲洗液中，所述的聚丙烯酸盐是聚丙烯酸钠。
在上述钻孔冲洗液中，所述的聚丙烯酸钠、氢氧化钠与黄土的质量比为I : 7 : 70。在上述钻孔冲洗液中，还包含足以使所述冲洗液形成乳液的水。在冲洗液组分为聚丙烯酸钠、氢氧化钠、黄土或粉煤灰及水时，各组分相应的质量比可以取为I : 5 10 : 50 100 100 1000。本发明还提供了一种矸石山钻孔注浆灭火方法，包括钻孔、冲洗钻孔和注浆等步骤，在对钻孔进行冲洗时采用上述冲洗液进行冲洗。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点①本发明提供的钻孔冲洗液，包括聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯，含水时会迅速膨胀，呈现粘稠胶体状，因而不会顺着矸石空隙流失，可有效起到排渣护壁的作用，能够明显提高钻孔的成孔率。
②本发明提供的钻孔冲洗液，包括聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯，由于聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯含水时呈现粘稠胶体状，具有很好的保水性，遇到高温物体不会产生大量的水蒸汽，因此可以防止钻孔过程中水蒸汽的喷出。③本发明提供的钻孔冲洗液，包括聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯，在钻孔完成后，由于继续受到高温的作用，聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯与水形成的粘稠胶体会慢慢失水萎缩，留出空隙，保证了注浆时浆液顺利扩散。④本发明提供的钻孔冲洗液，包括聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯，在钻孔过程中，聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯与水形成的粘稠胶体会对钻头进行冷却，减小了钻头的磨损。⑤本发明提供的钻孔冲洗液，不仅包括聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯，还包括氢氧化钠或氢氧化钾，而氢氧化钠或氢氧化钾能够增加浆液的PH值，有利于增加聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯的溶解速度，从而提高了钻孔注浆法的实施效率。⑥本发明提供的钻孔冲洗液，还包括黄土或粉煤灰，黄土或粉煤灰可增大浆液的粘稠度，因此可以适量的减少聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯的用量，节约成本。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。实施例I聚丙烯酸钠与水的质量比为I : 200。将上述组分按质量比混合后，搅拌均匀，即可作为钻孔冲洗液使用。矸石山过火区域在使用水或黄泥作为冲洗液时，基本无法成孔，在未过火高温区，也存在严重的塌孔现象。钻孔深度虽然已经达到5m，但钻头拔出后，钻孔坍塌，注浆套管只能下到2m以内，严重影响了注浆效果。在使用本发明冲洗钻孔后，无论是过火区还是高温区，成孔率均能达到95%以上，同时有效的抑制了火焰或水蒸汽喷孔现象。实施例2聚丙烯酸钠与水的质量比为I : 500。实施例3聚丙烯酸钠与水的质量比为I : 800。
实施例4聚丙烯酸钠、氢氧化钠与水的质量比为1:6: 200。实施例5聚丙烯酸钠、氢氧化钠与水的质量比为1:7: 500。实施例6聚丙烯酸钠、氢氧化钠与水的质量比为1:8: 800。 实施例7聚丙烯酸钠、氢氧化钠、黄土与水的质量比为I : 6 : 60 : 300。实施例8聚丙烯酸钠、氢氧化钠、黄土与水的质量比为I : 7 : 70 : 500。实施例9聚丙烯酸钠、氢氧化钠、黄土与水的质量比为I : 8 : 80 : 700。实施例10聚丙烯酸钠、氢氧化钠、黄土与水的质量比为I : 9 : 90 : 900。本发明适宜随用随混合，尽量避免提前混合。实施例2-10都有与实施例I相同的使用效果。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。另外，本发明也适用于其他类似于矸石山的松散岩体钻孔实施中。
权利要求
1.ー种用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，包含ー种以上的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酷。
2.根据权利要求I所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，还包括氢氧化钠或氢氧化钾的ー种或两种。
3.根据权利要求2所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，所述的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯与所述的氢氧化钠或氢氧化钾的质量比为I : 5 10。
4.根据权利要求2所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，还包含黄土或粉煤灰的ー种或两种。
5.根据权利要求4所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，所述的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酷、所述的氢氧化钠或氢氧化钾与所述的黄土或粉煤灰的质量比为I : 5 10 : 50 100。
6.根据权利要求5所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，所述的聚丙烯酸盐是聚丙烯酸钠。
7.根据权利要求6所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，所述的聚丙烯酸钠、氢氧化钠与黄土的质量比为I : 7 : 70。
8.根据权利要求1-7任ー权利要求所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，还包含足以使所述冲洗液形成乳液的水。
9.根据权利要求8所述的用于矸石山的钻孔冲洗液，其特征在于，聚丙烯酸钠、氢氧化钠、黄土与水的质量比为I : 7 : 70 : 500。
10.ー种矸石山钻孔注浆灭火方法，包括钻孔、冲洗钻孔和注浆，其特征在干，使用权利要求1-9任ー权利要求所述的冲洗液来对钻孔进行冲洗。
全文摘要
一种用于矸石山的钻孔冲洗液，包含一种以上的聚丙烯酸盐或聚丙烯酸酯。本发明用作矸石山钻孔注浆作业中的钻孔冲洗液，不仅能够有效提高钻孔的成孔率，而且可以有效制止喷孔烧伤事故的发生，同时还能保证钻孔能顺利注浆。
文档编号E21B33/13GK102838974SQ20121027312
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者王恩, 樊少武, 齐庆新 申请人:煤炭科学研究总院