Раствор для заполнения горных выработок

 

378377

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. С 04b 13 ОО

Е 02ci 3 12

Заявлено 05.11.1971 (№ 1617970/29-14) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 18ЛЧ.1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 23.VII.1973

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.879.48(088,8) Авторы изобретения

Заявитель

О. К. Ангелопуло и В. М. Подгорнов

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. акад. И. М. Губкина

РАСТВОР ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к растворам для заполнения горных или земляных выработок при сооружении железобетонных или других оболочек методом опускного колодца, а также при строительстве метрополитена и подземных проходов методом траншей-щелей.

Обычно при строительных работах с использованием метода опускного колодца или траншей-щелей для закрепления стенок земляной выработки и создания своеобразной гидроизоляции применяется глинистый раствор (суспензия), приготовленный из бентонитовой глины и пресной воды.

Однако в зимнее время при отрицательных температурах работать с таким раствором на открытой местности практически невозможно — он замерзает.

Добавление к глинистому раствору поваренной соли с целью снижения температуры замерзания до минус 20 — 25 С приводит к коагуляции глинистых частиц, для предотвращения которой применяют дорогостоящиесолестойкие глины (порошок палыгорскитовой глины стоит 50 — 60 руб. за 1 т), с трудом распускаемые в соленой воде, или обрабатывают суспензию из обычных глин дорогостоящими и дефицитными органическими реагентами кмц, крахмал и т. д. (как это делается в бурении нефтяных и газовых скважинах). Приготовление такого раствора требует дополнительных емкостей и специальных смесителей. Кроме того, при растворении этих реагентов в пресной воде (перед добавкой в соленый глинистый раствор) они также могут

5 замерзнуть.

При насыщении хлористым магнием температура замерзания системы может быть изменена до минус 35 С, а при насыщении хлористым кальцием — до минус 50 — 55 С, Гли10 нистые растворы, содержащие такие агрессивные электролиты, коагулируют, а известные в настоящее время реагенты — защитные коллоиды в насыщенных растворах МдС12 и

СаС12 высаливаются.

15 Цель изобретения — получить тиксотропный раствор, замерзающий при температурах до минус 50 С, с плотностью, регулируемой до 1,45 г/см (для изоляции притоков вод из высоконапорных горизонтов) и не требующий

20 для стабилизации большого количества дефицитных химических реагентов.

Предлагаемый раствор получают следующим образом.

В смесителе любой конструкции приготов25 ляют насыщенный водный раствор сернокислого магния (при 20 С плотность раствора

1,26 — 1,28 гlсм ) и в него вводят хлористый кальций или его насыщенный раствор в стехиометрическом соотношении.

30 Смесь электролитов превращается в густую

378371

Предмет изобретения

Составитель В. Омельяиович

Редактор О. Стеиииа

Корректоры: Е. Давыдкина и А. Николаева

Техред Т. Миронова

Заказ 1980/5 Изд. № 497 Тираж 576 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 пасту за счет образования труднорастворимых кристаллов Са$04 2НаО (гипс). В эту пасту для стабилизации роста кристаллов вводят небольшое количество (0,1 — 0,2 /о от веса пасты) органического поверхностноактивного вещества. Ими могут быть моющие вещества типа «Новость», «Прогресс», водорастворимые клеи, раствор мыла, а также нефтепродукты (нефть, раствор битума в солярке, мазут).

В процессе перемешивания паста разбавляется раствором одной из двух используемых (СаС1, Mg$04) или любой другой соли (например NaC1). Состав соли и ее концентрация подбираются с учетом температуры окружающей среды при строительных работах, а также необходимой плотности раствора, Так, при разбавлении пасты раствор имеет плотность около 1,20 г/см, а при разбавлении насыщенным раствором СаСlа— около 1,45 г/сма.

Чтобы уменьшить коррозию оборудования, для приготовления раствора можно применять хроматы или органические ингибиторы коррозии, к которым относятся, например, суммарные смоляные фенолы, технический алкилфенол. Органические ингибиторы могут заменить ПАВ-стабилизаторы.

При получении пасты в дисперсионную среду переходят ионы Mg + и Cl поэтому при разбавлении пасты растворами солей раствор будет оказывать крепящее действие на глинистые породы и препятствовать их обрушению внутрь выработки. 3а счет кристаллов гипса раствор будет обладать коркообразующими свойствами и как бы штукатурить стенки выработки в зонах залегания проницаемых пород.

При цементировании горных выработок, заполненных предлагаемым раствором, про10 цесс твердения цементной пульпы на морозе ускоряется под влиянием хлористого кальция.

Используемые технические соли дешевы (не дороже 3 — 5 руб. за 1 т). Опыт показал, 15 что стоимость 1 м данного раствора не выше стоимости пресного раствора из бентонитовой глины, но за счет других преимуществ безглинистого раствора экономический эффект получается значительным.

Раствор для заполнения горных выработок на водной основе со структурирующей твер25 дой фазой, отличающийся тем, что, с целью получения тиксотропного раствора с низкой температурой замерзания, в состав раствора введены совместно хлористый кальций и сернокислый магний в стехиометрическом соот30 ношении и органическое поверхностно-активное вещество в количестве 0,1 /о по весу.