Способ создания противофильтрационной завесы

 

1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ, включающий обработку грунта 0,5-2,0%-ным водным раствором полиэлектролита амионного типа, отличающийся тем, что, с целью повьшения устойчивости завесы и снижения трудоемкости, грунТ предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 2002000 . 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что при поверхностной обработке расход полиэлектролитов составляет 5-10 л/м. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что при обработке мег тодом инъекции, расход полиэлектролитов составляет 50-250 л/м.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

cewlNlr

РЕСПУБЛИК

0Е (11)!

2 0 К 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3С59 Е 02

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3615323/29-33 (22) 23.04.83 (46) 15.07.84. Бюл. У 26 (72) К.И. Карасев и А.В. Рашкин (71) Читинский политехнический ин-. ститут (53) 624.138.4(088.8) (56) 1. Авторское свиДетельство СССР

9 546680, кл. E 02 D 3/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 836277, кл. С 09 К 17/00 1978 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОИ ЗАВЕСЫ, включающий обработку грунта 0,5-2,0Х-ным водньвю раствором полиэлектролита амионного типа, о т л и ч а ю щ и Ф с я тем, что, с целью повышения устойчивости завесы и снижения трудоемкости, грунт предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 2002000.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- шийся тем, что при поверхностной обработке расход полиэлектролитов составляет 5-10 л/м .

3. Способ но п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при обработке ме-, тодом инъекции, расход полиэлектролитов составляет 50-250 л/м . Е

1102853

Изобретение относится к строительству и может быть использовано, например, для борьбы с фильтрацией воды в грунтах в горном деле при разработке россыпей или в гидромелиоративном строительстве.

Известен способ борьбы с фильтрацией воды, например, из канаев, включающий свободную пропитку грунта 0 5-1,0%-ным водным раствором смеси сульфоэфиров высших жирных кислот $1j .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ соз- 15 дания противофкльтрационной завесы, включающий обработку грунта сначала

0,5-2,0%-ным водным раствором натрийкарбоксиметилцеллюлозы, а затем водным раствором..хлорного железа той 20 же концентрации с повторением указанных операций s 2-3 цикла, в каждом йз которых расход реагентов составляет 5-10 мл/м, причем в последнем цикле используют только водный 25 раствор натрийкарбоксиметилцеллюлозы P2) .

Недостатком известных способов является низкая устойчивость завесы,за счет растворения со временем образующихся в грунте комплексов и выноса их из зоны фильтрации, а также высокая трудоемкость создания завесы, так как необходима многократная обработка грунта растворами.

Цель изобретения — повышение устойчивости завесы и снижение трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу создания противофильтрационной завесы, включающему обработку грунта 0,5-2,0%-ным водным раствором полиэлектролита анионного типа, грунт предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 200-2000.

При этом при поверхностной обра-. ботке расход полиэлектролитов состав ляет 5-10 л/м .

При обработке методом инъекции, расход реагентов составляет 50250 л/м .

В качестве полиэлектролита кати55 онного типа используют, например, полиэтиленимин, поливинилбензилтриметиламмонийхлорид, поли-1,2 диметил5-винилпиридинийметилсульфат, поли-2метил-5-винилпиридин и его соли, полидиметилдиалиламмонийхлориц или сополимеры метакриламида и гидрохлорированного диэтиламиноэтилметакрилата концентрации 0,5-2,0%, а в качестве полиэлектролита анионного типа натрийкарбоксиметилцеллюлозу, полиакриловую кислоту, полиакриловый сульфонат, гидролиэованный полиакрилонитрил, сополимеры акриламида и акриловой кислоты или лигносульфонаты 0,5-2,0%-ной концентрации.

Обработка грунта раствором катионного полиэлектролита приводит к адсорбции макромолекул на поверхности компонентов грунта, большая часть которых имеет отрицательный заряд поверхности. Адсорбировавшиеся микромолекулы играют роль адсорбционных центров на поверхности и комплексующих агентов для анионных полиэлектролитов при последующей обработке.

Макромолекулы анионных полиэлектролитов взаимодействуют с катионными полиэлектролитами в фильтрующем грунте образуя связанную полимер-грунтовую систему и нерастворимые полиэлектролитные комплексы, которые перекрывают пути фильтрационного потока.

При этом степень полимеризации полиэлектролитов, как катионных, так и анионных, должна быть не ниже 200, так как только в этом случае разме- ры образующихся в результате взаимодействия нескольких макромолекул поликомплексов и надмолекуляриых

-6 структур будут составлять 10

t0 И и превышать размеры пор в грунте. При этом изменение рН грунтовых вод и присутствие одновалентных ионов не будет приводить к разрушению нерастворимых полиэлектролитных комплексов и надмолекулярных структур во времени вследствие кооперативного характера взаимодействия полиэлектролитов, что способствует повышению устойчивости и надежности противофильтрационной завесы.

Предлагаемый способ. можно применять,как для поверхностной обработки грунта, так и для тампонирования фильтрующих горизонтов путем инъекции растворов через скважины.

Для выполнения предлагаемого способа грунт с различной степенью пористости загружают в специальную трубку, после чего обрабатывают его предлагаемым способом и для сравне1102853 ния известным способом. При этом в Примеры выполнения предлагаемого качестве полиэлектролита катионного способа и результаты сравнительных типа используют полиэтиленамин, а в испытаний его со способом-прототипом качестве полиэлектролита анионного . представлены в таблице. типа — полиакриловую кислоту. После 5 обработки грунта указанными способа- Данные таблицы показывают, что

1 ми определяют значения коэффициентов создаваемая по предлагаемому способу фильтрации его непосредственно вслед противофильтрационная завеса являетза обработкой и через 20 и 45 сут. ся более устойчивой и надежной, а по промывки (фильтрации) воды с рН в >О трудоемкости ее создания более низдиапазоне 4-9. кой по сравнению с известным способом., Результаты. сравнительных испытаний способов создания ItpoTHBo фильтрационной завесы

Вид обработки

МФ опыта

Условия обработки

Концентрация растворов, Ж

Исходный коэффициент фильтра}

Ц ФИ, К м/с ут

Пористость грунта, Х

Степень полимеризации

Расход раствоpos, л/ма

Поверхностная обработка раствором

Но — ИЩ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

0 -КИЦ 5

РеС1 5

О

0,5

FeCl

0,5 о К Ц

200

ПЭИ"200 ПЭИ-0,5

ПАК-200 " ПАК-0,5 ПЗИ-5

ПАК-5

10 5,0

Поверхностная обработка раствором

Nd-КИЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Н -КИЦ 200 Nd-КМЦ 2,0 10

УеС1 2,0 10

41 0

40 .

ПЭИ-10 40 41,0

Пак-10

ПЗИ-200

ПАК-200

ПЭИ-2,0

Пак-2,0

Поверхностная обработка раствором ПЭИ, а затем раствором

ПАК в один цикл

Поверхностная обработка раствором

Nd-КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Поверхностная обработка раствором полиэтиленимина (ПЭИ), а затем раствором полиакриловой кислоты (ПАК) в один цикл

Nd-КИЦ 600 Nd-КИЦ 1,0 Nd-KNU-7 20 21,3

РеС1 1,0 ГеС1 -7

1102853

Продолжение таблицы

Условия обработки

НФ опыта

Вид обработки

Степень полимериэации

Пористость

Концентра- Расход ция раст- раствоворов, 7. ров, л/м грунта, Ж

ЬФ

Поверхностная обра- ПЗИ-200 ботка раствором ПЗИ, ПАК 2000 а затем раствором

ПАК в один цикл

ПЭИ "1,0

ПАК 1,0

20 21,3

ПЭИ-7

ПАК 7

Поверхностная обработка раствором ПАК в один цикл

ПЭИ 200

ПАК 200

ПЭИ 10 30

Пак 10

ПЭИ 2,0

ПАК 2,0

N,-Киц 200 Н,-кмц 2,0 Н,-Киц 10 30 40,0

FeCl> 2,0 FeC1> 10

Поверхностная обработка раствором

N0-КМц, а затем раствором. хлорного железа в два цикла

ПЭИ 200 ПЭИ 0,5

ПАК 200 ПАК 0,5

I13H

50 л/м

ПАК

50 л/м

Инъекция растворов

ПЭИ, а затем IIAK в пласт, в один цикл

ПЭИ 200 ПЭИ 2,0 ПЭИ 240

ПАК 2000 ПАК 2,0 ПАК 250

10 Инъекция раствора

ПЭИ, а затем раствора ПАК в пласт в один цикл

Продолжение таблицы трудоемкость пособ

Изменение устойчивости завесы

Р9 опыта

Вид обработки после через через обработки 20 сут . 45 сут

К м/сут К м/сут К м/сут созда ния

ПФЗ, чел.ч

150

0,3

0,2

0 5

Прототип

Поверхностная обработка раствором N -КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Надежность изменения, К

К -Ке

K(p

Исходный коэффициент фильтрао ции К„, м/сут

1102853

Продолжение таблицы

I, особ

Изменение устойчивости завесы

ВУ опыта

Внд обработки после обработки

К м/сут

0,23

;Пред,лагаемый

0,2

0,24

133

0,4

0,7

0,3

Прототип

4 Поверхностная 0,3 обр аботка раст.вором ПЭИ, а затем раствором ПАК в один цикл

Преблагаемый

0 35 0,42

0,4.0,6

Прототип

0»35

16,7

Предлагаемый

0,32

0,32

0,35

80 Предлагаему

0,4

0,2

Поверхностная обработка раствором ПАК в один цикл

Э

Поверхност-. ная обработка раствором полиэтиленимина (ПЭИ), а затем раствором полиакркповой кислоты (ПАК) в один цикл

3 Поверхностная обработка раствором К -КМЦ, а затем раствором хлорно го железа в . два цикла

Поверхностная обработка раствором N -ИЩ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

6 Поверхносная обработка раствором ПЭИ, а затем раствором ПАК в один цикл через через

20 сут 45 сут

К м/сут К м/сут

Надежность» изменения» Кср

К -Ку

К » тру доем- . кость

:созда4 ния

ПФЗ» чел ч

1102853

Продолжение таблицы

Изменение устойчивости завесы пособ

ВУ, опыта

Вид обработки через

45 сут

К м/сут после через обработк 20 сут

К1,м/сут К м/сут

0,4

200 Прототип

150

0,23

15 Предлагаемый

5,0

0,2

0,35

0,3

33 Пред-. лагаемый

Составитель В. Горлов

Техред, А.Ач

Корректор Г. Решетник

Редактор П. Макаревич

Заказ 4916/18 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПНП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поверхнгстная обработка раствором

И -КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

9 Инъекция растворов ПЭИ, а затем ПАК в пласт, в один цикл

10 Инъекция раствора ПЗИ, а затем раствора

ПАК в пласт, в один цикл

Надежность изменения, К, 1

-@ —. 100

К

Трудоем кост созд ния

ПФЗ, чел ч