Способ тампонажа обводненных пород

 

Изобретение относится к проходке горных выработок. Цель - повышение прочности закрепленной породы при тампонировании различных литологических слоев /ЛС/, а также при одновременном тампонаже различных ЛС с одинаковой температурой /Т/ и PH шахтных вод. Кроме того, целью является повышение эффективности тампонажа за счет стабилизации времени гелеобразования тампонажного раствора и увеличение радиуса распространения при тампонировании различных ЛС. Способ включает бурение инъекционных скважин из забоя выработки в обводненные породы, представленные ЛС с различными Т и уровнями минерализации и PH среды. Первоначально глубина скважин ограничивается мощностью ЛС, откуда осуществляют отбор шахтных вод в емкость. Насосом прокачивают шахтные воды через теплообменник, введенный в емкость для исходного химического закрепителя. Подачу шахтных вод в закрепитель производят до уравнивания Т тампонажного раствора, уровня минерализации и PH растворителя с Т, уровнем минерализации и PH тампонируемых пород. Нагнетание тампонажного раствора осуществляют в пределах одного ЛС. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.— с 2з

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоесном свиДКтяпьСтвМ шахтных вод, повышение эффективности тампонажа за счет стабилизации времени гелеобразования тампонажногораствора и увеличение радиуса его распространения при тампонировании различных литологических слоев.

На фиг.1 показана фаза отбора

3э шахтных вод из инъекционных скважин .и - авнивания температуры тампонажного

-химического раствора и среды тампонируемого массива; на Лиг.2 — фаза уравнивания уровней минерализации и рН растворителя в тампонажном химическом с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4347365/23-03 (22), 21. 12.87 (46) 23. 11. 89. Бюл. )и 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства (72) Д.И.Могилевский, П.П.Гальченко, В.И. Бевз .и B.Ä.Êðóïåíêo (53) 622.293(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ô 1035229, кл. E 21 D 1/ 16, 1981.

Временные указания по укреплению обводненных песков химическим спосо- . бом при проходке вертикальных стволов шахт. Белгород, ВИОГЕМ, 1974, с.5. (54) СПОСОБ TAMIIOHAIKA ОБВОДНЕННЫХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к проходке горных выработок, Цель — повьппение прочности закрепленной породы при тампонировании различных литологических слоев (ЛС), а также при одновременном тампонаже различных ЛС с одинаковой температурой (Т) и рН шахтных вод.

Изобретение относится к области проходки горных выработок в сложных гидрогеологических условиях с применением химического тампонажа на основе гелеобразующих органических и неорганических полимерных закрепителей.

Целью изобретения является повышение прочности закрепленной породы при тампонировании различных литологичес ких слоев, а также прн одновременном тампонаже различных литологических слоев с одинаковой температурой и рН (19) (11)

А1

Кроме того, целью является, повышение эффективности тампонажа за счет стабилизации времени гелеобразования тампонажного раствора и увеличение радиуса распространения при тампонировании различных ЛС. Способ включает бурение инъекционных скважин из забоя выработки в обводненные породы, представленные ЛС с различными Т, уровнями минералиэации и рН среды. Первоначально глубина скважин ограничивается мощностью ЛС, откуд осуществляют отбор шахтных вод в емкость. Насосом прокачивают шахтные воды через теплообменник, введенный в емкость для исходного химического закрепителя.

Подачу шахтных вод в закрепитель производят до уравнивания Т тампонажного раствора, уровня минерализации и рН растворителя с Т, уровнем минерализации и рН тампонируемых пород. Нагнетание тампонажного раствора осуществляют в пределах одного ЛС. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1523671 растворе и среды тампонируемого массива; на фиг.3 — фаза ввода отвердителя в тампонажный химический раствор и нагнетания его в зону отбора шахтных вод; на фиг.4 — фаза нагнетания раст5 вора в разные литологические слои.

Способ осуществляют следующим образом.

Из забоя выработки 1 бурят инъекционные скважины 2 в обводненные породы, представленные литологическими слоями 3 и 4 с различными температурами и уровнями минерализации и рН сред t ° IIepBQHB÷ßëüHÎ глубина инъекци- 15 онных скважин 2 ограничивается мощностью литологического слоя 3, откуда осуществляют отбор шахтных вод 5 в емкость 6. Из емкости 6 насосом 7 шахтные воды 5 откачивают на поверхность 8 ствола по стану 9 теплоизоли-. рованных труб. Насосом 7 шахтные воды 5 прокачивают через теплообменник

10. введенный в емкость 11 для исходного химического закрепителя 12, и они идут на сброс до тех пор, пока температура химического закрепитвля

12 не уравняется с температурой шахтных вод 5, а следовательно, с температурой среды литологического слоя 3.

Проведенная термообработка позволяет исключить фактор неравномерности температур тампонажного химического раствора и тампонируемой среды, тем самым повышается стабильность времени гелеобразования, существенно зависящего от температуры фактора.

По окончании процесса уравнивания температур исходный химический закрепитель 12 насосом 13 подают в смеситель 14, куда затем подают необхо40 димый объем шахтных вод 5, используемых в качестве растворителя. Благодаря этой операции уровни минерализации и рН растворителя исходного химического закрепителя 12 и среды тампони45 руемого литологического слоя 3 приходят в полное равенство, Эта химическая обработка позволяет повысить прогнозируемость времени гелеобразования тампонажного химического раство-50 ра, поскольку уровни минерализации и рН среды также существенным образом сквазываются на этом технологическом параметре.

По окончании операции химической обработки исходного закрепляющего раствора 12 шахтными водами 5 разведенный химический закрепитель 15 из смесителя

14 насосом 13 подают в смеситель 16.По мере заполнения смесителя 16 разведенным химическим закрепителем 15 в него добавляют отвердитель 17, находящийся в емкости 18 ° Смешение разведенного химического закрепителя 15 и отвердителя 17 осуществляют в объемных пропорциях в зависимости от требуемого времени гелеобразования.

Приготовленный таким образом гелеобразующий тампонажный раствор 19 нагнетают по ставу?О труб насосом 21 непосредственно с поверхности 8 ствола через инъекционные скважины 2 в литологический слой 3. После завершения работ по созданию тампонажного ограждения 22 в литологическом слое 3 весь леречень названных операций повторяют в слое 4.

В случае, когда одновременно ведетбя тампонаж в слоях 3 и 23 с одинаковыми температурой, гидрохимическим составом и уровнем рН, но отличающихся по уровню минерализации, термохимическая обработка ведется шахтными водами с большей минерализаций. В таком случае отбор воды 5 осуществляется из литологического слоя

23 с большим уровнем минерализации в емкость 6, откуда вода 5 по ставу 9 труб насосом 7 прокачивается через теплообменник 10, помещенный в емкость

11 с исходным закрепителем 12. !

После выравнивания температур воды

5 и исходного закрепителя 12 оба компонента подают в смеситель 14 в заданных пропорциях. После этого приготовленный раствор(закрепитель) 15 насосом

13 подают по ставу 24 труб в смеситель 16, куда добавляют также отвердитель 17. Приготовленный таким образом тампонажный химический раствор 19 подают по ставу 20 труб на полок 25, откуда ведут нагнетание в слой 23 и в забой ствола, откуда одновременно ведут инъекцию слоя 3.

Формула изобретения

1. Способ тампонажа обводненных пород, включающий бурение инъекционных скважин, приготовление тампонажного раствора путем разведения закрепителя растворителем с введением отвердителя и его нагнетание в инъекционные скважины, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения прочности закрепленной породы при тампо5 152367 нировании различных литологических слоев и эффективности тампонажа за счет стабилизации времени гелеобраэования тампонажного раствора и увели5 чения радиуса его распространения при тампонировании различных литологических слоев, перед введением от-. вердителя производят забор из инъекционных скважин шахтных вод и их по- Ip дачу в закрепитель до уравнивания температуры тампонажного раствора, уровня минерализации и рН растворителя с температурой, уровнем минерализации

6 и рН тампонируемых пород, при этом нагнетание тампонажного раствора осуществляют в пределах одного литологического слоя.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения прочности закрепленной породы при одновременном тампонаже различных литологических слоев с одинаковой температурой и рН шахтных вод, в эакрепитель подают шахтную воду, отобран-" ную из литологического слоя с водой с большим уровнем минерализации.

Otic. 2

1523671

Флг 3

Фиг,0

Составитель Л.Черепенкина

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай

Заказ 7015/31

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР

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

Тираж 449

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул .. агарина, tf тю