Способ создания противофильтрационного экрана в грунте
Использование: защита открытых и подземных горных выработок от притока подземных вод при строительстве фундаментов и оснований зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты, а также при строительстве амбаров для хранения буровых растворов и утилизации токсичных промышленных и радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ создания противофильтрационного экрана в грунте заключается в инъектировании через скважины закрепляющего раствора, содержащего, мас.%: карбамидная смола 2-17, одноили двухосновная низкомолекулярная органическая кислота 3-10, минерализованная зода с минерализацией 90-424 г/л 71-80 и жидкое стекло 2-15. Время отверждения 19-95 мин, фильтрация отсутствует. 1 табл.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868055/33 (22) 21.09.90 (46) 15.01,93. Бюл, ¹ 2 (75) И,З,Ахметшина, M.А,Культиков, B,M,Зуев, А.M.Íèêîëàåâà и А.M.Ïîðîõíÿê (56) Техническая мелиорация пород, Под ред. С.Д.Воронкевича, М„изд. МГУ, 1981, с,198 — 199.
Блескина Н.А. и др. Глубинное закрепление грунтов синтетическими смолами. M„
Стройиздат, t 980, с,4,54,71,83.. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЪТРАЦИОННОГО 3КРАНА В ГРУНТЕ (57) Использование: защита открытых и подземных горных выработок от притока подИзобретение относится к защите открытых и подземных горных выработок от притока подземных вод и может быть использовано для строительства фундаментов и оснований зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты, а также при строительстве амбаров для хранения буровых растворов и утилизации токсичных промышленных и радиоактивных отходов.
Известен способ создания противофильтрационного экрана в грунте путем подачи через "кважину закрепляющего раствора, содержащего жидкое стекло, щавелевую кислоту и сернокислый алюминий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ создания противофильтрационного экрана в грунте, п тем инъектирования через скважины закрепляющего раствора, включающего кар5рмидную смолу, одноБЫ 1788148 А1 (sI)s Е 02 D 3/12, С 09 К 17/00 земных вод при строительстве фундаментов и оснований зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты, а также при строительстве амбаров для хранения буровых растворов и утилизации токсичных промышленных и радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ создания противофильтрационного экрана в грунте заключается в инъектировании через скважины закрепляющего раствора, содержащего, мас,7, . карбамидная смола 2 — 17, одно- или двухосновная низкомолекулярная органическая кислота 3-10, минерализованная вода с минерализацией 90 — 424 г/л 71 — 80 и жидкое стекло 2 — 15. Время отверждения
19-95 мин, фильтрация отсутствует. 1 табл. или двухосновную низкомолекулярную кислоту, содержащей 10-20 мас.7, от массы воды и воду.
Недостатком известного способа является длительность времени отверждения раствора и большая фильтрация противофильтрационного экрана.
Целью изобретения является повыщение эффективности, заключающаяся в сокращении времени отверждения закачиваемых материалов и снижения фильтрационных свойств экрана в зонах тектонических нарушений.
Поставленная цель достигается тем., что в известном способе создания противофильтрационного экрана в грунте, заключающийся в образовании скважин и нагнетании через них кольматирующего противофильтрационного раствора, согласно изобретению в качестве противофильт1788148 следовательности: смесь карбамидной смолы с жидким стеклом — одно- или двухосновная низкомолекулярная органическая кислота с минерализованной водой — смесь
5 карбамидной смолы с жидким стеклом. При этом первая порция, фильтруясь с подземными минерализованными водами по пласту, отверждается, образуя водонепроница емый экран между карьером и скважиной, а
0 последующие порции структурируются на границе контакта закачиваемых порций, таким образом, получается сплошной монолит препятствующей фильтрации подземных вод. Количество и объем закачиваемого рас5 твора в скважину определяют по дебиту притока воды в горную выработку и в зависимости от минерализации подземных вод, Испытания способа проводились в Якутии при проходке ствола трубки "Мирная", 0 результаты положительные, ликвидированы проскоки воды через противофильтрационный экран. Испытания способа также проводились на опытном полигоне
Гипротюменнефтегаза. Примеры конкрет5 ного. выполнения способа приведены в таблице; Опыты проводились на супесчаносуглинистых грунтах. . Лабораторные исследования по определению времени отверждения и фильтрационной способности экрана проводились следующим образом.
С помощью металлического цилиндра с острым краем выдавливаем грунт (из горизойтально срезанной поверхности моноли5 та грунта), диаметром равным диаметру стакана, в котором будем отверждать грунт.
Затем осторожно, чтобы не повредить . структуру грунта, помещаем его в стакан.
Чередующими порциями вливаем смеси
0 карбамидной смолы с жидким стеклом и органической кислоты с минерализованной водой. После отвер>кдения грунта, в стакан заливаем воду в объеме равном объему отвержденного грунта (/ ). После 24 часовой
45 фильтрации замеряем остаток непрофильтрованной воды (Ч2). Разницей между Vl и Чг определяем фильтрацию грунта..
Для осуществления заявляемого способа используются следующие реагенты: рационного раствора используют смесь жидкого стекла с карбамидной смолой, структурообразователь, который состоит из одно- или двухосновной низкомолекуляр. - ной органической кислоты с минерализованной водой при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 2-5 карбамидная смола 2-17 одно- или двухосновная ниэкомолекулярная органическая кислота, например, щавелевая и/или яблочная, и/или лимонная 3-10 вода минерализованная 1
90-424 г/л 80 — 71
Предлагаемый способ создания противофильтрационного экрана в грунте реализован следующим образом.
В начале готовят растворы в следующей 2 последовательности. Рассчитывают необходимое количество реагентов для приготовления.раствора. Для приготовления 1 т раствора берется органическая кислота, йапример, лимонная 6% мас.т.е,, 2
Х 6 1000 = 60êã
100
Эти 60 кг органической кислоты смешивают 30 в емкости 11 с минерализованной водой в количестве 76 мас.%, которая поступает из горной выработки или из соседней скважины при помощи насоса 3, т.,е, Х вЂ” 76 1000 — 760
= 760 кг
100
Х- — =100 кг
10 1000
100
Жидкое стекло 8%, т.е.
8 1000
Х =- —.—. = 80 кг
iQ0
Указанные компоненты в сумме составляют
1000 кг, 50
Таким образом, приготовленный раствор готов для осуществления способа создания противофильтрационного экрана в. грунте. Для этого вокруг горной выработки или в пределах тектонического нарушения 55 бурят систему скважин, Это обычно система дренажных скважин. Приготовленные растворы с помощью дозаторов закачивйотся в скважины. Закачка растворов производится чередующими порциями в следующей поКарбамидная смола 10%, т,е. карбамидная смола ГОСТ 14231-88 органические кислоты: яблочная ГОСТ 6341-75 щавелевая ГОСТ 22180-76 лимонная ГОСТ 908-79Е жидкое стекло ГОСТ. 13078-81
В таблице приведены технико-экономические показатели.
Предлагаемые противофильтрационные pBGTBopbl, как видно из таблицы, сокра1788148 и воду, о т л и ч а ю щ:и и с я тем, что, с целью сокращения времени отве в дейия раствора и снижения фильтрации; закрепляющий раствор содержит минерализован5 ную воду с минерализацией 90-424 г/л и дополнительно жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.$: карбамидная смола 2-17 одно- или двухосновная
10 низкомолекуля рная органическая кислота . 3-10 минерализованная вода 71-80 жидкое стекло 2-15. щают время отверждения, уменьшают или полностью предотвращают фильтрацию экрана в грунте. Время отверждения противофильтрационного раствора сокращается. с увеличением минерализации подземных вод, Формула изобретения
Способ создания противофильтрационного экрана в грунте путем инъектирования через скважины закрепляющего раствора, включающего карбамидную смолу, одно или двухосновную низкомолекулярную кислоту т- ри ия зкп
Вреил и льтрация Нинерапиверкден ана, смз зация зкранв, аодн, мин г/л
Дример Состав раствора, компонентм, мвс.8
95 дтсут.
2
17 йидкое стекло
Карбвмнднвл смола
Смесь! ячменная кислота
° ода мимерапизоа.
71
10 йндкое стекло кв рбвинпнвя cnons
Смесь: лимонная кислоте вода минервпизое, 40
74
Видное стекло
Карбанидная смола
Смесь: лимоиивя кислота вола ммнарадизра. н
3
17 йидкое стекло
Кврбаиидмал сиопа
Смесь. нваепееал кислота аоцв мимервлизов.
270 н
71
10 ймдкое стекло
Кврбвмипнал смола
Сиесь1 кавелееая кислота
° ода ммнервлизое, 36
II
270
74
15 йидкое стекло
Карбамидмая сиопа
Смесь:
Назадавал кислота вода мииераливоа, 26
270
17 йидкое стекло
Карбаммдмая сиопа
Смесь: яблочивл кислота вода иииерапизов.
424
71
9 10
Дидкое стекло
Карбамидивя смола
Спесь: .лбпочиая кислота
° ода имиерапизов.
424 и.30
74
2 йидкое стекло
Карбамидивя сиопа . Смесь: .ябпочивя кислота . воде иимерапизоа.
424
19 о
3.
10 йидкое стекло
Кврбаиидиал смола
Спесь: лимомиая кислота вода ммнерепизов, 270
Ке отееряд. 27
96
l7
43 отсутст. 270 l2
51 йидкое стекло
Кврбамилиая смола
Спесь: лииОимвя кислота вода иинерализое, Составитель И.Ахметшина
Техред М,Моргентал Корректор M,Ìàêñèìèøèíåö
Редактор А.Бер
Заказ 55 Тираж . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
