Смесь для заполнения замораживающих скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическик

Республик

<>976079 ф: (6)) Дополнительное к авт. свид-ву (22) аявлено 25.06.81 (21)3307847/22-03 с присоединением заявки Нов

F. 21 0 1/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2311В2. бюллетень ¹ 43 (53) УДК 622.257 (088, 8) Дата опубликования описания 2311.82

Ф

Н. А. Селезнев, С. А. Съедин и M. A. Йутрейко:; .... /, l

Всесоюзный научно-исследовательский и йроектнсз конструкторский институт по осуждению-месторождений " / полезных ископаемых, специальным г Ят р*аббтам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Мий7Пте ства черной металлургии СССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ЗАМОРАЖИВАЮЩИХ

СКВА>КИН

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству с применением искусственного замораживания горных пород.

Известна смесь, предназначенная для бурения замораживающих скважин, включающая глину, воду и пептизирующие добавки (1).

Недостатком такой смеси является о ее замерзание при 0 С, что 1триводит к деформации труб и их примораживанию к породе.

Наиболее близкой к изобретению по достигаемому результату и технической сущности является смесь для заполнения замораживающих скважин, включающая соль щелочного металла и воду.

В такой смеси в качестве соли используются производные кремниевой кислоты (2).

Ъ, Недостатком известной смеси является высокая температура замерзания.

Водный раствор силиката натрия замерзает при температуре от -10 до -12"С, что в условиях низкотемпературного замораживания, когда температура стенок замораживающих колонок может достигать -40 С, приводит к приморажио ванию и разрыву труб.

Целью изобретения является снижение температуры замерзания защитной смеси.

Цель достигается тем, что смесь, включающая соль щелочного металла и воду, дополнительно содержит бентонит, а в качестве соли щелочного металла.— алюминат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Алюминат натрия 20,0-28,0

Вода 33,5-38,0

Бентонит 38,5-46,5

Предлагаемый состав смеси не замерзает при -41 С, что видно из таблицы зависимости свойств смеси от содержания компонентов.

При низкотемпературном замораживании, когда в качестве хладоносителя в колонках используют водный раст-. вор хлористого кальция, замерзающий при -55оС, температура стенок замораживающих колонок не должна быть ниже

-40 С. Следовательно, предлагаемый о состав смеси может предотвратить примораживание труб колонок к окружающим породам.

Содержание в смеси более 46,5% бентонита и менее 33,5% воды, как видно из таблицы, приводит к уменьшению текучести. Содержание алюмината натрия

976079

1,27 г/см и 725 r сухого бентонитового порошка (Аскангельского Махарадзевского месторождения) . Полученная смесь будет характеризоваться расплывом 14,0 см и температурой замерзания

-41,6оС

Использование предлагаемой смеси для заполнення замораживающих скважин особенно эффективно для низкотемпературного рассольного замораживания горных пород на больших глубинах (свыше 300 м), где трубы замораживающих колонок испытывают повышенные напряжения. Смесь предотвращает при15 мораживание труб колонок к окружающим породам и обеспечивает их скользящую посадку при -40ОC..

Кроме того, использование предлагаемой смеси повышает безопасность

29 проходческих работ.

Компонент смеси, мас.Ъ

Расплыв смеси по конусу

АзНИИ,см

Т емпер а тур а замерзания смеси,"C

Вода

Алюминат натрия

Бентонит

47,1

18,9

34,0

11,9 — 39,5

47,0

20,0

33,0

10,7

-41,5

46,5

20,0

33,5

12,1

-41,2

39,5

27,0

33 5

25,3

-42,5

28,0

38,5"

33,5

27,6

-41, 4

37,5

29,0

28,1

-40,6

33,5

38,0

38 5

23,5

28,2

-41., 3

38,5

22,5

39,0

28,8 — 36,5

Граничные значения компонентов

Формула изобретения

Смесь для заполнения замораживающвх скважин, включающая соль щелочно- g5 г металла и воду, о т л и ч а ю—

tq а я с я тем, что, с целью понижения температуры замерзания, она дополнительно содержит бентонит, а в качестве соли щелочного металла— алюминат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

ВНИИПИ Заказ 8961/57 Тираж 623

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 менее 20% и более 28% повышает температуру замерзания до величины более

-41О С. Содержание бентонита менее

38,5% и воды более 38,0% также повышает температуру замерзания до величины более -41 C.

При контакте смеси с водным раствором хлористого кальция, просачивающимся из замораживающих колонок, на их стенках образуется корка нерастворимого соединения, которая может препятствовать дальнейшим утечкам хладоносителя., Приготовление предлагаемой смеси производится путем затворения сухой бентонитовой глины (порошка) водным раствором алюмината натрия с плотностью 1,27-1,30 г/ñì3.

Для приготовления, например, 1,0 л смеси необходимо 682 см водного раствора алюмината натрия плотностью

Алюминат натрия 20,0-28,0

Вода 33,5-38,0

Бентонит 38,5-46,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Трупак Н. Г. Замораживание горных пород при проходе стволов. М., Углетехздат, 1954, с. 274.

2. Патент ФРГ Р 950999, кл, 5с 1/12, опублик. 1956 (прототип)