Способ химического тампонирования водоносных горных пород

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 899976 Союз Советск ихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 23.01.82. Бюллетень3Дата опубликования описания 28.01.82 но делам изобретений и вткрмтий(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ ВОДОНОСНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДИзобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к способам тампонирования и упрочнения водоносных горных пород при проходке горных выработок и подземных сооружений.Известен способ химического тампонирования и упрочнения водоносных горных пород, при котором в водоносную породу через пробуренные скважины нагнетают водные растворы синтетических смол, которые под действием отвердителей (растворов соляной, щавелевой кислот, хлористого аммония), нагнетаемых в скважины, образуют водонепроницаемые соединения, связывающие частицы горной породы 1.Недостатком этого способа является высокая вредность применяемых растворов, снижающая радиус распространения их в горной породе.Наиболее близким техническим решением является способ двухрастворной силикатизации, включающий бурение и оснащение скважин, нагнетание в них раствора вяжущего вещества - силиката натрия 2.Недостаток этого способа заключается в значительной вязкости коллоидного раствора силиката натрия, что ограничивает радиус проникновения его в горную породу, что вызывает необходимость бурения и оборудования большого количества скважин.Цель изобретения - снижение трудоемкости работ.Эта цель достигается тем, что согласноспособу химического тампонирования водоносных горных пород, включающему бурение скважин и нагнетание в них тампони 1 и рующего раствора, перед нагнетанием последнего производят его растворение в воде при давлении углекислого газа над раствором больше пластового давления воды, но ниже давления нагнетания раствора в породу, при этом в качестве тампонирующего вещества применяют истинный раствор малорастворимых солей угольной кислоты. С ростом давления углекислого газа над 2 о раствором возрастает растворимость в воде.Уменьшение давления углекислого газа над раствором приводит к снижению растворимости солей угольной кислоты в воде и выпадению их в осадок.899976 Формула изобретения Составитель Л. Черепенкина Редактор С. Патрушева Техред А. Бойка с Корректор М. Демчик Заказ 12136/51 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4Способ осуществляется следующим образом1 ол гченный раствор соли угольной кислоты нагнетают в тампонируемый пласт горной породы нод давлением нагнетания. По мере удаления нагне/таемого раствора от места нагнетания в радиальном направлении давление его снижается и на некотором расстоянии от места нагнетания становится равным давлению углекислого газа, при котором производили приготовление раствора. Постепенно давление раствора становится меньшим давления углекислого газа и углекислый газ выделяется из раствора. При этом снижается растворимость в воде соли угольной кислоты, избыток которой осаждается на стенках пор и трещин горной породы, уменьшая тем самым их сечение; проницаемость горной породы на этом участке снижается, что приводит к увеличению градиента давления нагнетаемого раствора на нем. Интенсивность осаждения соли в этом месте увеличивается по мере снижения проницаемости породы. В результате вокруг места нагнетания образуется кольцевая цилиндрическая зона горной породы с пониженным коэффициентом фильтрации, После достижения расчетной величины коэффициента фильтрации горной породы в кольцевой цилиндрической зоне нагнетание раствора в водоносный пласт прекращают, а внутри зоны производят проходку горной выработки, В том случае, когда тампонирование производят вокруг горной выработки большого сечения, вокруг будущей горной выработки по ее периметру бурят необходимое количество нагнетательных скважин и с их помощью в водоносный пласт нагнетают водный расть Р углекислой соли так, чтобы цилиндрические зоны горной породы с пониженной проницаемостью, образующиеся вокруг каждой нагнетательной скважины, слились в единое заграждение. Для тампонирования горных пород вокруг горных выработок малого сечения, например шахтных стволов, достаточно одной нагнетательной скважины, пробуренной по оси горной выработки, подлежащей проходке.Вещества, применяемые для тампонирования водоносных горных пород по предлагаемому способу, не вызывают загрязнения подземных вод токсичными веществами.Предлагаемый способ может заменить и другие способы тампонирования горных пород, например цементацию, глинизацию, способ замораживания и другие. Способ химического тампонирования водоносных горных пород, включающий бурение скважин и нагнетание в них тампонирующего вещества, отличающийся тем, что,с целью снижения трудоемкости работ, перед нагнетанием тампонирующего веществапроизводят его растворение в воде при давлении углекислого газа над раствором, больше пластового давления воды, но ниже давгз ления нагнетания, при этом в качестве тампонирую щего вещества применяют истинный раствор малорастворимых солей угольной кислоты.Источники информации,30принятые во внимание при экспертизе1. Литвин А. 3. и др. Проходка стволовшахт специальными способами. М., Недра, 1974, с, 214 - 215.2. Гончаров Л, В. Основы искусственного улучшения грунтов, М., Московскийз университет, 1973, с. 239, 249,