Смесь для заполнения замораживающих скважин

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическикРеспублик р 1976079(31) М. Кл.з Е 21 О 1/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 2311,82 Н.А.Селезнев, С.А.Съедин и М.А.ЙутреЙко"Всесоюзный научно-исследовательский и йрЬектнсз:.:" 1конструкторский институт по осуждению-месторожденийр," "Еполезных ископаемых, специальным гЯт раббтам,рудничной геологии и маркшейдерскому делу Минй те ствачерной металлургии СССР(54) СМЕСЬ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ЗАМОРАЖИВАЮЩИХ СКВА(ИНИзобретение относится к горномуделу и подземному строительству сприменением искусственного замораживания горных пород.Известна смесь, предназначеннаядля бурения замораживающих скважин,включающая глину, воду и пептизирующие добавки 1),Недостатком такой смеси являетсяоее замерзание при 0 С, что приводитк деформации труб и их примораживанию к породе.Наиболее близкой к изобретению подостигаемому результату и техническойсущности является смесь для заполнения замораживающих скважин, включающая соль щелочного металла и воду.В такой смеси в качестве соли используются производные кремниевой кислоты Г 23.Ъ,Недостатком известной смеси является высокая температура замерзания.Водный раствор силиката натрия замерзает при температуре от -10 до -12"С,что в условиях низкотемпературногозамораживания, когда температура стенок замораживающих колонок может достигать -40 С, приводит к приморажиованию 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 -55 оС, температура стенок замораживающих колонок не должна быть ниже -40 С. Следовательно, предлагаемыйосостав смеси может предотвратить примораживание труб колонок к окружающимпородам.Содержание в смеси более 46,5 бентонита и менее 33,5 воды, как видно из таблицы, приводит к уменьшению текучести. Содержание алюмината натрия976079 1,27 г/см и 725 г сухого бентонитового порошка (Аскангельского Махарадзевского месторождения). Полученная смесь будет характеризоваться расплывом 14,0 см и температурой замерзания -41,6 ОС. Использование предлагаемой смесидля заполнення замораживающих скважинособенно эффективно для низкотемпературного рассольного замораживаниягорных пород на больших глубинах(свыше 300 м), где трубы замораживающих колонок испытывают повышенныенапряжения, Смесь предотвращает при мораживание труб колонок к окружающимпородам и обеспечивает их скользящуюпосадку при -40 ОС.Кроме того, использование предлагаемой смеси повышает безопасность 20 проходческих работ,Компонент смеси, мас.Ъ РасплывсмесипоконусуАзНИИ,см Температуразамерзаниясмеси, С 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 12,1-41,3 38,5 22,5 39,0 28,8- 36,5 Граничные значения компонентов Формула изобретения Смесь для заполнения замораживающих скважин, включающая соль щелочно г металла и воду, о т л и ч а ю - щ 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 -41 О С. Содержание бентонита менее 38,5 и воды более 38,0 также повышает температуру замерзания до величины более -41 ОС.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/см 3,Для приготовления, например, 1,0 л смеси необходимо 682 см водного раствора алюмината натрия плотностью Алюминат натрия 20,0-28,0Вода 33,5-38,0Бентонит 38,5-46,51Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Трупак Н.Г. Замораживание горных пород при проходе стволов. М.,Углетехздат, 1954, с.274,2. Патент ФРГ Р 950999,кл, 5 с 1/12, опублик, 1956 (прототип)