Способ создания противофильтрационной завесы

(51) Е 02 2 0 К 7 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 546680, кл. Е 02 Р 3/12, 1975,2. Авторское свидетельство СССРН 836277, кл. С 09 К 17/00 1978(54) (57) 1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВО-ФИЛЬТРАЦИОННОИ ЗАВЕСЫ, включающий обработку грунта 0,5-2,03-ным воднваю раствором полиэлектролита амионного типа, о т л и ч а ю щ и Ф с я тем, что, с целью повышения устойчивости завесы и снижения трудоемкости, грунт предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 200- 2000.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и й с я тем, что при поверхностной обработке расход полиэлектролитов составляет 5-10 л/мф.3. Способ но п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при обработке ме- тодом инъекции, расход полиэлектролитов составляет 50-250 л/мф . ЕИзобретение относится к строительству и может быть использовано, например, для борьбы с Фильтрацией воды в грунтах в горном деле при разработке россыпей или в гидромелиоративном строительстве.Известен способ борьбы с фильтрацией воды, например, из кананов,включающий свободную пропитку грунта 0,5-1,0%-ным водным растворомсмеси сульфоэфиров высших жирныхкислот 1 .Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ создания противофильтрационной завесы,включающий обработку грунта сначала0,5-2,0%-ным воднь 1 м раствором натрий.карбоксиметилцеллюлозы, а затем водным раствором хлорного железа той 20же концентрации с повторением указанных операций в 2-3 цикла, в каждом йз которых расход реагентов составляет 5-10 мл(мф, причем в последнем цикле используют только водный 25раствор натрийкарбоксиметилцеллюлозы 21 .Недостатком известных способовявляется низкая устойчивость завесы,за счет растворения со временем об- З 0разующихся в грунте комплексов и выноса их из зоны фильтрации, а такжевысокая трудоемкость создания завесы,так как необходима многократная обработка грунта растворами,35Цель изобретения - повышение устойчивости завесы и снижение трудоемкости.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу создания противофильтрационной завесы, включающемуобработку грунта 0,5-2,0%-ным воднымраствором полиэлектролита анионноготипа, грунт предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 200-2000,При этом при поверхностной обработке расход полиэлектролитов составляет 5-10 л/м.50При обработке методом инъекции, расход реагентов составляет 50250 л/м .В качестве полиэлектролита кати 55 онного типа используют, например, полиэтиленимин, поливинилбензилтриметиламмонийхлорид, поли,2 диметил-винилпиридинийметилсульфат, полиметил-винилпиридин и его соли, полидиметилдиалиламмонийхлориц или сополимеры метакриламида и гидрохлорированного диэтиламиноэтилметакрилатаконцентрации 0,5-2,0%, а в качествеполиэлектролита анионного типанатрийкарбоксиметилцеллюлозу, полиакриловую кислоту, полиакриловыйсульфонат, гидролиэованный полиакрилонитрил, сополимеры акриламида иакриловой кислоты или лигносульфонаты 0,5-2,0%-ной концентрации.Обработка грунта раствором катионного полиэлектролита приводит кадсорбции макромолекул на поверхности компонентов грунта, большая частькоторых имеет отрицательный заряд поверхности. Адсорбировавшиеся микромолекулы играют роль адсорбционныхцентров на поверхности и комплексующих агентов для анионных полиэлектролитов при последующей обработке.Макромолекулы анионных полиэлектролитов взаимодействуют с катионными полиэлектролитами в Фильтрующем грунтеобразуя связанную полимер-грунтовуюсистему и нерастворимые полиэлектролитные комплексы, которые перекры"вают пути фильтрационного потока.При этом степень полимеризации полиэлектролитов, как катионных, так ианионных, должна быть не ниже 200,так как только в этом случае разме-ры образующихся в результате взаимодействия нескольких макромолекулполикомoлексов и надмолекуляриых-6структур будут составлять 1010И и превышать размеры пор вгрунте. При этом изменение рН грунтовых вод и присутствие одновалентныхионов не будет приводить к разрушению нерастворимых полиэлектролитныхкомплексов и надмолекулярных структур во времени вследствие кооперативного характера взаимодействия полиэлектролитов, что способствует повышению устойчивости и надежности противофильтрационной завесы.Предлагаемый способ можно применять,как для поверхностной обработкигрунта, так и для тампонированияФильтрующих горизонтов путем инъекции растворов через скважины,Для выполнения предлагаемого способа грунт с различной степенью пористости загружают в специальную трубку, после чего обрабатывают его предлагаемым способом и для сравне1102853 ния известным способом. При этом в Примеры выполнения предлагаемого качестве полиэлектролита катионного способа и результаты сравнительных типа используют полиэтиленамин, а в испытаний его со способом-прототипом качестве полиэлектролита анионного . представлены в таблице. типа - полиакриловую кислоту. После 5обработки грунта указанными способа- Данные таблицы показывают, что1 ми определяют значения коэффициентов создаваемая по предлагаемому способу фильтрации его непосредственно вслед противофильтрационная завеса являетза обработкой и через 20 и 45 сут. ся более устойчивой и надежной, а по промывки (фильтрации) воды с рН в о трудоемкости ее создания более низдиапазоне 4-9. кой по сравнению с известным способом.,Результаты. срарнительных испытаний способов создания противофильтрационной завесы Вид обработки УУопыта Условия обработки Концентрация растворов, Ж Исходный коэффициент фильтрации К, мйут Пористостьгрунта, Х Степень полиме- ризации Расходрастворов,л/м Поверхностная обработка раствором Яо - КИЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла Я -КИЦ 5оРеС 1 5 О0,5РеС 10,5 Яо КИЦ200 10 ПЭИПЭИ,5 ПАКф ПАК,5 ПЗИПАК10 5,0 Поверхностная обработка растворомЯо-КИЦ, а затемраствором хлорногожелеза в два цикла Я -КИЦ 200 Яо-КМЦ 2,0 10 РеС 1 2,0 1041,0 40 ПЭИ40 4190ПакПЗИПАКПЭИ,0 Пак,0 Поверхностная обработка раствором ПЭИ,а затем растворомПАК в один цикл Поверхностная обработка растворомЯо-КИЦ, а затемраствором хлорногожелеза в два цикла Поверхностная обработка раствором полиэтиленимина (ПЭИ), а затем раствором полиакриловой кислоты (ПАК) в один цикл Яо-КИЦ 600 Яб-КИЦ 1,0 Яо-КИЦ20 21,3 РеС 1 1,0 РеС 1. -71102853 Продолжение таблицы Условия обработки 8 Фопыта Вид обработки Степень полиме- риэации Пористость Расходрастворов,л/м Концентрация растворов, Х грунта, Х и Поверхностная обра- ПЗИботка раствором ПЗИ, ПАК 2000 а затем растворомПАК в один цикл ПЭИ "1,0 ПАК 1,0 20 21,3 ПЭИПАК 7 ПЭИ 200 ПАК 200 Поверхностная обработка раствором ПАКв один цикл ПЭИ 10 30Пак 10 ПЭИ 2,0 ПАК 2,0 Поверхностная обработка раствором 1 а-КМЦ, а затем раствором. хлорного железа в два цикла Ко "КИЦ 200 Но-КИЦ 2 эО Яо КИЦ 10 30 40 0 УеС 1 2,0 РеС 1 10Инъекция растворовПЭИ, а затем ЛАКв пласт, в одинцикл 10 ПЭИ 200ПЭИ 0,5 ПАК 200 ПАК 0,5 ПЭИ50 л/мПАК50 л/м ПЭИ 200 ПЭИ 2,0 ПЭИ 240 ПАК 2000 ПАК 2,0 ПАК 250 40 10 Инъекция раствора ПЭИ, а затем раствора ПАК в пласт в один цикл Продолжение таблицы ИВ опыта Трудоемкость Изменение устойчивости завесы Вид обработки после через черезобработки 20 сут 45 сутК м/сут Кф м/сут К м/сут созданияПФЗ,чел.ч 0,3 150 0,2 0,5 Прототип Поверхностная обработка раствором Х -КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла Надежность изменения, К1 К -Кв100К,р Исходный коэффициентфильтрао ции К, м/сут1102853 Продолжение таблицы,особ Изменение устойчивости завесы 9 Уопыта Внд обработки послеобработкиК м/сут 0,23,Пред,лага- емый 0,2 0,24 20 133 0,4 0,7 0,3 Прототип 4 Поверхностная 0,3обработка раст.- вором ПЭИ, азатем раствором ПАК водин цикл ПРед"лагаемый 0,35 0,42 40 0,4 0,6 Прототип 0,35 16,7 Пред- лага" емый 0,32 0,32 0,35 80 Предлага- ему 20 0,4 0,2 Поверхностнаяобработка раствором ПАК водин цикл Поверхност-,ная обработка растворомполиэтиленимина (ПЭИ),а затем раствором полиакркповой кислоты (ПАК) водин цикл 3 Поверхностнаяобработка раствором Я -КМЦа затем раствором хлорно го железа в два цикла Поверхностнаяобработка раствором Б -КИЦ, азатем растворомхлорного железав два цикла 6 Поверхноснаяобработка раствором ПЭИ, а затем раствором ПАК в один цикл через через20 сут 45 сутКф м/сут К м/сут Надежность,измененияКс) К -КУ 100К) рудоем- .