Состав для тампонирования

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 33/138// ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ г г ге. УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Специализированное производственное геологическое объединение потампонажным и геологоразведочньЬ работам "Спецтампонажгеология"(56) Авторское свидетельство СССРУ 884365, кл. Е 21 В 33/138, 1980.(54) СОСТАВ ДЛЯ ТАМПОНИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к областитампонирования трещиноватых горныхпород с целью подавления водопритоков в горные выработки на калийныхпредприятиях. Цель изобретения - по-вышение адгеэии и коррозионной устойчивости состава к вмещающим породам калийных месторождений. Для этого в составе для тампонирования в 801276819 д 4 Е 21 Р 11/38, Е 2качестве жидкости эатворения используют природный рассол сульфатов ихлоридов щелочных и щелочноземельныхметаллов. Соотношение компонентов всоставе следующее, мас.Х: каолиноваяглина 21,0-23,0; каустический магнезит 7,0-10,01 гидролизованный полиакрилонитрил 0,06-0,07, природныйрассол остальное. Природный рассолявляется отходом производства, сбрасываемым в шламхранилища, и содержитв своем составе соли хлЬрида илнсульфата магния или обе соли одновременно в количестве 100-350 г/л.Наличие солей в природном рассолеспособствует наиболее интенсивнойпептизации глинистых частиц и улучшению реологических свойств рассологлинистого раствора, Химический состав природного рассола имеет сходство с калийными рудами, что обеспечивает гласные условия для взаимнойкристаллизации солей иэ тампонажногораствора и калийных руд. 1 э.п,ф-лы, 4 табл.76819 юрастворов, а, также растворов с нормативными показателями по ВНТП 6-76. 12 Изобретение относится к горному делу, в частности к составам для тампонирования трещиноватых горных пород с целью подавления нодопритоков в горные выработки на калийных предприятиях.Целью изобретения является повышение адгезии и коррозионной устойчиности состава к вмещающим породам калийных месторождений.П р и м е р 1. В качестне среды затворения используют природный рассол Стебниковского калийного рудника..Химический состав природного рассола приведен в табл. 1. На естественном рассоле приведенного состава готовят рассологлинистый раствор глины Дружковского месзторождения, удельного веса 1,40 г/см,В этот раствор добавляют 140 кг/мкаустического магнезита Саткинскогозавода (ГОСТ 1216-75) и при непрерывном перемешивании вводят 57-ныйгидролизованный полпакрилонитрил вколичестве 20 кг/м раствора.Состав тампонажного раствора,вес.К:Каолиновая глина 22,2Каустический магнезитГидролизованный полиакрилонитрил 0,065Природный рассол(с содержанием солеймагния 136,21 г/л) 68,235П р и м е р 2. Тампонажный раствор готовят при использовании в качестве среды затворения природногорассола четвертого Березниковскогокалийного рудника аналогично примеру 1,Химический состав природного рассола приведен в табл. 2. ЗО Как видно иэ табл. 4, значительное улучшение адгезии к солям наблюдается при оптимальном соотношении компонентов. При соотношении компонентов ниже нижнего предела адгеэия тампонажного раствора к солям невелика, при соотношении компонентов вьппе верхнего оптимального предела адгезия к карналлиту и бишофиту незначительно отличается от ее величины при оптимальном соотношении ингредиентов, а адгеэия к шениту и тахгидриту снижается. 9,5 При соотношении инградиентов ниже нижнего оптимального предела пластическая прочность структуры системы не удовлетворяет нормативным требованиям, при соотношении ингредиентов выше верхнего оптимального предела система становится непрокачиваемой 5 О из-за высокой пластической прочностив начальный период.Применение в качестве среды эатворения природного рассола, химический состав которого имеет сходство с калийными рудами, обеспечивает условия для взаимной кристаллизации солей из тампонажного раствора и калийных руд и, как следствие, поСостан тампонажного раствора вес.ХКаолиноная глина 22,4Каустический магнезит 9,55Полиакрилоннтрил 0,068Природный рассол(с содержанием солей магния 314,51 г/л) 67,982В табл. 3 приведены сопоставительные данные реологических и структурно-механических характеристик известного и предлагаемого тампонажных Как видно из табл. 3, при исполь зовайии в качестве жидкости затворе".ния. природных рассолов, в которыхсодержатся соли магния в допустимыхпределах, существенно увеличиваетсяадгезия тампонажных составов к као линой руде, остальные характеристики(динамическое напряжение сдвига,статическое напряжение сдвига ипластическая прочность) находятсяв пределах нормативных.15 Оптимальное соотношение компонентов находится, в прйделах, весЛ:глина 21,0-23,0; каустический магне-зит 7,0-18,0; полиарилонитрил гидролиэованный (гипан) 0,06-0,07;2 О природный рассол остальное до 1003.При других соотношениях компонентов ухудшается пластическая прочность (Р ) тампонажного раствора иадгезия к солям.25 Сравнительная характеристикасвойств тампонажного раствора приразличных соотношениях ингредиентовприведена в табл. 4.1276819 вышенную адгезию и коррозионную стойкость состава для тампонирования.Процесс структурообразования тампонажного состава обеспечивается также наличием в природном рассоле солей магния (хлорида магния, сульфата магния или обеих солей одновременно) в количестве не менее 100 г/л, Как поазали испытания тампонажного состава, оптимальное количество указанйых солей должно быть в пределах от 100 до 350 г/л. В случае содержания солей магния в рассоле менее.100 г/л не обеспечивается процесс структурообразования. 7,0-10,0 Таблица 1 Содержание солей, г/л (вес.7) Удельный Э вес, г/см М 8804 Са 804 И 8 С 1 КС 1 КаС 1(0,21) , (24,76) (1,98) (2 18) (О 05) (0,16) 1 ю 27 Т а блица 3 Состав раствора Свойства предлагаемого попримеру нормативного известногопо ВНТПбг Динамическое напряжение сдвига(ь) Па 105-190 158-186 120-200 50-200 Статическое напряжение сдвига(0), КПа 0,32-0,45 0,28-0,46 0,25-0,50 0,15-0,50 Формула изобретения 1. Состав для тампонирования, включающий каолиновую глину, каустический магнезит гидролизованный полиакрилонитрили жидкость эатворения, о т л.и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения коррозионно 5устойчивости и адгезии состава квмещающим породам калийных месторождений, в качестве жидкости эатворе ния используют природный рассол сульфатов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов при следующем соотношении компонентов, вес.ХфКаолиновая глина 21,0-23,0Каустический магнезитГидролизованныйполиакрилонитрил 0,06-0,07Природный рассол15 сульфатов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов Остальное2. Состав по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что природный рассол содержит в своем составе солихлорида или сульфата магния илиобе соли одновременно в количестве100-350 г/л,1276819 Продолжение табл.З Состав раствора Свойства нормативного по ВЫТП 6-76 известного предлагаемого попримеру 0,15-0,50 0,43-0,49 0,25-0,57 0,29-0,41 250)0-600,0, 300,0-500,0 280,0-460,0 Не менее150,0 92,4 Нет 69,0 с карналлитом 98,2 То же с бишофитом 100,3 108 с шенитом 126 93,9 с текгидритом Таблица 4 Соли Адгезия к солям 1 мин 10 сут. нКаолиновая 20 Ниже нижглина него оп- тимального предела 31,4 Карналлит 28,6 Бишофит 24,5 Шеннт 0,04 ОстальПриродныйрассол СК 3 27,2 Тахгидрит ное Иластияескаяпрочность струк"туры через 1 минРш), КПа Пластическая прочНость структурычерез 10 сут(Р), КПа Ацгезия (силасцепления через 1 мес, КПа оКомпоненты тампонажного раствора, вес.Х Каустический магнезит Полиакриллонитрил(гидролизованный) Пределы соотношения компонентов 46,1 56,8 Пластическаяпрочность РКПа 115298,4 через1 мес.,КПа 11276819 Продолжение табл.4 Адгезия Солик солям ПределысоотношеПластическаяпрочность РКПа,ния компонентов 1 мин 1 О сут. Карналлит Каолиновая21 Нижний оп 96,0 тимальныйпредел глина Каустический магне 312 84,2 Бишофит 7,0 зит 92,4 Шенит 0,06 101,4 Тахгидрит Каолиноваяглина Среднее значение Карналлит 115 22 Каустический магне 415 98,4 Бишофит 3,8 зит 108 0,065 Шенит 126 Тахгидрит Каолиноваяглина 124 23 Верхний 964 08 Оптималь, 3ный пре- дел 10 Каустический магнезит Шенит 118 0,07 Природныйрассол СКЗ Осталь 149 Тахгндрит ное Компоненты тампонажного раствора,вес.тПолиакрилонитрил (гидролизован-. ный) Природный Остальрассол СКЗ ное Полиакрилонитрил (гидролизован;чный) Приррдный Остальрассол СКЗ ное,ния компонентовмин 10 сут. Выше верхнего оптиКаолиноваяглина 126 Карналлит мальногопредела Каустичес-,. кий магне 2 1 О Бишофит зит 0,09 6,8 11 0 1 15 Шенит Природный Остальрассол СКЗ ное 132 Тахгидрит Составитель Л. БерезкинаРедактор Н. Горват Техред А.Кравчук Корректор Г. Решетник Заказ 6650/28 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5