Суміш для тампонування

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ РЕСПУБЛИК «9) (5І)4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ SIL1276819 А1 Е 21 D 11/38, Е 21 В 33/138// //Е 21 D 21/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСНОЇИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ * С21) 3907164/22-03 • (22) 06.06.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочнь/м работам "Спецтампонажгеология" (72) Э.Я. Кипко, В.А. Лагунов, 1 И.Д. Насонов, Ю.А. Полозов^ А.В. Попов, С М . Саламатов, Ю.И. Свирский и И.К. Станченко (53) 622.552(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,* 884365, кл. Е 21 В 33/138, 1980. (54) СОСТАВ ДЛЯ ТАМПОНИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области тампонирования трещиноватых горных пород с целью подавления водопритоков в горные выработки на калийных предприятиях. Цель изобретения - повышение адгезии и коррозионной устойчивости состава к вмещающим породам калийных месторождений. Для этого в составе для тампонирования в '1 качестве жидкости затворения используют природный рассол сульфатов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Соотношение компонентов в составе следующее, мас.%: каолиновая глина 21,0-23,0; каустический магнезит 7,0-10,0; гидролизованный полиакрилонитрил 0,06-0,07, природный рассол остальное. Природный рассол является отходом производства, сбрасываемым "в шламхраннлища, н Содержит в своем составе соли хлорида или сульфата магния или обе соли одновременно в количестве 100-350 г/л. Наличие солей в природном рассоле способствует наиболее интенсивной пептизации глинистых частиц и улучшению реологических свойств рассологлинистого раствора. Химический состав природного рассола имеет сходство с калийными рудами, что обеспечивает гласные условия для взаимной кристаллизации солей из тампонажного раствора и калийных руд- * э.п. ф-лы, 4 табл. С/) С 1 Изобретение относится к горному делу, Б частности к составам для тампонирования трещиноватых горных пород с целью подавления водопритоков в горные выработки на калийных предприятиях. 1276819 * растворов, а также растворов с нор, Целью изобретения является п о вышение адгезии и коррозионной устойчивости состава к вмещающим породам калийных месторождений. П р и м е р 1. В качестве среды затворения используют природный , рассол Стебниковского калийного рудника. Химический состав природного рассола приведен в табл. 1, ' 5 10 15 МаТИБНЫМИ ПОКазвТЄЛЯНИ ПО uiij.ii \J~ і \J • Как видно из табл. 3, при использовании в качестве жидкости затворе-; ния природных рассолов, в которых^ содержатся соли магния в допустимых пределах, существенно увеличивается ' адгезия тамлонажных составов к каолиной руде, остальные характеристики (динамическое напряжение сдвига, статическое напряжение сдвига и . пластическая прочность) находятся в пределах нормативных. Оптимальное соотношение компонентов находится, в пределах, в"ес«%: глина 21,0-23,0; каустический магнезит 7,0-10,0; полиарилонитрил гидролизованный (гипан) 0,06-0,07; природный рассол остальное до 100%. При других соотношениях компонентов ухудшается пластическая прочность (Р т ) тампонажного раствора и адгезия к солям. Сравнительная характеристика свойств тампонажного раствора при различных соотношениях ингредиентов приведена в табл. 4. На естественном рассоле приведенного состава готовят рассологлинис20 тый раствор глины Дружковского месторождения, удельного веса 1,40 г/см. В этот раствор добавляют 140 кг/м каустического магнезита Саткинского завода (ГОСТ 1216-75) и при непрерывнрм перемешивании вводят 5%-ныЙ 25 гидролизованный полиакрилонитрил в количестве 20 кг/м раствора. Состав тампонажного раствора, вес.%: 30 Как видно из табл. 4, значительКаолиновая глина 22,2 Каустический магненое улучшение адгезии к солям назит 9.5 блюдается при оптимальном соотношеі * нии компонентов. При соотношении Гидролизованный покомпонентов ниже нижнего предела адлиакрилонитрил 0,065 ,, гезия тампонажного раствора к солям Природный рассол невелика, при соотношении компонен(с содержанием солей тов выше верхнего оптимального премагния 136,21 г/л) 68,235 дела адгезия к карналлиту и бишофиту П р и м е р 2. Тампонажный растнезначительно отличается от ее веливор готовят при использовании в каки чины при оптимальном соотношении инчестве среды затворения природного гредиентов, а адгезия к шениту и тахрассола четвертого Березниковского гидриту снижается.калийного рудника аналогично примеру 1 . Химический состав природного рассола приведен в табл. 2. При соотношении ингредиентов ни- ' же нижнего оптимального предела плас45 тическая прочность структуры системы не удовлетворяет нормативным требоСостав тампонажного раствора, вес.% ваниям, при соотношении ингредиентов выше верхнего оптимального предела Каолиновая глина 22,4 система становится непрокачиваемой Каустический магне*® из-за высокой пластической прочности - зит 9,55 в начальный период. Полиакрилонитрил 0,068 Применение в качестве среды эаПриродный рассол творения природного рассола, хими(с содержанием соческий состав которого имеет сходлей магния 314,51 г/л) 67,982 5 В табл. 3 приведены сопоставитель- 5 ство с калийными рудами, обеспечивает условия для взаимной кристаллиные данные реологических и структурзации солей из тампонажного раствора но-механических характеристик извести калийных руд и, как следствие, поного и предлагаемого тампонажных з • і 276819 4 вышенную адгезию и коррозионную что, с целью повышения коррозионной стойкость состава для тампонирова-' . устойчивости и адгезии состава к вмещаюгцим породам калийных месторожния. дений, в качестве жидкости затвореПроцесс структурообраэования там5 ния используют природный рассол сульпонажного состава обеспечивается фатов и хлоридов щелочных и щелочнотакже наличием в природном рассоле земельных металлов при следующем сосолей магния (хлорида магния, сульотношении компонентов, вес.%: фата магния или обеих солей одновреКаолиновая глина менно) в количестве не менее 100 г/л. 21,0-23,0 Каустический магнеКак показали испытания тампонажного t o зит состава, оптимальное количество ука7,0-10,0 занных солей должно быть в пределах Гидролизованный от 100 до 350 г/л. В случае содержаполиакрилонитрил 0,06-0,07 ния солей магния в рассоле менее. Природный рассол 100 г/л не обеспечивается процесс сульфатов и хлориструктурообразования. дов щелочных и щелочноземельных меФ о р м у л а и з о б р е т е н и я таллов Остальное 2. Состав по п. 1 , о т л и ч а1. Состав для тампонирования, 20 ю щ и й с я тем, что природный расвключающий каолиновую глину, кауссол содержит в своем составе соли тический магнезит гидролизованный хлорида или сульфата магния или полиак, рило нитрил и жидкость затвообе соли одновременно в количестве рения, о т л . и ч а ю од и й с я тем, 100-350 г/л. . Та б л и ц Содержание солей, г/л (вес.%) Удельный , вес, г/см' MgSO + CaSO 4 MgCl 2 KC1 103,08 (8,05) 0,85 (0,07) 33,13 (2,59) 79,93 193,66 (6,24) (15,13) NaCl 1,28 Т а б л и ц а _^. Содержание солей, г/л (вес Л) MgSO4 CaSO 4 2,66 (0,21) , j MgCl 1 КС1 1 Г .СаС.1гСа(НС03) INaCl 314,51 25,19 27,65(24,76) (1,98) (2,18) -0,57 2,04 (0,05) (0,16) ; Удельный вес, г/см 1,27 / ' Т а б л и ц а 3 Состав раствора Свойства нормативного по ВНТП6-76 известного предлагаемого по примеру I Динамическое напряжение сдвига 50-200 Статическое напряжение сдвига (0 ) , КПа 120-200 105~-190 158-186 0,15-0,50 0,32-0,45 0,28-0,46 0,25-0,50 1276819 Продолжение т а б л . 3 Состав раствора Свойства нормативного по 'ВНТП6-76 известного предлагаемого по примеру I \ Пластическая прочность структуры через 1 мин (Рт), КПа 0,15-0,50 0,43-0,49 Пластическая прочность структуры через 10 сут (Р„), КПа Не менее 250,0-600,0 0,25-0,57 0,29-0,41 300,0-500,0 280,0-460,0 Адгезия (сила сцепления) через 1 мес, КПа с карналлитом Нет 69,0 П5 92,4 с бишофитом То же 98,7 . 98,4 92,7 46 J 108 100,3 56,8 126 93,9 с шєнитом -"* с техгидритом Т а б л и ц а Компоненты тампонажного раствора, вес.% * Каолиновая глина Пределы соотношения компонентов 20 Каустический магнезит Полиакриллонитрил (гидролизов анный) Природный рассол СКЗ Соли Адгезия к солям через 1 мес., 1 мин 1 10 сут КПа Пластическая прочность Р т , КПа 31,4 Ниже нижнего оптимального предела 11 . 0,04 Остальное 4 Карналлит 28,6 Бишофит 24,5 Шенит 27,2 Тахгидрит 1276819 Продолжение табл,4 Компоненты тампонажного раствора, вес.% Пределы соотношения компонентов Пластическая прочность Р№ КПа 1 мин 10 сут Адгезия к солям через 1 мёс, КПа Соли '96,0 Карналлит" 84,2 Бишофит Полиакрилонитрил (гидролизованный) 0,06 92,4 Шенит Природный рассоп СКЗ Остальное 101,4 Тахгидрит Каолиновая глина 22 15 Карналлит Каустический магнезит 8,5 Каолиновая глина Каустический магнезит 21 Нижний оптимальный предел 2*8 7,0 312 Среднее значение оптимального соотношения 3,8 415 Полиакриленитрил (гидролиз ован** 0,065 ный) Природный рассол СКЗ глина • 23 Каустический магнезит 10 Оптимальный предел Остальное 4,3 964 Тахгидрит 124 Верхний Шенит 126 Каолиновая Природный рассол СКЗ Бишофит 108 Остальное Полиакрилонитрил (гидроли зов анный) 0,07 98,4 Карналлит 108 Бишофит 118 Шенит 149 Тахгидрит 1276819 10 Продолжение табл.4 Компоненты тампонажного раствора, вес.Х Пределы соотношения компонентов Пластическая прочность Р т , КПа 1 мин Каолиновая глина 25 Каустический магне зит 10 сут Выше верх него опти мяльного предела 126 12 Полиакрилонитрил (гидроли зов ан0,09 ный) Природный рассол СКЗ Адгезия к солям через І мес, КПа " 10 Соли Карналлит Бишофит • mo 15 1 Шенит 132 6,8 Тахгидрит Осталь ное Редактор Н. Горват Составитель Л. Березкина Техред А.Кравчук Корректор Г. Решетник Заказ 6650/28 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,_ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул'. Проектная, 4