Склад для тампонування обводнених тріщинуватих порід

Состав для тампонирования обводненных трещиноватых пород, включающий отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород, цемент, хлористый натрий и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что состав дополнительно содержит цеолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород Цемент Цеолит Хлористый натрий Вода 22,85-30.65 7.24-10,58 2,41-10,58 0,59-16,58 Остальное Хлористый натрий 4.7-5.5 Вода остальное. Указанный состав способен твердеть в условиях минерализованных вод при отрицательной температуре, однако имеет ряд ограничений по применению. Так, вследствие невысокой кинетикиструктурообразования его успешное применение гарантировано лишь в зонах периферийной трещиноватости. В зонах же тектонических разломов состав не эффективен. Кроме того, применяемая минерализация (89,0 кГ хлори3 стого натрия на 1 м глинистого раствора) является недостаточной при проведении работ в горизонтах с температурой ниже -7°С, при температуре же выше -7°С (глубокие горизонты в условиях вечной мерзлоты) эта минерализация является излишней С Ch О 15768 Задача изобретения - повышение эффективности водоизоляции и расширение диапазона температур тампонируемого массива. Поставленная задача достигается тем, 5 что в состав дополнительно вводят молотый цеолит при следующем соотношении компонентой, мас.%: Отходы гидравлической переработки алмаза10 содержащих пород 22,85-30,65 Цемент 7,24-10,58 Цеолит 2,41-10.58 Хлористый натрий 0,59-16,58 Вода остальное. 15 Этот состав способен твердеть в условиях минерализованных вод при положительных (до f90°C) и отрицательных (да-21,2°С) температурах. Приготовление состава для тампониро- 20 вания осуществляют следующим образом. Из Прудковой частигидроотоалаотбирают отходы обогатительной фабрики, отобранную суспензию доводят до плотности 1240-1330 кГ/м 3 . В полученную суспензию 25 вводят хлористый натрий в количестве, необходимом для предотвращения замерзания при заданной температуре, но п пределах 10,0-258,3 t-T на 1 м 3 суспензии. Затем смешивают цемент с молотым цеоли- 30 том при соотношении "цемент : цеолит" от 1.0,3 до 1:1. После полного растворения хлористого натрия в суспензию вводят при перемешивании цементноцеолитную смесь количестве 160-360 кҐ па 1 м 3 суспензии. 35 Указанное содержание компонентов соответствует пределам оптимальности состава для тампонирования. Оптимальное содержание компонентов установлено, исходя из необходимых требовании к сеойст- 40 зам тампонажних композиционных систем по их прокачиааемости и структурно-механическим характеристикам, установленным "Нормами технологического проектирования" ВНТП-6-76. 45 В табл. 1,2,3 приведены сопоставительные данные основных параметров тампонажных растооров состава по прототипу и изобретения различной минерализации", испытанных при различной температуре. 50 Здесь же приведены требования нормативного документа. Как видно из приведенных данных, основные параметры изобретения в пределах 55 оптимальных соотношении компонентой удовлетворяют нормативным требованиям. Причем, по мере увеличения содержания цеолита G предлагаемом составе увеличивается пластическая прочность через 4 часа стабилизации, Быстрый набор прочности позволит при минимальном расходе материалов создавать тампонажпыо завесы п зонах тектонических разломов, и трещинах большого раскрытия. В то же время, если нет необходимости добиваться быстрого набора прочности, можно получить смесь с характеристиками, близкими к параметрам состава по прототипу при меньшем расходе цемента. При содержании компонентов в составах меньше нижнего оптимального предела возникает опасность вымывания раствора из трещин в результате динамического напора подземных вод из-за низких значений начальной пластической прочности и статического напряжения сдвига. Пластическая прочность через 10 суток также ниже нормативной. При содержании компонентов больше верхнего оптимального предела начальный СНС и пластическая прочность не удоолетооряют уел опию прокачииаемост и и но могут быть применены, несмотря из хорошие значения прочности через 4 часа и через 10 суток стабилизации. Испытания составов для тампонирования при отрицательных температурах показали устойчивость изобретения при температурах до -20аС при соответствующей минерализации исходной суспензии. Состав по прототипу устойчив при температуре 0-н 5°С( где его минерализация является излишней и при i=»4- -7°С, где минерализация соответствует замерзанию о этой области. При температуре-18°С состап по прототипу замерзает. Замерзание глиноцементной смеси сопровождается значительным увеличением объема, что может привести к увеличению скважности массива. Таким образом, новый состав для тампонирования является Оолеп эффективным средством водоизолпции о условиях трещин большого раскрытия и имеет более широкий диапазон применения по температуре горного массива в сравнении с составом по прототипу и другими известными тампонажными растворами. 15768 Таблица 1 Минерализации жидкой фазы соответствует температуре замерзания - 0.6°С Температура при испытаниях - 0 - - 5°С Тампонажный раствор и его состав Пластическая г ірочность. кПа Наименование компонентов Содержание на 1t 1 мин 4 час 10 1 сут сут смеси кг 1 2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Нормативные показатели по ВНТП-6-76 Тампонажный раствор по авт. свид. № 1503406 (прототип] при оптимальном соотношении компонентов Тампонажный тастеор по изобретению при граничных соотношениях компонентов Ниже нижнего оптимального предела: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода Нижний оптимальный предел: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода Средние значения (оптимальное соотношение) компонентов: отходы гидравлической обработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода Верхний оптимальный предел: отходы гидравлической обработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода Выше верхнего оптимального предела: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода % 0,15-0.5 9,6 9,6 853,9 357,1 113,1 37.7 9,4 811,3 408,9 136,3 99,9 9,1 758,8 457,2 157,9 157,9 8,8 709,9 502,2 178,2 212,1 8,5 644,3 >150 0.31 296,7 86.6 5,8 62,0 426,0 23,62 6,89 0.76 0,76 67,96 0,12 1,2 34,0 135,0 26,88 8,51 2,84 0,71 61,06 0,15 4,2 68.0 164,0 28,94 9,65 7,07 0,64 53,70 0,36 9,6 72,0 728,0 30,65 10,58 10,58 0,59 47,59 0,49 12,2 84.0 522,0 32,08 11,38 13,55 0.54 42,44 0,62 14,6 63,0 488,0 15760 8 Таблица Минерализация жидкой фазы соответствует температуре замерзания -10°С Температура испытаний — б — 7 ° С Тампонажныи раствор и его состав Наименование компонентов Содержание на 1 м3 смеси кг % Пластическая прочность. кПа 1 мин 1 сут 10 сут 4 час >150 1 Нормативные показатели по ВНТП-6-76 2 Тампонажныи раствор по авт. сайд. N? 1503406 (прототип) при оптимальном соотношении компонентов 3 Тампонажныи раствор по изобретению при граничных соотношениях компонентов 3.1 Ниже нижнего оптимального предела: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.2 Нижний оптимальный предел: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.3 Средние значения (оптимальное соотношение) компонентов: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.4 Верхний оптимальный предел: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.5 Выше верхнего оптимального предела: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 0,15-0,5 0,31 5,0 55,0 292,0 281,8 82,3 9,2 127,5 811,5 21,47 6,27 0,70 9,71 61,84 0,11 1,6 38,0 128,0 338,4 107,1 35,7 124,5 768,7 24,62 7,79 2,60 9,06 55,93 0.15 4,1 64,0 158,0 388,2 129,4 94,9 120,2 720,3 26,72 8,90 6,53 8,27 49,57 0,37 3,6 70,0 660,0 434.8 150,2 150,2 116,3 675,1 28,42 9,82 9,82 7,60 44,14 0,5 11,4 82.0 482,0 478,4 169,7 202,0 112,6 632,7 29,99 10,64 12,60 7,06 39,65 0,58 13,1 61,0 420,0 г ! 15768 10 Таблица 3 Минерализация жидкой фазы соответствует температуре замерзания -21°С Температура испытаний - -15- -18°С Тампонажный раствор и его состав Наименование компонентов Содержание на 1 м3 смеси кг % Нормативные показатели по ВНТП-6-76 2 Тампонажный раствор по авт. свид. ГЬ 1503406 (прототип) при \ оптимальном соотношении компонентов 3 Тампонажный таствор по изобретению при граничных соотношениях компонентов 3.1 Ниже нижнего оптимального предела: отходы гидравлической обработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.2 Нижний оптимальный предел; отходы гидравлической переработки алмазогодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.3 Средние значения (оптимальное соотношение) компонентов: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.4 Верхний оптимальный предел: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода 3.5 Выше верхнего оптимального предела: отходы гидравлической переработки алмазосодержащих пород цемент цеолит хлористый натрий вода Пластическая прочность, кПа 1 мин 4 час 1 сут 10 сут 0,15-0,5 >150 1 0,31 образец замера 267,4 78.1 8,7 233,4 770,0 19,70 5,75 0,64 17,19 56,72 0,13 1.0 29,9 98,0 322,8 102,2 34,1 220,0 733,4 22,84 7,24 2,41 16,58 51,92 0,15 4,4 52,0 150,0 . 371,0123,7 90,7 212,9 688,4 24,95 8,32 6,10 14,32 46,31 0,42 8,8 68,0 224,0 416,1 143,8 143,8 206,3 646,2 26,74 9.24 9,24 132,6 41,52 0,50 10,3 74,0 180,0 458,3 172,8 193,6 200,0 606,2 28,10 10,60 10,87 12.26 37.17 0,64 12,8 58,0 180,0 15768 Упорядник Замовлення 4200 Техред М.Моргентал Коректор Н. Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, Ї Т П , Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна. 101