Високопроникний тампонажний розчин

Изобретение относится к составам тампонажных растворов и может быть использовано для крепления горных пород при специальных способах проходки горных выработок. Цель изобретения повышение проникающей способности тампонажного р а с т в о р а . Высоколроникающий тампонажный раствор (ВТР) содержит в качестве вяжущего механическую смесь цементного клинкера и доменного шлама, измельченных до удельной поверхности 800-t500 м 2 / к г , а в качестве пластифицирующей добавки - суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: тонкоизмельченный цементный клинкер 4,98 5,74; тонкоизмельченный доменный шлак 1 9 , 8 2 - 2 2 , 9 7 ; суперпластиЛикатор С-3 0 , 5 0 - 0 , 5 7 ; вода остальное. Тонкодисперсные цементный клинкер и шлак представляют собой продукты, полученные при сверхтонком измельчении в струйной мельнице. Суперпластификатор С-3 ? вводимый в раствор, обеспечивает разрушение агломератов, образующихся за счет снижения сверхтонких частиц. Температурный интервал применения БТР от 10 до 50°С. Проникающая способность ВТР на 2 порядка выше, чем у известных. 4 т а б л . Изобретение относится к составам тампонажных растворов и может быть использовано для крепления горных пород при специальных способах проходки горных выработок. Цель изобретения - повышение проникающей способности тампонажного раствора. Ъысохопр-оникакщий тампонажный раствор содержит в качестве вяжущего механическую смесь цементного клинке-" ра и доменного шлака, измельченных до удельной поверхности 800-1 500 м 2 / к г , а в качестве пластифицирующей д о б а в ки - суперпластификатор С-3 при с л е дующем соотношении компонентов,мае.%: Тонкоизмельченный цементный клинкер 4,98-5 74 Тонкоизмельченный доменный шлак 19 82-22 97 (21) 4470162/03 (22) 05.08.88 (46) 0 7 . 0 3 . 9 1 . Бюл. К 9 ° (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства (72) П.П.Гальченко, А.Л.Бернштейн, М.Я.Бикбау, А.О.Лебедев, Н.И.Переславцев и Н.В.Дзюба (53) 622.245.42 (088.8) (56) Трулак Н.Г. Специальные спосоЬы проведения горных выработок. - М.: Недра, 1976, с 7 3 . Инструкция по стационарной водоизоляции вертикальных стволов шахт, сооружаемых в сложных горногеологических условиях. - Харьков, ВНИИ0ШС, 1977, с.49. Разработка теоретических основ проектирования тампонажных работ. Отчет по работе 1502090000. - Харьков, ВНИИОМШС, 1974, с.57. со О © 1633093 Суперпластификатор Составы 2, 4 и 12 в связи с малым С-3 0,50-0,57 радиусом распространения (менее 1 м) не могут быть рекомендованы, так как Вода Остальное их использование повлекло бы за собой Основной отличительной особенностью разработанного состава является необходимость бурения значительного то, что в качестве связующего испольколичества скважин и , соответственно, зуется механическая смесь цемента и увеличение стоимости процесса тамподоменного шлака с высокой удельной нажа в целом. поверхностью, что позволяет цементи10 ровать породы низкой проницаемости. Составы 2, 3 , 13 и 14 уступают и з вестным по прочностным показателям, Тонкодисперсный цемент и ішіак что является нежелательным при у к р е представляют собой продукты, полученпительном тампонаже горных пород. ные при сверхтонком измельчении в струйной мельнице. Температурный интервал применения 15 высокопроникающих растворов 10-50°С. Суперпластификатор С~3, вводимый При температуре среды ниже 10 С пров раствор в количестве 2% и более от исходит резкое снижение скорости гидмассы цемента, обеспечивает разрушератации вяжущего, что проявляется в ние агломератов, образующихся за счет удлинении сроков схватывания и снислипания сверхтонких частиц, и пред20 жении прочностных показателей по ставляет собой продукт поликонденсасравнению с известными. При в о з р а с т а ции нафталинсульфокислот и формальнии температуры свыше 50 С происходегида . дит повышение вязкости раствора и Для.приготовления тампонажного раствора предварительно в воде раст- 25 снижение растекаемости, что проявляется в уменьшении радиуса распростраворяют суперпластификатор. Затем на нения раствора. При малых величинах полученном растворе затворяют механиэтого показателя (RраСгтр < 1 м) проческую смесь тонкоизмельченных цементведение цементирования экономически ного клинкера и шлака. Полученную невыгодно. смесь перемешивают в растворомешалке 30 в течение 4 мин. В т а б л . 3 приведены данные, с в и детельствующее о том, что проникаюП р и м е р . В 725 л воды раствощая способность тонкоизмельченных ряют 5 кг суперпластификатора С-3, составов составляет 10 см/с. После перемешивания в течение 4 мин в полученный водный раствор последоПри добавлении суперпластификато35 ра в оптимальном количестве проникаювательно засыпают 50 кг цемента и 22 кг шлака. После повторного перемещая способность раствора повышается шивания в течение 4 мин раствор готов на 2 порядка. к употреблению. Таким образом, суперпластификатор В табл. 1 приведены данные, свиявляется необходимым компонентом вы40 детельствующие о том, что порошки с сокопроникающих растворов на осно"ве 2 удельной поверхностью менее 800 м /кг вяжущего со сверхтонкими частицами. не обеспечивают проникновение породы Проникающая способность определяс коэффициентом фильтрации 0,25 >0,25 >0 ( 25 ^0.25 »-0,25 >О,25 >О,25 э-0,25 >О,25 5*0,25 >-0,25 >О,25 р-0,25 100 100 98 98 100 100 100 100 100 100 100 100 100 24-00 22-30 18-40 16-30 17-00 14-40 15-20 14-00 14-30 15-00 16-20 17-40 17-00 44-20 45-30 38-30 35-20 36-00 29-30 33-40 2Й-Э0 32-00 34-30 35-00 36-30 37-00 11,4 10,8 ю ' Цемент Доменный Суперпластификатор шпак С-3 5,74 19,32 19,82 19,82 22,97 22,97 22,97 0,30 0,50 0,30 0,57 13,2 12,2 12,8 13.2 12,5 12,8 12,2 13,6 12,0. 10,6 11,4 Та б Л И Ц а Проникающая способность, Содержание компонентов в растворе, мас.% 4,98 4,98 4,98 5,74 5,74 способность, К^, см/с, при Р - 1,5 МПя Раднус распространения, м С-3 0,48 0,52 0,'59 0,50 0,57 0.55 0,53 0,51 0,50 О',57 0,48 0,51 0,59 20,84 23,20 20,84 19,82 19,82 20,52 21,17 21,84 22,97 22,97 20,84 18,17 23,20 Пронгке 2 Вода 75,20 72,90 74,70 71,29 70,99 70,72 10 ' 2 юю-» ю-' . Ю 2 ю 3 Т а б л и ц ПАВ-диспергатор Устойчивость тампонажного раствора (выход камня), %, при оптимальной массовой доле П В А Средний размер ч а с тиц диспергированного вяжущего (клинкер + + тштак) в тампонажнон растворе, мкм 1 Без ПАВ Сульфитноспиртовая барда (ССБ) 3 50 40 80 20 3 10101010 toю10 ю10 ю10 to 0,85 ,05 0,67 ,00 ,35 ,25 ,20 ,15 ,10 ,05 -1,75 ,25 .15 10 1633093 Продолжение і Сульфитнодрожжевая бражка (СДБ) Триэтаноламин (1ЭА) Лигносульфокат технический модифицированный (ЛСТМ) Суперпластификатор С-3 Редактор А.Шандор 1 г таолв4 3 ' 90 98 15 5, 95 10 100 1 Составитель Л.Бестужева Техред М.Дидык Корректор М.Пожо Заказ 602 Тираж 364 Подписное В И Г Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Н ИШ 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101