Способ создания противофильтрационной завесы Советский патент 1984 года по МПК E02D3/12 E02B3/16 C09K17/18 C09K103/00 

Изобретение 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 каналов, включающий свободную пропи-Тку грунта 0,5-1,0%-ным водным раствором смеси сульфоэфиров высших жирных кислот Л .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ создания противофильтрационной завесы, включающий обработку грунта сначала 0,5-2,0%-ным водным раствором натрийкарбоксиметилцеллюлозы, а затем водным раствором хлорного железа той же концентрации с повторением указанных операций в 2-3 цикла, в каждом из которых расход реагентов составляет 5-10 мл/м, причем в последнем цикле используют только водный р&створ натрийкарбоксиметилцеллюлозы 2 . . ,

Недостатком известных способов , является низкая устойчивость завесы, за счет растворения со временем образующихся в грунте комплексов и выноса их из зоны фильтрации, а также высокая трудоемкость создания завесы так как необходима многократная обработка грунта растворами.

Цель изобретения - повышение устойчивости завесы и снижение трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу создания противофильтрационной завесы, включающему обработку грунта 0,5-2,0%-ным водным раствором полиэлектролита анионного типа, грунт предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 200-2000,

При зтом при поверхностной обработке расход полиэлектролитов состав ляет 5-10 л/м.

При обработке методом инъекции, расход реагентов составляет 50250 л/мз.

В качестве полиэлектролита катионного типа используют, например, полиэтиленимин, поливинилбензилтриметиламмонийхлорид, поли-1,2 диметшт5-ви.нилпириДинийметилсульфат, поли-2метнл-5-винилпиридин и его соли, полидиметилдиалиламмонийхЛорид или сополимеры метакриламида и гидрохлорированного диэтиламиноэтилметакрилата концентрации 0,5-2,0%, а в качестве полиэлектролита анионного типа натринкарбоксиметилцеллюлозу, полиакриловую кислоту, полиакриловый сульфонат, гидролизованный полиакрилонитрил, сополимеры акриламида и акриловой кислоты или лигносульфонаты 0,5-2,0%-ной концентрации.

Обработка грунта раствором катионного полиэлектролита приводит к адсорбции макромолекул на поверхности компонентов грунта, большая часть которьпс имеет отрицательный заряд пс верхности. Адсорбировавшиеся микромолекулы играют роль адсорбционных центров на поверхности и комплексующих агентов для анионных полиэлектролитов при последующей обработке. Макромолекулы анионных полиэлектролитов взаимодействуют с катионными полиэлектролитами в фильтрующем грунту образуя связанную полимер-грунтовую систему и нерастворимые полизлектролитные комплексы, которые перекрывают пути фильтрационного потока. При этом степень полимеризации полизлектролитов, как катионных, так и анионных, должна быть не ниже 200, так как только в этом случае размеры образующихся в результате взаимодействия нескольких макромолекул поликомплексов и надмолекулярных структур будут составлять М и превышать размеры пор в грунте. При этом изменение рН грунтовых вод и присутствие одновалентны ионов не будет приводить к разрушению нерастворимых полиэлектролитных комплексов и надмолекулярных структур во времени вследствие кооперативного характера взаимодействия полиэлектролитов, что способствует повы шению устойчивости и надежности противофильтрационной завесы.

Предлагаемьй способ, можно применять .как для поверхностной обработки грунта, так и для тампонирования фильтрующих 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 сравнения известным способом. При этом в качестве полиэлектролита катионного типа используют полиэтиленамин, а в качестве полиэлектролита анионного . типа - полиакриловую кислоту. После обработки грунта указанными способами определяют значения коэффициентов фильтрации его непосредственно вслед за обработкой и через 20 и 45 сут. промывки (фильтрации) воды с рН в диапазоне 4-9. Результаты, срарнительных испыт фильтрационн Примеры выпйлнения предлагаемого способа и результаты сравнительных испытаний его со способом-прототипом представлены в таблице. Данные таблицы показывают, что создаваемая по предлагаемому способу противофильтрационная завеса являеТ ся более устойчивой и надежной, а по трудоемкости ее создания более низкой по сравнению с известным способом. способов создания противоавесы

1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ, включающий обработку грунта 0,5-2,0%-ным водным раствором полиэлектролита амионного типа, отличающийся тем, что, с целью повьшения устойчивости завесы и снижения трудоемкости, грунТ предварительно обрабатывают водным раствором полиэлектролита катионного типа со степенью полимеризации 2002000. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что при поверхностной обработке расход полиэлектролитов составляет 5-10 л/м. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что при обработке мег тодом инъекции, расход полиэлектролитов составляет 50-250 л/м.

Поверхностная обработка раствором NQ - КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла ПЭИ-200 Поверхностная обраПАК-200ботка раствором полиэтиленимина (ПЭИ), а затем раствором полиакриловой кислоты (ПАК) в один цикл NO-КМЦ 200 NO-КМЦ 2 Поверхностная обработка раствором К 5-КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла ПЭИ-200 Поверхностная обраПАК-200ботка раствором ПЭИ, а затем раствором ПАК в один цикл Ng-KMU 600 Н(,-КЩ 1 Поверхностная обработка раствором NO-КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

5,0

10 ПЭИ-0,5 ПАК-0,5 FeGlj 2, ПЭИ-2,0 Пак-2,0 FeCl 1, ПЭИ-5 ПАК-5 10 10 ПЭИ-10 Пак-10 Nfl-KMU-y Поверхностная обраПЭИ-200 ПЭИ-1,0 ботка раствором ПЭИ, ПАК 2000 ПАК 1,0 а затем раствором ПАК в один цикл Поверхностная обраПЭИ 200 ПЭИ 2,0 ПАК 200 ПАК 2,0 ботка раствором ПАК в один цикл N -КМЦ 200 NO-KMU 2, Поверхностная обработка раствором Кд-КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Поверхностная обработка раствором N -КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Продолжение таблицы РеСЦ 2,0

Продолжение таблицы

150

Прототип 20 21,3 ПАК 7 ПЭИ 10 30 Пак 10 NO-КМЦ 10 3040,0 Fed, 10

Поверхностная обработка раствором N -КМЦ, а затем раствором хлорно го железа в два цикла

Поверхностная обработка раствором ПЭИ, а затем раствором ПАК в один цикл

Поверхностная обработка раствором N -КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Поверхносная обработка раствором ПЭИ, а затем раство- ром ПАК в один цикл

Поверхностная обработка раствором ПАК в один щосл

8

1102853 Продолжение таблицы

Про0,7

133 тотип

0,42

Пред40лага емый

0,6

Про100тотип

Пред0,32 0,35

16,7 лага80 Пред20

0,4 лагае «1|й

Поверхнгстная обработка раствором N -КМЦ, а затем раствором хлорного железа в два цикла

Инъекция растворов ПЭИ, а затем ПАК в пласт, в один цикл

Инъекция раствора ПЭИ, а затем раствора ПАК в пласт, в один цикл

Продолжение таблицы200

150

Прототип