Состав для тампонирования Советский патент 1986 года по МПК E21D11/38 E21B33/138 E21D21/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к составам для тампонирования трещиноватых горных порой с целью подавления водоприто- ков в горные выработки на калийных предприятиях.

Целью изобретения является по- вьшение адгезии и коррозионной устойчивости состава к вмещающим породам калийных месторождений.

Пример I. В качестве среды затворения используют природный рассол Стебниковского калийного рудника.

-Химический состав природного рассола приведен в табл. I.

На естественном рассоле приведенного состава готовят рассологлинис- тый раствор глины Дружковского месторождения, удельного веса 1,40 г/с В этот ра створ добавляют 140 кг/м каустического магнезита Саткинского завода (ГОСТ 1216-75) и при непре- рывно.м перемешивании вводят 5%-ный гидролизованный полиакрилонитрил в количестве 20 кг/м раствора.

Состав тампонажного раствора, вес.%;

Каолиновая глина 22,2 Каустический магнезит9,5 Гидролизованный полиакрилонитрил 0,065 Природный рассол (с содержанием солей магния 136,21 г/л) 68,235 П р и м е р 2. Тампонажный раствор готовят при использовании в качестве среды затворения природного рассола четвертого Березниковского калийного рудника аналогично приме1 У 1 .

Химический состав природного рассола приведен в табл. 2.

Состав тампонажного раствора, вес.%

Каолиновая глина 22,4 Каустический магнезит9,55 Полиакрилонитрил 0,068 Природный рассол (с содержанием солей магния 314,51 г/л) 67,982 В табл. 3 приведены сопоставителные данные реологических и структур ио-механических характеристик извесного и предлагаемого тампонажных

растворов, а, также растворов с нор- мативными показателями по ВНТП 6-76.

Как видно из табл. 3, при использовайии в качестве жидкости затворе- ния- природных рассолов, в которых содержатся соли магния в допустимых пределах, существенно увеличивается адгезия тампонажных 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 7,0-1Э,0; полиарилоиитрил гидролизованный (гипан) 0,06-0,07;

природный рассол остальное до 100%.

При других соотношениях компонентов ухудопается пластическая прочность (Р) тампонажного раствора и адгезия к солям.

Сравнительная характеристика свойств тампонажного раствора при различных соотношениях ингредиентов приведена в табл. 4.

Как видно из табл. 4, значительное улучшение адгезии к солям наблюдается при оптимальном соотношении компонентов. При соотношении компонентов ниже нижнего предела ад-

гезия тампонажного раствора к солям невелика, при соотношении компонентов Bbmie верхнего оптимального предела адгезия к карналлиту и бишофиту незначительно отличается от ее величины при оптимальном соотношении ингредиентов , а адгезия к шениту и тах- гидриту снижается.

При соотношении инградиентон ни- ; же нижнего оптимального предела пластическая прочность структуры системы не удовлетворяет нормативным требованиям, при соотношении ингредиентов вьш1е верхнего оптимального предела система становится непрокачиваемой

из-за высокой пластической прочности в начальный период.

Применение в качестве среды затворения природного рассола, химический состав которого икеет сходство с калийными рудами, обеспечивает условия для взаимной кристаллизации солей из тампонажного раствора и калийных руд и, как следствие, повьшенную адгезию и коррозионную стойкость состава для тампонирования.

Процесс структурообразования там- понажного 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 по1 азалй испытания тампонажного состава, оптимальное количество ука- занйых солей цолжно быть в пределах от 100 до 350 г/л. В случае содержания солей магния в рассоле менее 100 г/л не обеспечивается процесс структурообразования.

Формула изобретения

1. Состав для тампонирования, включающий каолиновую глину, каустический магнезит гидролизованный полйа1 рилонитрил и жидкость за.тво- рёния, отл.и чающийся тем.

Таблица 1

Содержание солей, г/л (вес.%) Удельный

j....--.-,-i- вес, г/см

MgS04. CaS04 MgClj I KCl NaCl,

103,08 0,85 33,13 79,93 193,661,28

(8,05) (0,07) (2,59) (6,24) (15,13)

Таблица2

Содержание солей, г/л (вес.%)Удельный --..-..вес, г/см

MgS04 CaSO MgCl J KCl NaCl .CaCl, Са(НСОз)

2,66 31,4,51 25,T9 27,65- O,57 2,04 1,27 (0,21) . (24,76) (I,98i (2,18) (0,05) (0,16)

,,t a б л и ц a 3

Состав раствора

Свойства нормативного известного предлагаемого по по ВНТПб-76примеру

и

Динамическое напряжение сдвига (-БД) Па50-200 120-200 105--190 158-186

Статическое напряжение сдвига (9), КПа

0,15-0,50

что, с целью повышения коррозионной устойчивости и адгезии состава к вмещающим породам калийных месторождений, в качестве жидкости затворе- ния используют природный рассол сульфатов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Каолиновая глина Каустический магнезит

Гидролизованный полиакрилонитрил Природный рассол сульфатов и хлоридов щелочньге и щелочноземельных металлов

2. Состав по п. 1, ю щ и и с я тем, что природный рассол содержит в своем составе соли хлорида или сульфата магния или обе соли одновременно в количестве 100-350 г/л.

21,0-23,0

7,0-10,0

0,06-0,07

Остальное о т л и ч а0,32-0,45 0,28-0,46 0,25-0,50

Еластинеская прочность структуры через 1 мин (Рт), КПа

Пластическая проч- йость структуры через 10 сут (р;), КПа

Адгезия-(сила Сцепления) через 1 мае, КПа

0,15-0,50

0,ДЗ-0,49 0,25-0,57 0,29-0,41

Не менее 50,0-600,0:- 300,0-500,0 280,0-460,0

20

Ниже нижнего оптимального предела

1,1

0,04

Остальное

Продолжение табл.3

Таблица 4

31,4

Карналлит

28,6

24,5 27,2

Бишофит

Шенит

Тахгидрит

21

Нижний оптимальныйпредел

Каустический магнезит

7,0

Полиакрило- нитрил (гидролизов аи - ный) 0,06

Природный Осталь- .рассол СКЗ ное

Каолиновая глина

Каустический магнезит

Полиакрило- нитрил (гид- ролизованг.

НЬ1Й)

Приррдный рассол СКЗ

Каолиновая глина

Каустический магнезит

олиакрило- итрил (гид- олизован- ый)

риродный ассол СКЗ

22

8,5

0,065

Остальное

23 10

Среднее значение оптимального соотношения

Верхний

Оптимальный предел

0,07

Остальное

Продолжение табл.4

6,0

Карналлит

2,8

312

84,2

Бишофит

92,4 Шенит

101,4 Тахгидрит

115

Карналлит

3,8

415 98,4 Бишофит

108

Шенит

126

Тахгидрит

4,3

124 Карналлит 964 108 Бишофит

118

Шенит

149

Тахгидрит

25

12

Вьше верхнего оптимальногопредела

0,09

6,8

Природный рассол СКЗ

Остальное

Составитель Л. Береэкина Редактор Н. Горват Техред:А.Кравчук Корректор Г. Решетник

Заказ 6650/28 Тираж 470Подписное

ВНИШТИ 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

Продолжение табл.4

126

Карналлит

ПО

Бишйфит

1110 N5

Шенит

132

Тахгидрит

Изобретение относится к области тампонирования трещиноватых горных - пород с целью подавления в одоприто- ков 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 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 полиакрил онитрил 0,06-0,07, природный рассол остальное. Природный рассол является отходом производства, сбрасываемым в пшамхранилища, и Содержит в своем составе соли хлбрида 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 глинистого раствора. Химический состав природного рассола имеет сходство с калийными рудами, что обеспечивает гласные условия для взаимной крис-таллизации солей из тампонажного раствора и калийных руд. 1 з.п. ф-лы, 4 табл. с 9 W 05 эо