Способ тампонажа обводненных пород Советский патент 1989 года по МПК E21D1/16 

Изобретение относится к области проходки горных выработок в сложных гидрогеологических условиях с применением химического тампонажа на основе гелеобразующих органических и неорганических полимерных закрепителей.

Целью изобретения является псвьше- ние прочности закрепленной породы при тампонировании различных литологичес - кш4 слоев, а также при одновременном тампонаже различных литологических слоев с одинаковой температурой и рН

шахтных вод, повышение эффективности тампонажа за счет стабилизации времени гелеобразования тампонажногораствора и увеличение радиуса его распространения при тампонировании различных литологических слоев.

На фиг.1 показана фаза отбора шахтных вод из инъекционных скважин j ,и : ,авнивания температуры тампонажного -химического раствора и среды тампонируемого массива; на фиг.2 - фаза уравнивания уровней минерализации и рН растворителя в тампонажном химическом

растворе и среды тампонируемого массива; на фиг.З - фаза ввода отвердите- ля в тампонажньй химический раствор и нагнетания его в зону отбора шахтных вод; на фиг.4 - фаза нагнетания раствора в разные литологические слои.

Способ осуществляют следующим образом.

Из забоя выработки 1 бурят инъекционные скважины 2 в обводненные породы, представленные литологическими слоями 3 и 4 с различными температурами и уровнями минерализации и рН

36714

14 насосом 13 подают в смеситель 16.По мере заполнения смесителя 16 разведенным химическим закрепителем 15 в него добавляют отвердитель 17, находящийся в емкости 18. Смешение разведенного химического закрепителя 15 и отвердителя 17 осуществляют в объемных пропорциях в зависимости от требуемого времени гелеобразования. Приготовленный таким образом гелеобра- зующий тампонажный раствор 19 нагнетают по ставу 20 труб насосом 21 непосредственно с поверхности 8 ствола

10

Изобретение относится к проходке горных выработок. Цель - повышение прочности закрепленной породы при тампонировании различных литологических слоев /ЛС/, а также при одновременном тампонаже различных ЛС с одинаковой температурой /Т/ и PH шахтных вод. Кроме того, целью является повышение эффективности тампонажа за счет стабилизации времени гелеобразования тампонажного раствора и увеличение радиуса распространения при тампонировании различных ЛС. Способ включает бурение инъекционных скважин из забоя выработки в обводненные породы, представленные ЛС с различными Т и уровнями минерализации и PH среды. Первоначально глубина скважин ограничивается мощностью ЛС, откуда осуществляют отбор шахтных вод в емкость. Насосом прокачивают шахтные воды через теплообменник, введенный в емкость для исходного химического закрепителя. Подачу шахтных вод в закрепитель производят до уравнивания Т тампонажного раствора, уровня минерализации и PH растворителя с Т, уровнем минерализации и PH тампонируемых пород. Нагнетание тампонажного раствора осуществляют в пределах одного ЛС. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

среды. Первоначально глубина инъекци-, через инъекционные скважины 2 в лито30

35

онных скважин 2 ограничивается мощ- ностью литологического слоя 3, откуда осуществляют отбор шахтных вод 5 в емкость 6. Из емкости 6 насосом 7 шахтные воды 5 откачивают на поверх- ,, ность 8 ствола по ставу 9 теплоизоли-. рованных труб. Насосом 7 шахтные воды 5 прокачивают через теплообменник 10, введенный в емкость 11 для исходного химического закрепителя 12, и 25 они идут на сброс до тех пор, пока температура химического закрепителя 12 не уравняется с температурой шахтных вод 5, а следовательно, с температурой среды литологического слояЗ. Проведенная термообработка позволяет исключить фактор неравномерности температур тампонажного химического раствора и тампонируемой среды, тем самым повышается стабильность времени гелеобразования, существенно зависящего от температуры фактора.

По окончании процесса уравнивания температур исходный химический закрепитель 12 насосом 13 подают в смеситель 14, уда затем подают необходимый объем шахтных вод 5, используемых в качестве растворителя. Благодаря этой операции уровни минерализации и р.Н растворителя исходного химического закрепителя 12 и среды тампонируемого литологического слоя 3 приходят в полное равенство . Эта химическая обработка позволяет повысить прогнозируемость времени гелеобразования тампонажного химического раство-50 ра, поскольку уровни минерализации и рН среды также существенным образом сквазываются на этом технологическом параметре.

По окончании операции химической обработки исходного закрепляющего раствора 12 шахтными водами 5 разведенный .химический закрепитель 15 из смесителя

40

45

55

логический слой 3, После завершения работ по созданию тампонажного ограждения 22 в литологическом слое 3 весь леречень названных операций повторяют в слое 4.

В случае, когда одновременно ве- детйя тампонаж в слоях 3 и 23 с одинаковыми температурой, гидрохимическим составом и уровнем рН, но отличающихся по Уровню минерализации, термохимическая обработка ведется шахтными водами с большей минерализации. В таком случае отбор воды 5 осуществляется из литологического слоя 23 с большим уровнем минерализации в емкость 6, откуда вода 5 по ставу 9 труб насосом 7 прокачивается через теплообменник 10, помещенный в емкость 11с исходным закрепителем 12.

После выравнивания температур воды 5 и исходного закрепителя 12 оба компонента подают в смеситель 14 в задан- .ных пропорциях. После этого приготовленный раствор(закрепитель)15 насосом 13 подают по ставу 24 труб в смеситель 16, куда добавляют также отв ер- дитель 17. Приготовленный таким образом тампонажный химический раствор 19 подают по ставу 20 труб на полок 25, откуда ведут нагнетание в слой 23 и в забой ствола, откуда одновременно ведут инъекцию слоя 3.

Формула изобретения

5

, 5 0

0

5

5

логический слой 3, После завершения работ по созданию тампонажного ограждения 22 в литологическом слое 3 весь леречень названных операций повторяют в слое 4.

В случае, когда одновременно ве- детйя тампонаж в слоях 3 и 23 с одинаковыми температурой, гидрохимическим составом и уровнем рН, но отличающихся по Уровню минерализации, термохимическая обработка ведется шахтными водами с большей минерализации. В таком случае отбор воды 5 осуществляется из литологического слоя 23 с большим уровнем минерализации в емкость 6, откуда вода 5 по ставу 9 труб насосом 7 прокачивается через теплообменник 10, помещенный в емкость 11с исходным закрепителем 12.

После выравнивания температур воды 5 и исходного закрепителя 12 оба компонента подают в смеситель 14 в задан- .ных пропорциях. После этого приготовленный раствор(закрепитель)15 насосом 13 подают по ставу 24 труб в смеситель 16, куда добавляют также отв ер- дитель 17. Приготовленный таким образом тампонажный химический раствор 19 подают по ставу 20 труб на полок 25, откуда ведут нагнетание в слой 23 и в забой ствола, откуда одновременно ведут инъекцию слоя 3.

Формула изобретения

V /Hf //// Jttf / ХУ

19 «

17