Способ тампонажа соляных горных пород Советский патент 1990 года по МПК E21D11/38 

СП СО QD О)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для гидроизоляции подземных горных выработок. Цель - повышение гидроизоляционных свойств вмещающих пород. Определяют естественное давление рассолов в породе. Предварительно водный раствор насыщают солями закрепляемых пород. Затем нагревают его до кипения и донасыщают веществом, растворимость которого превышает растворимость закрепляемых пород и возрастает при увеличении температуры. В породу в шахматном порядке вводят металлические перфорированные трубы-электроды и подают на них постоянный электрический ток. Через трубу-анод нагнетают нагретый раствор. Его извлечение в осадок производят путем нагнетания под давлением, равный естественному давлению рассолов, обеспечиванием разности температур в 40-90°С между ним и закрепленными породами и расстояния между электродами. Это охлаждает раствор по пути движения и с течением времени.

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано для гидроизоляции подземных горных выработок, например, в соляных рудниках.

-.. Целью изобретения является повышение гидроизоляционных свойств вмещающих пород.

Способ осуществляется следующим образом.

Проводится закрепление соляных горных пород в подземной горной выработ- ке калийного рудника на глубине 80 м.

Закрепляемые породы содержат, %:. га- лит (KaCl) 34; каинит (KCl MgS04 ) 22; лангбейнит (К. SO 12; полигалит (К 80 -2CaS04 RSO 2Н20) 8; сильвин (КС1) 4; кизерит (, 0) 2; эпсолит (MgSO -7Н2 0) 3,5; другие минералы 1,5; нераство- римьш остаток 15, В кровле горной выработки обнар уткены незначительные водопрояапения в виде капежа, которые с течением времени могут возрасти и привести к гибели рудника. Требуется закрегтеть соляные горные породы с

СЛ

целью повышения их Г : Т(. :

районе капгж-,, г:-; ;, ..ч. г;оро7г-у бурят m-iypH, в хо гэрые пводят металлические (алюминиеэ1,1е) лерфорит) трубы-электроды (анол:.1 и Кйтоды) на 5 глубину 2,5-3 м, Аноль; и кв -о.; ;ы располагают в шахматном :: орядк8 на расстоянии 5 м друг от л::уга, Место капежа раеполагагот посреди те :межл ; анодами и катодами„ И,- трубы- олектсо - ДЬ подают постояиньа ::-лектрич8ский ток напряжения 110 В Плотность э.пгкт- рического тока составляет от 3 до 10 А па 1 м ., Через трубы-анодь; в породу нагнетают водные растворь: co.ieft, Предварительно (астворь: щим 10-20 С насыгдают соля,:и закрепляе аос горньк породо

После насьщекия содяной растБС ;з имеет следз юшдлй состав солей, г/п 20 MgCIj 15; NaCl 150; KCl 70; MeSO. sS, Обшая концентран 1к раствора соста-апя- ет 320 г/л,

Затем раствор :чагр ;Еагат до кипп- ния к в процессе награаания донась;- щают его смесью солей карналлита (КС1 Mgci ) и би яэфита (MgC,s бН,, 0; 5 растворимость хоторьж венно возрастает с увеличением теьше- ратуры в соотношении h 10. Опреде;ся- 30 ют естественное давлен ле рассолов в Породе,

После донасыщения соляной раствор имеет следуюищй соста ; солей, г/л; MgClj 275; NaCl 751 КС i 75; MgSO . 85, -15 а общая концентрация );зствора составляет 510 г/л Часть галита нри дона- раствора карнги ьпитом к би::1:о Фитом выпадает в оса-док

Полученный раствор с конп;ентра::1и- 40 ей солей 510 г/л в наг)2том состоянии через трубы-аноды нагкел агоп в за- кpeпляeI yю породу под даш1ением 1 . 28 80 - 102,4 т/м2 1, MT .R, равным естественному ;:.;авлени10 рассо- 45 па„ Тахо е давление рас зора уравновешивает давление есте(Угвен --ьх оас- солов в закрепляемой породе и обеспечивает их относктел1 н:/ъэ неподзрок- ность. что препятствовало возникнове- 50 кию сифсЬузионнь:х и суброзиокньк процессов. Раствор с кг-нцентрагшей солей 510 г/м под действием злечтрн- ческого поля передвига ;тся из зоны анода в зону катода. Раствор охлаж- 5S ается по пути дв:жкенк.-- и с течением враменио Это цштенаправлено посг едст- вом обеспечения pasiiocm температу:) в 40-90 С нагнетаемым оаство5

5 -

0

0

5

0 5

. peг:ляe fI,iми породами. Рас - .стояние между птурами составляет 4- 6 м (в п;ч--:ггипе 5м). В растворе постоянно до коннд закрепления пород ноддержинае-ся давление, равное естественному давлению рассолов в зак- реги-гяемых ropiibK нородах. За счет этого обеспечивают охлаждение раствора. Если давление будет Menbuje, то раствор не будет ностунать в породы и охлалщаться; если - больше, то раствор будет быстро перемещаться от на- гнетательньй. труб-анодов, размывая и расишряя трещины, и не будет охлаждаться в требуемой степенИд при которой выпаданжяе Е осадор: соли компенсировали бы и превысили сиффузион- ное и суброзионное действие нагнетаемого раствора. Движение раствора обеспечивает электрическое поле. Теплопроводность пород в данном случае существенного значения не имеет, так как меньшая теплопроводность пород компенсируется более длительным процессом закрепления (тампонажа) соляных пород,, При этом из раствора выпадают в осадок соли и заполняют собой имеюгшеся в закрепляемой породе треишны и пустоты,. После охлавдения раствор в закрепляемых породах имеет следующий состав солей, г/л: MpCl 275; NaCl 35; KCl 45; MgSO, 55 a оьщая кондентра1гня солей в растворе составляет i|0 г/л. Вьтадение солей NaCl, КС и MgSO в осадок и заполнение ими TpeinitH и пустот в закреп- .пяемой породе существенно повышает гидроизоляционные свойства пород в закрепляемой зоне. Закрепление продолжается до тех пор, пока коз(к1)и- циент фильтргаа и пород не снижался до величины,: меньшей 0,001 м/сут.

При использовании данного способа закрепления соляных горных пород уменьшается коэффипкент фильтрами соленосных пород до 0,001 м/сут и менее, что повьпиает гидроизоляционные свойства пород и обеспечивает их во- донепроницаекость; увеличивается ширина закрепляемой зоны; з.т еньшаются материальные затраты на закрепление мз ссленосньк пород; приостанавливается движение рассолов в горных породах и предотвращается возникновение в них сиф узионных и суброзионных процессов, с: о р м у л а и 3 С) б р е т е н и я I

Способ тампонажа соляных горных ггород, зкпючаюпзш введение в породу

5159

металлических перфорированных труб- электродов, пропускание через них электрического тока, нагнетание в породу через трубу-анод водного раство- ра и извлечение в остаток растворенных в нем солей, отлйчающий- |с я тем, что, с целью повышения, ид- роизоля1щонньгх свойств вмещаюп1;их пород, определяют естественное давле- ние рассолов в породе, при этом раст- вор сначала насьщают солями закрепляемых пород, а затем его нагревают и в процессе доведения до кипения

донасьШ1ают веществом, растворимость которого превышает растворимость закрепляемых пород и возрастает при увеличении температуры, при этом извлечение в осадок солей производят нагнетанием раствора в нагретом состоянии под давлением, равным естественному давлению рассолов, с регулированием разности температур между растворами и закрепляемыми породами и расстояния между трубами-электродами .