Способ подготовки глинистых грунтов к промывке Советский патент 1992 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке россыпных месторождений с высоким содержанием глинистых минералов для подготовки песков к промывке

Известен способ подготовки глинистых россыпей путем обработки грунтов реагентом на основе плава хлоридов металлов (ПХМ).

Наиболее близким к предлагаемому является способ подготовки глинистых грунтов, при котором плав хлоридов металлов размещается в скважинах в сухом виде.

Целью изобретения является повышение эффективности дезинтеграции глинистых грунтов за счет увеличения скорости фильтрации раствора реагента.

Поставленная цель достигается тем, что при подготовке глинистых грунтов к промывке, включающей проходку выработок в грунте и размещение в них реагента для обработки грунта на основе плава хлоридов металлов, в качестве реагента используют

предварительно активированный раствор плава хлоридов металлов нагревом его до 80-490°С в течение 2-5 мин. Концентрацию раствора плава хлоридов металлов выдерживают в интервале 40-50% при его расходе 80-100 г/т глинистого грунта.

Исследования показали, что температурная активация раствора реагента вызывает изменение структуры раствора ПХМ, что приводит к временному изменению его физико-химических свойств. Такой раствор ПХМ обладает в течение определенного времени своеобразной памятью о его температурной активации и после его охлаждения (время релаксации не установлено). Скорость фильтрации такого раствора реагента повышается в 2-4 раза. Расход реагента был установлен измерением электрокинетического потенциала и составил 80-100 г на 1 т глинистого грунта. Дальнейшее увеличение расхода реагента не сопровождается повышением эффективности разупрочнения В этой связи установлено,

что снижение дзета-потенциала глинистых частиц с увеличением концентрации раствора реагента проявляется только с определенных ее значений, При этом различен и характер изменения дзета-потенциала для каждого расхода реагента. Установлено, что оптимальная величина концентрации раствора ПХМ при его активации составляет 40-50% для каждого расхода реагента.

После температурной активации раствор реагента помещэют в скважины, канавы или другие выработки, пройденные с этой целью. Причем расстояние между выработками увеличивается в соответствии с увеличением скорости фильтрации активированного реагента, что позволяет снизить затраты на буровые работы. Коэффициент фильтрации активированного раствора реагента ПХМ определяется по формуле

,07-0,042- Сгл+0,0168-Т.о +

+ 0,0004 -Сгл2- 0,00013 Cm Ь- - 0,00008 to2.

О)

где Кф - коэффициент фильтрации, м/сут;

Сгл - содержание глины в грунтах, %;

to - температура активации раствора реагента ПХМ, град.

Кооффициен- фильтрации неактивированного раствора реагента определяется по формуле

,19 ехр(-0,04 Сгл).

(2)

По сравнению с коэффициентом фильтрации неактивированного реагента скорость фильтрации увеличивается в 2-4 раза.

Расстояние между выработками (скважинами, канавами) определяется по формуле

1

V

2Кф-То-Тв1 0 .||п g-f/frp п (м) V Нр2 То Тв Кф

(3)

где t- продолжительность фильтрации раствора реагента, сут;

Тв - мощность водоносного слоя, м; v - вязкость раствора реагента ПХМ, мПа с;

V0 вязкость воды, мПа- с;

То - продолжительность обработки грунтов раствором реагента, сут;

/f rp- коэффициент гравитационной водоотдачи, доли ед.;

Нр-мощность драгируемой россыпи, м;

а- безразмерный параметр, доли ед. Пример. Россыпное месторождение полезных ископаемых разрабатывается дражным способом. Вскрышу торфов осу5 ществляют бульдозерами. Содержание глины 60%. По минералогическому составу глины Представлены монтмориллонитами (60%) и гидрослюдой (40%). Подготовка глинистых песков к промывке производится на

0 основе их реагентной обработки путем размещения раствора реагента плава хлоридов металлов в скважин Сетка сгважин составила 25x25 м. В ка естве реагента используют предварительно активированный

5 раствор плава хлоридов металлов нагревом его до 90°С в течение 2-5 мин. Концентрацию раствора плава хлоридов металлов выдерживают в интервале 40-50% при его расходе 80-100 г/т глинистого грунта. В ре0 зультате степень дезинтеграции составила 60% (в способе подготовки глинистых грунтов, который принят за прототип - 30%), коэффициент фильтрации составил 0,3 м/сут (в прототипе - 0,05 м/сут). Повышение скоро5 сти фильтрации раствора реагента в мас- сиве россыпи позволило увеличить расстояние между скважинами в 5 раз и снизить затраты на подготовку глинистых грунтов на 2 руб/м3.

0 Результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и прототипа, а также обоснование достижения положительного эффекта в предлагаемой совокупности диапазонов параметров температуры на5 грева (80-90°С), вр зни нагрева (2-5 мин), концентрации раствора (40-50%), расхода реагента (80-100 г/т глинистых грунтов), и доказательство того, что при выходе за нижний и верхний интервал каждого из указан0 ных параметров совокупности признаков положительный эффект резко снижается, представлены в табл. 1-5.

Таким образом, внедрение предлагаемого способа подготовки грунтов к выемке

5 позволяет увеличить скорость фильтрации в грунтах в 2-4 раза, снизить затраты на подготовку грунта в среднем на 2 руб/м3 и повысить эффективность дезинтеграции Глинистых грунтов на 20-30%.

0 Формула изобретения

1. Способ подготовки глинистых грунтов к промывке, включающий проходку выработок в грунте и размещение в них реагента на основе плава хлоридов метал5 лов для обработки грунта, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности дезинтеграции глинистых грунтов за счет увеличения скорости фильтрации, в качестве «реагента используют предварительно активированный раствор плава хлоридов

металлов нагревом его до 80-90°С в течение 2-5 мин.

2. Способ поп1,отличающийся тем, что концентрацию раствора плава хлоридов металлов выдерживают в интервале 40-50% при его расходе 80-100 г/т глинистого грунта

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки россыпных месторождений. Цель изобретения - повышение эффективности дезинтеграции глинистых грунтов за счет увеличения скорости фильтрации. В грунте проходят выработки. В последних размещают реагент на основе плава хлоридов металлов (ПХМ) для обработки грунта. В качестве реагента используют предварительно активированный раствор ПХМ нагревом его до в течение 2-5 мин. При этом концентрацию раствора ПХМ выдерживают в интервале 40-50% при его расходе 80-100 г/т глинистого грунта. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Влияние изменения диапазона продолжительности активации раствора реагента на коэффициент фильтрации

Влияние изменения температуры активации на коэффициет фильтрации

Результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа и

прототипа

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл. 2

Таблица 3

Таблица 4 Влияние расхода реагента на степень дезинтеграции глинистых грунтов

Влияние концентрации раствора реагента на эффективность дезинтеграции

глинистых грунтов

Таблица 5