РАСТВОР ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Советский патент 1973 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к растворам для заполнения горных или земляных выработок при сооружении железобетонных или других оболочек методом опускного колодца, а также нри строительстве метрополитена и подземных проходов методом траншей-щелей.

Обычно при строительных работах с использованием метода опускного колодца или траншей-щелей для закрепления стенок земляной выработки и создания своеобразной гидроизоляции применяется глинистый раствор (суспензия), приготовленный из бентонитовой глины и пресной воды.

Однако в зимнее время при отрицательных температурах работать с таким растворЬм на открытой местности практически невозможно - он замерзает.

Добавление к глинистому раствору поваренной соли с целью снижения температуры замерзания до минус 20-25°С приводит к коагуляции глинистых частиц, для предотвращения которой применяют дорогостоящие солестойкие глины (порошок палыгорскитовой глины стоит 50-60 руб. за 1 т), с трудом распускаемые в соленой воде, или обрабатывают суспензию из обычных глин дорогостоящими и дефицитными органическими реагентами кмц, крахмал и т. д. (как- это делается в бурении нефтяных и газовых скважинах). Приготовление такого раствора требует дополнительных емкостей и специальным смесителей. Кроме того, при растворении этих реагентов в пресной воде (перед добавкой в соленый глинистый раствор) они также могут замерзнуть.

При насыщении хлористым магнием темнература замерзания системы может быть изменена до минус 35°С, а нри насыщении хлористым кальцием - до минус 50-55°С. Глинистые растворы, содержащие такие агрессивные электролиты, коагулируют, а известные в настоящее время реагенты - защитные коллоиды в насыщенных растворах MgCb и СаСЬ высаливаются.

Цель изобретения - получить тиксотропный раствор, замерзающий при температурах до минус 50°С, с плотностью, регулируемой до 1,45 ejCM (для изоляции нритоков вод из высоконапорных горизонтов) и не требующий

для стабилизации больщого количества дефицитных химических реагентов.

Предлагаемый раствор получают следующим образом. В смесителе любой конструкции приготовляют насыщенный водный раствор сернокислого магния (при 20°С плотность раствора 1,26-1,28 г/см) и в него вводят хлористый кальций или его насыщенный раствор в стехиометрическом соотношении.

Смесь электролитов превращается в густую пасту за счет образования труднорастворимых кристаллов CaSO4-21 20 (гипс). В эту пасту для стабилизации роста кристаллов вводят небольшое количество (0,1-0,2% от веса пасты) органического поверхностноактивного вещества. Ими могут быть моющие вещества типа «Новость, «Прогресс, водорастворимые клеи, раствор мыла, а также нефтепродукты (нефть, раствор битума в солярке, мазут). В процессе перемешивания паста разбавляется раствором одной из двух используемых (СаСЬ, MgSO4) или любой другой соли (например NaCl). Состав соли и ее концентрация подбираются с учетом температуры окружающей среды при строительных работах, а также необходимой плотности раствора. Так, при разбавлении пасты раствор имеет плотность около 1,20 г/см, а при разбавлении насыщенным раствором CaCl2- около 1,45 г/см. Чтобы уменьшить коррозию оборудования, для приготовления раствора можно применять хроматы или органические ингибиторы коррозии, к которым относятся, например, суммарные смоляные фенолы, технический алкилфенол. Органические ингибиторы могут заменить ПАВ-стабилизаторы. При получении пасты в дисперсионную среду переходят ионы Mg2+ и С1, поэтому при разбавлении пасты растворами солей раствор будет оказывать крепящее действие на глинистые породы и препятствовать их обрушению внутрь выработки. За счет кристаллов гипса раствор будет обладать коркообразующими свойствами и как бы штукатурить стенки выработки в зонах залегания проницаемых пород. При цементировании горных выработок, заполненных предлагаемым раствором, процесс твердения цементной пульпы на морозе ускоряется под влиянием хлористого кальция. Используемые технические соли дешевы (не дороже 3-5 руб. за 1 г). Опыт показал, что стоимость 1 м данного раствора не выше стоимости пресного раствора из бентонитовой глины, но за счет других преимуществ безглинистого .раствора экономический эффект получается значительным. Предмет и з о -б р е т е и и я Раствор для заполнения горных выработок на водной основе со структурирующей твердой фазой, отличающийся тем, что, с целью получения тиксотропного раствора с низкой температурой замерзания, в состав раствора введены совместно хлористый кальций и сернокислый магний в стехиометрическом соотношении и органическое поверхностно-активное вещество в количестве 0,1% по весу.