Способ создания противофильтра-циОННыХ зАВЕС Советский патент 1981 года по МПК E02B3/16 

изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам создания противофильтрационной завесы в водоносных горизонтах, содержащих минерализованные воды, и мо жет быть использовано для предотвращ ния поступления воды в горные выработки. Известен способ создания противофильтрационных завес, при котором за качку флюида в пдаст осуществляют в пределах давлений, входящих в пред лагаемый интервал. При этом достигаю обеспечение фильтрации закачиваемого флюида без нарушения его трещинами гидроразрыва ПЗ Недостатком данного способа является ограниченная область применения. Известен также способ создания противофильтрационных завес в водоносных горизонтах пластового типа, содержащих минергшизованные жесткие воды, включающий вскрытие водоносного пласта скважиной, подачу в него воздуха или кислорода Г23. Недостатком данного способа является ограниченная область его применения, так как он эффективен только при подземных водах, содержащих значительные количества растворенных в воде соединений железа. Для водоносных гори зонтоза, содержащих жесткие воды с преобладанием солей кальция и магния, этот способ не эффективен, так как указанные соли в осадок не выпадают даже при неограниченном поступлении кислорода и воздуха. А поскольку водоносные горизонты в основном представлены жесткими водеи ш, то применение зтого способа для создания противофильтрационных завес нецелесообразно. Целью изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности создания завес в пластах, содержащих воды с преобладанием в них солей кальция и магния. Эта цель достигается тем, что в водоносный пласт дополнительно нагнетают декарбонизирующий раствор, при этом декарбонизирующий раствор и воздух нагнетают поочередно, в равных весовых количествах с повторением циклов до полной кольматации пор пласта и в течение времени, обратно пропорционального скоростям движения по пласту, . соответственно, декарбонизированного раствора и воздуха, под давлением, удовлетворяющим зависимостиГН Р Р , где Р - давление нагнетания декарбонизлрованного раствора или воздуха в пласт; ТН - гидростатическое давление воды в водоносном пласте; Рр - давление гидроразрыва плас та. В качестве декарбонизирующего ис пользованы растворы силиката натрия гашеной извести, полихлорида алюминия или оксихлорида алюминия. На чертеже представлена схема, поясняющая данный способ (вертикаль ный разрез). Способ ос ществляется следующим образом. С поверхности земли 1 или горной выработки в водоносный горизонт 2 пластового типа бурят скважину 3, к торую оборудуют обсадными колоннами 4. Затем по скважине нагнетают п очередно декарбонизирующий раствор и воздух в равных весовых количествах. . Циклы повторяют до полной кЬльма тации фильтрующих пор. Декарбонизирующий раствор, поступая по скважине в водоносный горизонт и смешиваясь с пластовой водой, вступает в реакцию с растворечньпии в воде солями, вызывает выпадение их в осадок, который кольматируют фильтрующие поры пород, создавшая противофильтрационную завесу 5. С повторением циклов полной кольматации пор пласта и в течение времени, обратно пропорционального скорости движения по пласт соответственно, декарбонизирующего раствора и воздуха под давлением, удовлетворяющем зависимости ТН РН РГГде Р., - давление нагнетания декарб низирующего раствора или воздуха в пласт; JTH - гидростатическое давление ды в водоносном пласте; Рр - давление гидроразрыва плас та. Периодическое чередование нагнет ния раствора и воздуха способствует интенсификации химического процесса Продавливание воздуха через жидкую среду увеличивает радиус закреплени горных пород на 50-60%. При снятии давления воздух двигается обратно К инъектору, увлекая жидкость, что создает дополнительные условия для смешивания жидкостей и ускорения ре акции. Декарбонизирующими растворам Являются растворы силиката натрия. Гашеной извести, полихлорида и окси Хлорида алюминия, концентрации кото рых устанавливаются экспериментальн 8 зависимости от жесткости воды. Вр мя нагнетания раствора и воздуха определяется их скоростями движения и величиной противофильтрационной завесы. Выполнение условия необходимо для того, чтобы подаваемый раствор, преодолевая гидростатическое давление, под которым находится вода в водоносном горизонте, проникал в фильтрующие поры и способствовал их кольмАтации. Выполнение условия Рц Рр исключает гидроразрыв пласта. Декарбонизирующий раствор, поступая по скважине в водоносный горизонт и смешиваясь с его жесткой водой, вступает в реакцию с растворенными солями кальция и магния, вызывает выпадение их в осадок, который кольматирует фильтрующие поры пород, создавая противофильтрационную завесу 5, предотвращающую прорывы воды из водоносного горизонта 2 в горную выработку 6. Внедрение данного способа позволяет предохранить горные выработки от обводнения и предотвратить размокание пород, вывалы из кровли и пучение почвы горных выработок. Формула изобретения 1.Способ создания противофильтрационных завес в водоносных горизонтах пластового типа, содержащих жесткие воды, включающий вскрытие водоносного пласта скважиной и подачу в него воздуха, отлич ающий с я тем, что, с целью расширения области применения способа путем обеспечения возможности создания завес в пластах, содержащих воды с преобладанием в них солей кальция и магния, в водоносный пласт дополнительно нагнетают декарбонизирующий раствор, при этом декарбонизирующий раствор и воздух нагнетают поочередно, в равных весовых количествах с повторением циклов до полной кольматации пор пласта и в течение времени, обратно пропорционального скоростям движения по пласту, соответственно, декарбонизирующего раствора и воздуха под давлением, удовлетворяющим зависимости fH Рц РГ, где Рц - давление нагнетания декарбонизирующего раствора или воздуха в пласт; Н - гидростатическое давление воды в водоносном пласте; Р - -давление гидроразрыва пласта. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве декарбонизирующего раствора используют раствор силиката натрия. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве декарбониэирующего раствора используют раствор гсшеной извести.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, в качестве декарбонизирующего раствора используют раствор полихлорида алюминия.

5.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве декарбонизирующего раствора используют раствор оксихлорида алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лунев Л.И. и Рудаков И.Е. Бесшахтные системы выщелачивания металла. М., Цветметинформация, 1974, с. 36-39.

2.Патент ГДР № 98963,

кл. Е 02 В 3/16, опублик. 1973.