Тампонажный раствор Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

1

Изобретение относится к составам для укрепления горных пород.

Известен состав для крепления стенок скважин, включающий глину, песок, мочевиноформальдегидную смолу, битумную эмульсию и отвердитель I.

Однако такой состав обладает недостаточной проникающей способностью и адгезией при использовании его для. укрепления горных пород.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому резуль- тату является тампонажный раствор 2J, включающий компоненты, мас.%: Шпак рафинированный (наполнитель) 62,5-66,8 Смола 12,0-13,8

Инициатор полимеризации (пластификатор) 3,6-4,1 Вода 17,3-18,7 Однако раствор не обладает достаточной проникающей способностью и адгезией, так как содержит значительное количество шлака при недостаточном количестве воды и пласти мкатора. Кроме того, для нагнетания указанного состава в мелкие поры и трещины необходимо создать значительное давление, что может привести к нарушенигр сплошности массива.

Эти недостатки не позволяют достаточно щироко использовать химические растворы для укрепления горных пород.

Цель изобретения - повышение проникающий способности раствора и адгезии камня к горным породам.

Поставленная цель достигается тем что тампонажный раствор, содержащий смолу, наполнитель, инициатор полиме ризации и пластификатор, содержит в качестве наполнителя гидроудаленную золу - унос тепловых электростанций, а в качестве пл&стификатора - нейтрализованную кислую смолку ректификации сырого бензола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смола65,2-70,38

Зола-унос 15,8-24,88 Инициатор полимеризации (щавелевая Кислота){,2-.1,52 Вода ,9,0-12,34 Нейтрализованная кислая смолка 0,3-0,38 Компоненты тампонажного раствора должны отвечать требованиям действующих технических документов:

карбамидная смола,МРТУ-13-06-04-67 зола-унос, вен 01-75 Инструктивные указания по применению зол электростанций Минтяжстроя КазССР;

щавелевая кислота, ТУ6-14-1047 74 марка.А. .

Нейтрализованную кислую смолку получаютнейтрализацией кислой смолки отхода переработки фракций (бензол, толуол, кумарон, стирол), имеющей .в своем составе .серную кислоту , бензольные углеводороды 15-70%, полимеры различного состава 50-60%.

Относительно содержащихся в кислой смолке полимеров можно отметить, что в результате сернокислотной очистки происходит их образование под влиянием следующих реакций:

Поэтому вещественный состав полимеров в настоящее время полностью не изучен, но он является стабильным при условии постоянства исходных материалов и технологии процесса. Это и наблюдалив течение пяти лет изучения кислой смолки цеха ректификации сырого бензола Коксохимпроизводства Карагандинского металлургического комбината, который составляет кислую смолку. Годовой выход кислой смолки - около 500 т в год.

Нейтрализацию кислой смолки проводят раствором гидроокиси натрия. По лучаемый .продукт - нейтрализованная кислаясмолка,высушенная при темературе - масса темно-коричневого цвета,легко поддающаяся дроблению, при растворении в воде вновь обретает первоначальные свойства.

Такой состав, за счет введения нейтрализованной кислой смолки (частично) приводит к выделению газов, которые, .вспучивая массу, закачан1гую под давлением в скважину, сообщают тампонажному раствору дополнительную проникающую способность.

Кроме того, введенная в состав тампонажного раствора зола,обращающая химическим сродством к укрепляемым горным породам, повышает адгезию раствора. Этому же способст&ует повышенная подвижность растворной смеси и меньшая усадка затвердевшего раствора,

5 Для выявления преимуществ данного технического решения проводят сравнительные испытания предлагаемого тампонажного раствора и известного.

Примеры ре. ализации.

Q . Готовят тампонажные растворе, содержа щие компоненты в составах, приведенных в табл.1.

Испытания проводят на вспучиваемо сть массы, определяемую в процентак относительно расчетной объемной массы раствора в плотном состоянии, на условную вязкость растворов по вискозиметру ВЗ-4 по ГОСТ 9070-59, а также на степень адгезии, оцениваемую прочностью при отрыве от образцов горной породы прибором для определения прочности сцепления. Сравниваемые тампопалсные растворы имеют следующие показатели свойств, приведенные в табл, 2,

Предлагаемый состав обладает большой проникающей способностью за счет Способности увеличиваться в объеме взамкнутом пространстве и за счет меньшей вязкости; кроме того, он обладает большей адгезией к горным породам (наблюдается рост прочности сцепления с 0,2 до 0,35 мПа по сравнению с 0,12 мПа у известного состава) ; использование состава позволит утилизировать загрязняющие окружающую среду золы-унос тепловых электростанций.

Состав можно эффективно использовать для укрепления рыхлых и слабых трещиноватых пород,зон тектонических нарушений с целью повышения ус:тойчивости горных выработок.

Ориентировочный экономический эффект от промышленного использования

5 данного технического решения составит не менее 180 тыс. руб. при использовании его только по Карагандинскому бассейну.

Компоненты, мас,%

Карбамидная смола М-19-62

111лак рафинированный флюсового производства

Зола-унос

Ин15циатор полимеризации

Пластификатор Вода „ „ Показатели свойств 1.Вспучивание относительно плотной расчетной объемной, массы, 2.Условная вязкость, ст63 3.Прочность сцепления, мПа, 0,2 . 1-1- -l--lf - - ш -nmrn .L- .и .ц. - I - .. | шж щш - Ц -г -I - п- | IT

Формула изобретения

Тампонажный раствор, включающий смолу, наполнитель, инициатор полимеризации и пластификатор, отличающийся тем, что, с целью повышения проникающей способности раствора и адгезии камня к горным породам, он в качестве наполнителя со-, держит гидроудаленную золу-унос теплоТаблица 1

Состав

Предлагаемый

Известный

i:i;:i 1-2 I 3

67,7970,38

12,9 64,65

20,3416,8

1,361,52

3,85

0,340,38

0,6

10,1711,34

18,0 ...,

вых электростанций, а в качестве пластификатора - нейтрализованную кислую смолку ректификации сырого Оензола при следующем соотношении компонентов мас.%:

Смола65,2-70,38

Зола-унос15,8-24,88

Инициатор полимеризации (щавелевая кислота)1,2-1,52 Таблица 2 Состав Предлагаемый Известный .1..Г-..1. 6,7 5,0 1,8 48 30 Более 120 0,28 0,35 0,12 t ГПТ- L - - -. Гш. Ш-Ж - 1 -.- Т- . Ц.г J, ЦЖ ТЩ- LM т

883336 8

Ъода 9,0-12,341, Авторское свидетельство СССР

Нейтрализованная 386124, кл. Е 21 В 33/10, 1968.

tCHCJiafl смолка 0,03-0,382. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,№ 607000, кл. Е 21 В 33/138, 1975

принятые во внимание при экспертизе5 (прототип).