Способ дозакладки карстовых и техногенных полостей Советский патент 1982 года по МПК E21F15/00 

Изобретение относится к горному д;елу и может быть использовано при дозакладке карстовых и техногенных полостей карбонатными материалами при их размыве или усадке, при сооружении на карьерах противофильтрационных завес, ограждающих от притока грунтовых вод,при заполнении полостей, образующихся в результате подземной выплавки серы, а также при строительстве дамб, гидросооружений и других объектов на закарстрванной. территории.

Известен способ.дозакладки пустот закладочной смесью с газообразующей добавкой (алюминиевой пудрой). Одновременно -в трубопровод в качестве замедлителя реакции вводят порсяикообразную борную кислоту для того, чтобы газовыделение происходило после окончания укладки закладочной смеси с газообразующей добавкой в дозакладываемой полости, иначе расширение произойдет в трубопроводе, что . недопустимо по услониям транспортирования 1 J.

Недостатками этого способа Дозакладки пустот являются использование дорогостоящих заклпдочных материалов, а также больуьл коэффициент фильтрации и недостаточное расширение закладочного материала.

Известен также.вспенивающийся легкий заполнитель в виде гранул, содержащих пенополистирол смешанный с керамическим порошком, вспучивание которого происходит в результате обжига гранул 2 .

Недостатками использования данного заполнителя являются невозможность осуществления операции обжига под землей в условиях обводненных карстовых полостей, относительная дороговизна керамического материала, а также водопроводимость -закладочного материала за счет его растрескивания и наличия межпорового пространства.

Цель изобретения - обеспечение полноты дозакладки, кольматация закладочного материала и равномерное распределение кольматирующего реагента по всему закладочному материалу, а также распределение реагента по возможна большей части массива.

Постарленная цель достигается тем, что в способе дозакладки пустот, включающем подачу через скважину в недозаложенную полость закладочного материала с расширяющейся добавкой, и недозаложенную полость подают через скважину концентрированную серную кислоту, с пенополистиролом, а затем скважину спрессовывают быстротвердеющим раствором. В смесь концентрированной серной кислоты с пенополистиролом вводят замедлители реакции. Кроме того, в закладочный массив опускают дырочный фильтр, а в скважину - трубопровод, покоторым подают концентри зованную серную кислоту и пенополистирол. Расширение закладгочного материала и пенополистирола происходит вследствие повышения температуры до 150° в результате реакции концейтриро ванной серной кислоты с водой и карбонатами. При этом объем пенополисти рола увеличивается в 16-18 раз, а объем закладочного материала - на 12-16%. За счет большой температуры и выделения газов закладочный материал вспучивается и в межпоровое про странство поступает вода, разбавляю:щая концентрированную серную кислоту при этом продукты реакции надежно кольматируют полость и мелкие трещины. После окончания-реакции образует ся гипс и практически непроницаемая глиноподобная масса. Для замедления реакции в период дозакладки в смесь концентрированной серной кислоты с пенополистиролом добавляют сухой кварцевый песок или глинистый порошок, которые не реагируют с серной кислотой, а в начальный период реакции отнимают тепло для своего разогрева, хотя по мере поступления.воды из закладочного материала или по скважине температура реакции возрастает до . На фиг. 1 noka3aHO положение закладочного массива до начала дозаклад ки; на фиг. 2 - то же, после дозакла ки. Способ дозакладки карстовых и техногенных полостей осуществляется следующим образом. Карбонатный закладочный материал, например пульпу хвостов флотации серной руды, через сгуститель по скважине 2 подают в .карстовые полост 3 и 4, имеющие незаполнившееся пространство 5, через которое закладочный массив размывается подземными водами. Для предотвращения этого про цесса и кольматации порового простра нства закладочного материала перед окончанием закладочных работ отключа ют подачу пульпы, закрывая задвижку 6, и сняв крышку 7, загружают в сгус титель пенополистирол и сухой песок или глинопорошок. Затем крышку 7 зак рывают и через патрубок 8, имеющий обратный клапан 9, закачивают по трубопроводу 10 концентрированную серную кислоту. При закрытых задвижках 11 и 12 открывают задвижку 6 и.подают пульпу хвостов флотации, которая смешивается с полистиролом, а также замедлителями реакции - песком или глинопорошком. Концентрирванную серную кислоту можно подавать непосредственно в сгуститель и отдельно по трубопроводу 10. После кислотной обработки скважину опрессовывают быстротвердеющим цементным раствором из расчета образования цементной пробки 13 в нижней части скважины. Цементный раствор подают между двумя пробками, проталкивая его глинистым раствором. Затем скважину выдерживают в течение трех суток и Производят гидравлическое опробывание. Если в течение 5 мин при давлении на устье 15-2Q атй удельное водопоглощение скважины составляет 0,05 л/мин-мм вод.ст. тампонаж считают удовлетворительным, если нет, то производят дозакладку скважины хвостами и цикл кислотной обработки повторяют. Таким образом, в предлагаемом способе дозакладки карстовых и техногенных олостей необходимая температура для расширения пенополистирола возникает в закладочном массиве в результате химического взаимодействия серной кислоты с водой и хвостами флотации серной руды, в связи с чем нет необходимости подачи теплоносителя; проницаемость закладочного материала снижается за счет его кольматации в результате перехода частиц известняка в гипс и глиноподобную массу. Формула изобретения 1.Способ дозакладки карстовых и техногенных полостей карбонатными материалами, включающий подачу через скважину в недозаложенную полость закладочного материала с расширяющейся добавкой , отличающийся тем, что, с целью обеспечения полноты дозакладки, кольматации закладочного материала и равномерного распределения кольматирующего реагента по всему закладочному материалу, в недозаложенную полость подают через скважину концентрированную серную кислоту с пенополистиролом, а затем скважину опрессовывают быстротвердеющим раствором. 2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что в смесь концентрированной серной кислоты с пенополистиролом вводят замедлители реакции. 3.Способ по п.1, отличающий с я тем, что в закладочный массив опускают дырочный фильтр, а i в скважину - трубопровод, по которым

подгиот концентрированную серную кислоту и пенополистирол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 608970, кл. Е 21 F 15/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 564287, кл. С 04 В 31/02, 1975.

X

У

/// / /7/ f / /S:y// / /

7

,/xs