PL57251B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.Y.1969 57251 KI. 84 c, 3/14 MKP E 02 d Vm UKD 624.138.4 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jan Nowacki, prof. dr Roman Krajew¬ ski, mgr Barbara Ciechomska, mgr Tadeusz Wachnik Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Chemii Fizycznej), Warszawa (Polska) Sposób zamykania przeplywu wód w wodonosnych warstwach gruntu Przedmiotem wynalazku jest sposób zamykania przeplywu wód w wodonosnych warstwach gruntu, znajdujacy zastosowanie zwlaszcza w górnictwie odkrywkowym i glebinowym w celu ochrony przed zalewaniem otworów wiertniczych lub odkrywek -przez wody podziemne, jak równiez do odcinania wód zanieczyszczonych i scieków od zródel wód czystych, przeciwdzialania ucieczce wód powierz¬ chniowych zbiorników wodnych (stawów, jezior) i rzek do zyl wodonosnych podziemnych itp.Znany jest sposób polegajacy na wtloczeniu do warstwy wodonosnej roztworu szkla wodnego (krzemian sodu lub potasu), a nastepnie wprowadze¬ nie roztworu chlorku magnezu lub wapnia. Zwiaz¬ ki te reaguja ze soba pod ziemia w wyniku czego wytraca sie zel krzemionkowy, który zamyka pory miedzy czastkami wodonosnych warstw gruntu.Sposób ten wykazuje wady zarówno z punktu wi¬ dzenia technologicznego jak i skutecznosci. Polega on na stosowaniu dwu kolejnych injekcji gleby dwo¬ ma róznymi roztworami, co wymaga stosowania dwu ukladów urzadzen do injekcji. Z drugiej stro¬ ny brak jest dostatecznej pewnosci, iz obydwa ko¬ lejno wtlaczane roztwory wymieszaja sie ze soba pod ziemia oraz, ze roztwór pierwszy nie zostanie w calosci lub czesciowo wymyty przez przeplywa¬ jaca wode w warstwie wodonosnej zanim nastapi jego zetkniecie z roztworem drugim, co jest warun¬ kiem uzyskania sz-czelnosci. 15 20 Celem wynalazku bylo znalezienie sposobu po¬ zbawionego powyzszych wad, tzn. prowadzacego do uszczelniania warstw wodonosnych gruntu przy zastosowaniu jednej tylko operacji injekcji i jed¬ nego tylko srodka uszczelniajacego, który osadzajac sie stopniowo i równomiernie na czastkach gruntu powoduje zamkniecie przeplywu wód.Cel ten spelnia sposób wedlug wynalazku, wed¬ lug którego do warstw wodonosnych wprowadza sie pod cisnieniem normalnym lub zwiekszonym, obojetna lub kwasna zawiesine wodna aktywnej krzemionki, otrzymanej przez rozklad glinokrzemia- nów typu kaolinitów lub ilitów mocnymi nieorga¬ nicznymi kwasami, takimi jak kwas siarkowy, sol¬ ny itp. Zgodnie z wynalazkiem stosuje sie zawiesi¬ ne o stezeniu 0,1 — 15°/o, zwlaszcza 0,1 — 5°/o, przy czym moze byc ona wtlaczana na odleglosc od kil¬ ku do kilkuset metrów, na dowolnej glebokosci warstwy wodonosnej oraz wskazane jest mieszanie zawiesiny za pomoca sprezonego powietrza.Stezenie zawiesiny (°/o zaw. Si02 w wodzie) jest kazdorazowo ustalane dla okreslonego rodzaju war¬ stwy wodonosnej (uziarnienia piasku, tzn. srednica ziarn, oznaczana za pomoca analizy sitowej), zale¬ gania warstwy wodonosnej (glebokosc od powierz¬ chni ziemi), i budowy geologicznej (jakie warstwy sasiaduja z warstwa wodonosna, czy ja ogranicza¬ ja — np. ilem). Wszystko jest wspólzalezne, stad mozna stwierdzic, ze stezenie wtlaczanej zawiesiny zalezy od skladu granulometrycznego warstwy wo- 57 25157 3 donosnej (w miare zmniejszania sie uziarnienia pia¬ sku zmniejsza sie stezenie wtlaczanej zawiesiny).Najczesciej stosuje sie stezenie od 0,1 do 5, a na¬ wet 10°/o Si02. Wyzsze stezenia stosuje sie dla warstw zwirowych lub spekanych wodonosnych skal litych. Wprowadzanie zawiesiny trwa tak dlu¬ go, dopóki nie nastapi zamkniecie przeplywu wód w warstwie wodonosnej, to znaczy do momentu, az osadzi sie krzemionka na ziarnach gruntu w ilosci 1 — 3,5°/o. Sposób wedlug wynalazku moze byc sto¬ sowany do zamykania przeplywu wód zarówno w w^stwach powierzchniowych, jak i na znacznych V glebokosciach warstwy wodonosnej.Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasniony w ponizszych przykladach wykonania.Przyklad I. 5 kg krzemionki, otrzymanej przez rozklad glinokrzemianów kwasem siarkowym, miesza sie ze 100 litrami wody. Otrzymuje sie za¬ wiesine o stezeniu 5°/o Si02, która wtlacza sie pod cisnieniem 3 atm. do rury z piaskiem o uziarnieniu 0 — 0,5 mm. Po uplywie 24 godzin zawiesina za¬ myka calkowicie przeplyw wody przez warstwe o grubosci 8 m. Wykonana nastepnie próba z czysta woda wykazuje szczelnosc uzyskanego zamkniecia zarówno bezposrednio po zakonczeniu doswiadcze¬ nia, jak i po uplywie kilku tygodni.Przyklad II. Przygotowana jak w przykla¬ dzie I zawiesine krzemionki lecz o stezeniu 0,1% Si02 wtlacza sie pod cisnieniem 6 atm. do rury z 251 4 piaskiem drobnoziarnistym, o uziarnieniu 0 — 0,25 mm. Po uplywie 72 godzin uzyskuje sie zamkniecie przeplywu wody przez warstwe o grubosci 7 m.Przyklad III. Postepuje sie jak w przykla- 5 dzie II z tym, ze zamiast drobnoziarnistego piasku uszczelnia sie pospólke wtlaczajac zawiesine o ste- - zeniu 15% pod cisnieniem 0,2 atm. Szczelnosc 7-me- trowej warstwy uzyskuje sie po 2 dobach. io PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zamykania przeplywu wód w wodonos¬ nych warstwach gruntu, zwlaszcza w górniczych otworach wiertniczych w celu ich ochrony przed 15 zalewaniem, znamienny tym, ze do warstw wo¬ donosnych na powierzchni ziemi lub ponizej tej powierzchni wprowadza sie pod cisnieniem nor¬ malnym lub zwiekszonym, otrzymana przez roz¬ klad glinokrzemianów typu kaolinitów lub iii— 20 tów za pomoca mocnych nieorganicznych kwa¬ sów, zwlaszcza kwasu siarkowego lub solnego, aktywna krzemionka w postaci zawiesiny o ste¬ zeniu 0,1 — 15% Si02, zwlaszcza 0,1 — 5% Si02, w takiej ilosci, azeby na ziarnach gruntu war- . 25 stwy wodonosnej osadzilo sie 1 — 3,5°/o wago¬ wych krzemionki lub tez wiecej, jezeli wymaga¬ ja tego szczególne warunki warstwy wodonos¬ nej.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze za- 30 wiesine miesza sie za pomoca sprezonego po¬ wietrza. Bltk 439/69 r. 300 egz. A4 PL