SU1642045A1 - Состав дл профилактической обработки целиков угл - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной про- мышленности и может быть использовано дл  предупреждени  эндогенных пожаров в целиках угл  при подземной разработке пластов угл , склонных к самовозгоранию. Цель - повышение эффективности профилактической обработки целиков угл  с длительными сроками службы за счет улучшени  гигроскопических свойств состава и увеличени  его сопротивлени  выдавливанию из трещин под действием горного дав- лени . Состав содержит следующие компоненты при их соотношении, мае. %: глина 55-60 силикат натри  1,5-3,0, кальций хлористый 2 0-5 0 полиакриламид 0,005-0,025, вода остальное Состав готов т путем последовательного смешивани  глинистой суспензии и водных растворов хлористого кальци  полиакрилэмида и силиката натри  причем водный рзствоо силиката натри  ввод т и смесь перед подачей ее в скважину За счет высокой пластичности состав заполн ет трещины где происходит процесс гелеобразованил, обусловленный наличием силиката натри  и хлористого катьци  Глина увеличивает сопротивление гел  выдавливанию из трещин под действием горного давлени  и, в сочетании с хлористым кальцием, повышает гигроскопические свойства состава. 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  предупреждени  эндогенных пожаров в целиках угл  при подземной разработке пластов угл , склонных к самовозгоранию .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности профилактической обработки целиков угл  с длительными сроками службы за счет улучшени  гигроскопических свойств состава и увеличени  его сопротивлени  выдавливанию из трещин под действием горного давлени .

Состав содержит компоненты в следующих соотношени х, мае. %:

Глина

Силикат натри 

Хлористый

кальций

Полиакриламид

Вода

55-60 1.5-3,0

2.0-5,0 0.005-0,025 Остальное (до 100) На чертеже приведена технологическа  схема получени  и применени  предлагаемого состава.

Пример 1 Дл  приготовлени  1 т состава с оптимальными свойствами требуON

Јь ГО О

-N

СП

етс  600 кг глины, 40 кг хлористого кальци , 20 кг силиката натри , 0,1 кг полиакрилами- да и 339,9 кг воды, из которых составл ют три водных раствора компонентов: 600 кг глины + 140 кг воды; 40 кг хлористого каль- ци  + 0,1 кгполиакриламида + 139,9 кг воды; 20 кг силиката натри  + 60 кг воды. Такое разделение целесообразно исход  из особенностей гелеобразующих составов, т. е. один из гелеобразующих компонентов рекомендуетс  вводить перед подачей состава в скважину, так как из-за непредвиденной остановки технологической линии процесс гелеобразовани  может начатьс  до ввода в массив. Кроме того, такое разде- ление обеспечивает возможность лучше перемешать компоненты. В мешалку 1 подают глину и воду, перемешивают, пропускают раствор через дробилку 2 и вибросито 3, а затем сливают его в бак 4 с активатором 5, куда ввод т второй раствор, содержащий хлористый кальций, полиакриламид и воду. Третий раствор, содержащий силикат натри  и воду, заливают в бак 6. Подачку состава в скважину 7 через герметизатор 8 осуществл ют насосом 9, всас которого раздельно введен в баки 4 и 6. Через 180 с состав переходит в гель, тер ет подвижность и закупориваеттрещины. Полученный состав имеет следующие характеристики: Расплыв8 10 2 м

4,8-102Па

Адгези  Динамическа 

в зкость9,9-103Па.с

Давление фильтрации через трещины с раскры

v2

тием 4,0-1,2 мм ...192 -10 МПа Врем  гелеобразовани  180с Потери влаги за 30 дней хранени  при относительной влажности 100% не обнаружено . Состав может использоватьс  дл  профилактической обработки без ограничений .

Пример 2. Дл  приготовлени  состава с содержанием компонентов по верхнему пределу необходимо использовать 600 кг глины, 50 кг хлористого кальци , 0,25 кг полиакриламида, 30 кг силиката натри  и 319,75 кг воды, из которых составл ют три водных раствора: 600 кг глины + 130 кг воды; 50 кг хлористого кальци  + 0,25 кг полиакриламида + 99,75 кг воды; 30 кг силиката натри  + 90 кг воды. Технологи  приготовлени  состава и подачи его в целик не отличаетс  от примера 1.

Полученный состав обладает следующими свойствами:

Расплыв7,

Адгези 4,89-102Па

Динамическа 

в зкость25,5-Ю3 Па.с

Давление фильтрации через трещины с раскрытием 4,0-1,2 мм57,0-102...

...333, Врем  гелеобразовани  60 с Потери влаги за 30 дней хранени  при относительной влажности 100% не обнаружено . Состав может использоватьс  дл  профилактической обработки целиков без ограничений.

Пример 3. Дл  приготовлени  состава с содержанием компонентов по нижнему пределу необходимо использовать 550 кг глины, 20 кг хлористого кальци , 0,05 кг по- лиакриламида, 15 кг силиката натри  и 414,95 кг воды, из которых составл ют три водных раствора: 550 кг глины + 300 кг воды; 20 кг хлористого кальци  + 0,05 кг полиакриламида + 69,95 кг.воды; 15 кг силиката натри  + 4,5 кг воды. Технологи  приготовлени  состава и подача его в целик не отличаетс  от примера 1.

Полученный состав обладает следующими свойствами:

Расплыв8,

5

0 5

0 5

Адгези  Динамическа  в зкость Давление фильтрации через трещины с раскрытием 4 мм-1,2 мм

3,36-10 Па 1,4-103Па.с

0,8-102... ... 22-10 2МПа Врем  гелеобразовани 300 с Потери влаги за 30 дней хранени  при относительной влажности 100% не обнаружено . Состав может использоватьс  дл  профилактической обработки целиков без ограничений.

Пример 4, Дл  приготовлени  состава с содержанием компонентов ниже нижнего предела используетс  500 кг глины (50%), 15 кг хлористого кальци  (1,5%), 0,05 кг полиакриламида (0,005%), 10 кг силиката натри  (1,0) и 474,95 кг воды (47,495%), из которых составл ют три водных раствора: 500 кг глины + 387 кг воды; 15 кг хлористого кальци  + 0,05 кг полиакриламида + 69,95 кг воды; 10 кг силиката натри  + 18 кг воды

Технологи  приготовлени  состава и подача его в целик не отличаетс  от примера 1.

0.84-103Па.с

Полученный состав обладает следующими свойствами:

Расплыв12.

Адгези 1,7-102 Па

Динамическа  в зкость Давление фильтрации через трещины с раскрытием 4.0-1,2 мм0....

... 4, Врем  гелеобразовани 600 с Потери влаги за 30 дней хранени  при относительной влажности 100% составл ют 0,1 %. Состав может быть рекомендован дл  профилактической обработки целиков по следующим причинам: длительный срок ге- леобразовани , невысока  плотность гел , малое сопротивление выдавливанию, поте- р  влаги.

Вследствие указанных недостатков состав будет выдавливатьс  из трещин и произойдет его сушка. Состав может использоватьс  только дл  обработки цели- ков с небольшим сроком службы, наход щихс  в зонах с установившимс  невысоким горным давлением.

Пример 5. Дл  приготовлени  состава с содержанием компонентов выше верх- него предела используетс  630 кг глины (63%), 60 кг хлористого кальци  (6%), 50 кг силиката натри  (5%), 0,3 кг полиакрилами- да (0,03%) и 259,7 кг воды (25,97%), из которых составл ют три водных раствора: 630 кг глины + 50 кг воды; 60 кг хлористого кальци  + 0.3 кг полиакриламида +89,7 кг воды; 50 кг силиката натри  + 120 кг воды. Технологи  приготовлени  состава и подачи его в целик не отличаетс  от примера 1.

Полученный состав обладает следующими свойствами:

Расплыв6, м

Адгези 4,64-102 Па

Динамическа 

в зкость37,6-103 Па.с

Давление фильтрации через трещины с раскрытием 4,0-1,2 мм59,0-102...

... 342,0-102 МПа Врем  гелео- бразовани 40 с

Потери влаги за 30 дней хранени  при относительной влажности 100% не установ- лено.

В св зи с высокой в зкостью и малым временем гелеобразовани  раствор имеет небольшой радиус распространени  и проникает только в крупные трещины. Состав может использоватьс  в качестве изолирующей пасты дл  покрыти  перемычек и заполнени  крупных трещин. Использование его дл  обработки целиков нецелесообразно.

Из приведенных примеров видно, что в предлагаемых пределах состав может эффективно примен тьс  дл  обработки целиков . При содержании глины в составе более 60% снижаетс  проникающа  способность его И мелкие трещины остаютс  не заполненные . При содержании менее 55% значительно снижаютс  прочностные свойства и в зкость.

В составе используетс  водный раствор силиката натри  (растворимое жидкое стекло ) с удельным весом 1,35-1,40 г/см и модулем 2,5-3,0, служащий структурообразующим реагентом данной системы и содер- жание его должно соответствовать содержанию хлористого кальци , который ввод т дл  инициировани  процесса коагул ции , структуировани  данной системы и как водопоглощающее средство. Изменение содержани  этих компонентов за указанные пределы отрицательно вли ет на качество гел , ухудшает его структуру и плотность.

Полиакриламид придает составу после гелеобразовани  в зкость и адгезионные свойства. При введении полиакриламида менее 0,005% эффект практически не наблюдаетс , а свыше 0,025% не дает значительного улучшени  характеристик, но удорожает состав.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Состав дл  профилактической обработки целиков угл , включающий силикат натри , полиакриламид и воду, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности профилактической обработки целиков с длительным сроком службы за счет улучшени  гигроскопических свойств состава и увеличени  его сопротивлени  выдавливанию из трещин под действием горного давлени , он дополнительно содержит глину и хлористый кальций при следующем соотношении компонентов, мае. %: Силикат натри 1,5-3,0

   Полиакриламид0,005-0,025

   Глина55-60

   Хлористый кальций2,0-5,0

   ВодаОстальное

   Вода+глина

   /

   Вода+силикат

   Натри  X

   -t-хлористый кальции + +поли акриламид

   i

   V/////////J

   FH

   Г/ 7

   УХ