SU899976A1

SU899976A1 - Method of chemical plugging of water-bearing rock

Info

Publication number: SU899976A1
Application number: SU792858107A
Authority: SU
Inventors: Валерий Владимирович Николенко
Original assignee: за витель В. В. Николенко
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1982-01-23

Description

(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ ВОДОНОСНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД(54) METHOD OF CHEMICAL DAMPING OF AQUEOUS HORSE BREEDS

1one

Изобретение относитс к горнодобывающей промышленности, в частности к способам тампонировани и упрочнени водоносных горных пород при проходке горных выработок и подземных сооружений.The invention relates to the mining industry, in particular, to methods of plugging and strengthening of aquiferous rocks during the excavation of mine workings and underground structures.

Известен способ химического тампонировани и упрочнени водоносных горных пород, при котором в водоносную породу через пробуренные скважины нагнетают водные растворы синтетических смол, которые под действием отвердителей (растворов сол ной , щавелевой кислот, хлористого аммони ), нагнетаемых в скважины, образуют водонепроницаемые соединени , св зывающие частицы горной породы 1.A known method of chemical tamping and strengthening of water-bearing rocks, in which aqueous solutions of synthetic resins are injected into the aquifer through drilled wells, which, under the action of hardeners (solutions of hydrochloric, oxalic acids, ammonium chloride), are injected into the wells, form watertight compounds that bind rock particles 1.

Недостатком этого способа вл етс высока вредность примен емых растворов, снижающа радиус распространени их в горной породе.The disadvantage of this method is the high harmfulness of the solutions used, reducing their radius of distribution in the rock.

Наиболее близким техническим рещением вл етс способ двухрастворной силикатизации , включающий бурение и оснащение скважин, нагнетание в них раствора в жущего вещества - силиката натри 2.The closest technical solution is a two-solution silicatization method, which includes drilling and equipping wells, and injecting a solution into a binder — sodium silicate 2.

Недостаток этого способа заключаетс в значительной в зкости коллоидного раствора силиката натри , что ограничивает радиус проникновени его в горную породу, что вызывает необходимость бурени и оборудовани большого количества скважин. Цель изобретени - снижение трудоем кости работ.The disadvantage of this method lies in the significant viscosity of the colloidal solution of sodium silicate, which limits its radius of penetration into the rock, which necessitates the drilling and equipping of a large number of wells. The purpose of the invention is to reduce the labor of the bone.

Эта цель достигаетс тем, что согласно способу химического тампонировани водоносных горных пород, включающему бурение скважин и нагнетание в них тампонирующего раствора, перед нагнетанием последнего производ т его растворение в воде при давлении углекислого газа над раствором больше пластового давлени воды, но ниже давлени нагнетани раствора в породу, при этом в качестве тампонирующего вещества примен ют истинный раствор малорастворимых солей угольной кислоты .This goal is achieved by the fact that according to the method of chemical plugging of water-bearing rocks, including drilling wells and injecting a plugging solution into them, before the latter is injected, it is dissolved in water at a carbon dioxide pressure above the solution, but below the injection pressure of the solution at the same time, a true solution of poorly soluble salts of carbonic acid is used as a tamping agent.

С ростом давлени углекислого газа над 20 раствором возрастает растворимость в воде. Уменьшение давлени углекислого газа над раствором приводит к снижению растворимости солей угольной кислоты в воде и выпадению их в осадок.With increasing pressure of carbon dioxide over a solution of 20 increases the solubility in water. A decrease in carbon dioxide pressure over the solution leads to a decrease in the solubility of carbonate salts in water and their precipitation.

Сиособ осуществл етс следующим образомThe method is as follows.

Г ол ченный раствор соли угольной кислоты нагнетают в тампонируемый пласт горной породы под давлением нагнетани . По мере удалени нагнегаемого раствора от места нагнетани в радиальном направлении давление его снижаетс и на некотором рассто нии от места нагнетани становитс равным давлению углекислого газа, при котором производили приготовление раствора. Постепенно давление раствора становитс меньшим давлени углекислого газа и углекислый газ выдел етс из раствора. При этом снижаетс растворимость в воде соли угольной кислоты, избыток которой осаждаетс на стенках пор и трещин горной породы, уменьща тем самым их сечение; проницаемость горной породы на этом участке снижаетс , что приводит к увеличению градиента давлени нагнетаемого раствора на нем. Интенсивность осаждени соли в этом месте увеличиваетс по мере снижени проницаемости породы. В результате вокруг места нагнетани образуетс кольцева цилиндрическа зона горной породы с пониженным коэффициентом фильтрации. После достижени расчетной величины коэффициента фильтрации горной породы в кольцевой цилиндрической зоне нагнетание раствора в водоносный пласт прекращают, а внутри зоны производ т проходку горной выработки . В том случае, когда тампонирование производ т вокруг горной выработки большого сечени , вокруг будущей горной выработки по ее периметру бур т необходимое количество нагнетательных скважин и с их помощью в водоносный пласт нагнетают водный растьир углекислой соли так, чтобы цилиндрические зоны горной породыA bonded salt of carbonic acid is injected into a plugged bed of rock under the pressure of injection. As the pumped solution is removed from the injection site in the radial direction, its pressure decreases and, at some distance from the injection site, becomes equal to the carbon dioxide pressure at which the solution was prepared. Gradually, the pressure of the solution becomes less than the pressure of carbon dioxide and carbon dioxide is released from the solution. This reduces the water solubility of carbonate salts, the excess of which is deposited on the walls of the pores and cracks of the rock, thereby reducing their cross-section; the permeability of the rock in this area decreases, which leads to an increase in the pressure gradient of the injection solution on it. The intensity of salt deposition at this place increases as the permeability of the rock decreases. As a result, an annular cylindrical zone of rock with a reduced filtration coefficient is formed around the injection site. After reaching the calculated value of the filtration coefficient of the rock in the annular cylindrical zone, the injection of the solution into the aquifer is stopped, and the excavation is made inside the zone. In the event that the tamponization is performed around a large-section mine workout, the necessary number of injection wells are drilled around the future mine workings along its perimeter, and with their help carbonate carbonate is pumped into the aquifer so that the cylindrical zones of the rock

с пониженной проницаемостью, образующиес вокруг каждой нагнетательной скважины , слились в единое заграждение. Дл тампонировани горных пород вокруг горных выработок малого сечени , например щахт ых стволов, достаточно одной нагнетательной скважины, пробуренной по оси горной выработки, подлежащей проходке.with reduced permeability, formed around each injection well, merged into a single barrier. For plugging of rocks around mines of small section, for example, shafts, one injection well is enough drilled along the axis of the mine workings to be drilled.

Вещества, примен емые дл тампонировани водоносных горных пород по предлагаемому способу, не вызывают загр знени подземных вод токсичными веществами.Substances used for plugging of aquifers according to the proposed method do not cause pollution of groundwater with toxic substances.

Предлагаемый способ может заменить и другие способы тампонировани горных пород, например цементацию, глинизацию, способ замораживани и другие.The proposed method can replace other methods of plugging rocks, such as cementation, clay ing, freezing, and others.

Claims

1.Litvin A. 3. and others. The penetration of the shafts of mines by special methods. M., “Nedra, 1974, p. 214-215.

2. Goncharova L.V. Fundamentals of artificial soil improvement. Moscow, Moscow

University, 1973, p. 239, 249.