Состав для закрепления преимущественно соленосных пород

Состав для закрепления преимущественно соленосных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтсиик

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю883240 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 10. 79(21) 2847098/29-33 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень Рй 43

Дата опубликования описания 25. 11.81

{53)M. Кл.

Е 02 0 3/12

Гоеударстекнный квинтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй

{ 53 ) УД 6(624. 138. .4 (088 ° 8) P,Ñ. Пермяков, А.П. Парфенов, Ю.С. Сафрыгин

А.В. Муравьев, В.И. Травкина, В.М. Борейко, и И.А. Зотов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проек галургии (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

СОЛЕНОСНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к составам для закрепления грунта, содержащего водорастворимые соли в целях устрой- " ства водонепроницаемых завес, тампонирования трещин и каверн в стенках скважин.

Известен состав (l) для закрепления грунта, включающий, вес.%т

Карбамидная смола 40-60 .

Щавелевая кислота 4-8

Гексаметилентетрамин 0,1-0,5

Вода Остальное

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо-, му эффекту является состав $2) для закрепления грунта преимущественно в соляных рудниках на основе насыщенного раствора. соли и синтетического вяжущего с инициатором и ускорителем полимеризации, в который для повышения гидроизоляционных свойств грунта компоненты введены в состав в вес.ч:

Насыщенный раствор соли 125-130

Синтетическое вяжущее 8-30, содержащее смесь винильных монометров в следующем соотношении компонентов, вес.%:

Акриламид 70-90

Соли акриловой кислоты 5-20

Гидроокись кальция до 3

Полиакриламид 2-7

Инициатор полимеризацииперсульфат аммония,X от-0,1-1,1Х . веса синтетического вяжущего

Ускоритель полимеризациигидросульфат натрия,% от=О, 1-1,4% веса синтетического вяжущего

Недостатками известных составов являются низкие гидроизоляционные свойства закрепленной породы и большой расход состава.

883240

15 понентов, нес.ч.:

Цель изобретения — повьппение гидроизоляционных свойств закрепленной породы и снижение расхода состава..

Поставленная цель достигается тем, что состан для закрепления преимущественно соленосных пород, включающий насыщенный водный раствор солей, вхо дящих в состав породы, или минералиэованную воду, акриламид и/или метакриламид, акрилаты, инициатор и ускоритель полимеризации, дополнительно содержит пераформ или формальдегид, хлористый кальций или хлористый магний, неионогенные высокомолекулярные водорастворимые соединения и регулятор рН при следующем соотношении ком4

Введение в состав для закрепления грунта дополнительно параформа или формальдегида позволяет получить в результате их взаимодействия с амидом метилольные производные, которые затем в процессе полимеризации мономеров в кислой среде конденсируются с образованием водонерастворимого пространственного полимера. ИспольI зование неионогенного высокомолекулярного соединения ведет к увеличению вязкости растворов, в результате чего снижается расход реагентов при закачке раствора в грунт. Кроме того, высокомолекулярные добавки вступают во взаимодействие с грунтом и полиакрилатами с образованием водородных и т.п, связей, н результате чего по20

0,001-0,015

Насыщенный водный раствор солей или минерализованная вода 70-90

Акриламид и/или метакриламид 10-30

Акрилаты 0,4-6,0

Инициатор полимеризации 0,01-0,25

Ускоритель полимеризации

Параформ или формальдегид 0,3-3,0

Хлористый кальций или хлористый магHHH 0,1-1 0

Неионогенные высокомолекулярные водорастворимые соединения 0,2-1,4

Регулятор рН, обеспечивающий получение рН 4-6

При этом в качестве неионогенных высокомолекулярных водорастворимых соединений состав содержит поливини- ловый спирт или полизтиленоксид в качестве акрилатов — по крайней мере компонент из группы: акриловая кислота, метакриловая кислота, соль акрилоной кислоты, соль метакриловой кислоты, Кроме того, при использовании в качестве акрилатов акриловой или метакриловой кислоты в качестве регулятора рН состав содержит щелочь.

Использование н предлагаемом сос-.. тане недефицитных нинилъных мономе" рон позноляе расширить область применения состава и повысить его гидро»- изоляционные свойства. вьппается адгеэия состава с грунтом.

Замена полиакриламида на неионогенные высокомолекулярные соединения способствует увеличению молекулярного веса образующегося полимера, так как в отличие от полиакриламида они не вызывают обрыва цепи по радиальной полимеризации акриловых мономеров.

Добавка вместо практически нераство.римой гидроокиси кальция хорошо растворимого хлорида кальция или магния позволяет создать в системе дополнительные связи с помощью двухвалентных ионов. Введение в состав кислоты позволяет довести рН раствора до 4-6, что,в свою очередь, позволяет регулировать скорость поликонденсации метилольных производных и продолжительность полимеризации винильных мономерон. В случае использования в качестве акрилатов акрилоной или метакрилоной кислот, для доведения нужной величины рН полимериэуемого раствора используют щелочи, например

Na0H NH

Ввиду возможного образования буферных растворов при внесении компонентов состава в рассолы различного типа, нельзя указать количественный расход кислоты, входящей в состав для закрепления грунта, поэтому контроль за кислотностью ведут по величине рН жидкой фазы и регулируют путем введения в состав кислоты до подачи в систему инициаторов полимеризации.

Использование в качестве акрилатов помимо солей акрилоной кислоты, акриланой и метакриловой кислот, а

l0

25

5 8 также смесей этих кислот с их солями, позволяет точнее регулировать скорость поликонденсации и повысить адгезию состава с грунтом.

Состав дпя закрепления содержащего соли грунта готовят следующим образом.

В раствор солей, полученный путем растворения в воде солей, входящих в состав грунта либо в рассол, отобранный непосредственно из грунта, добавляют акриламид или метакриламнд.

После растворения винильных мономеров в растворе минеральных солей в него добавляют параформ илн водный раствор формальдегида (в пересчете на 100 H-COH), доводят величину рН раствора до 4-6 путем добавления регулятора кислотности, например, серной, соляной или уксусной кислоты, либо, в случае использования в качестве акрилата или метакриловой кислоты — щелочи, например, NaOH или

NH

Пример 1. Готовят известный состав для закрепления грунта на основе насыщенного водного раствора хлоридов калия и натрия и вяжущего с инициатором и ускорителем полимеризации. Такой состав в количестве 0,1 м закачивают в грунт, ь представленный сильвинитом, глинами, силикатами и карбонатами. Через

30 сут перемычка из закрепленного данным составом грунта оказалась разрушенной, а рассолы грунта стали поступать в горную выработку.

Пример 2. К 80 вес.ч. рассола, содержащего 23,3 хлористого натрия и 10Х хлористого калия, полученного путем растворения сильвинитовой породы в воде, добавляют при перемешивании 18 вес.ч, кристаллического акриламида, 2 вес.ч, акриловой кислоты I 2 вес.ч.параформа:0,6 вес.ч

О хлористого магния, 1,4 вес.ч. поливинилового спирта, доводят рН раствора до 5 добавлением гидроокиси калия. Полученную таким путем массу перемешивают втечение 30 мин до полного растворения всех компонентов, Затем в раствор добавляют при работающей мешалке 0,04 вес.ч,персульфата аммония и 0,006 вес.ч.тиосульфата натрия. Раствор в течение 10 мин перемешивают и закачивают насосами в грунт, представленный сильвинитом, силикатами, карбонатами. При этом расход состава сократился на 15Х а герметичность перемычек из закрепленного грунта не была нарушена даже через 8 мес.

Н р и м е р 3. К 90. вес.ч. минерализованной воды, содержащей следующие катионы и анионы, мг/л: Na+ или

К 440,0; NH< 0,2; Са+ 114,2 Hg++

43,2; Сц 0,01; Сl 653,1 и SO<306,6, добавляют 30 вес.ч. метакриламнда

6 вес.ч. акриловой кислоты, l вес.ч. полиэтиленоксида, l вес.ч. хлористого кальция, 3 вес.ч. (в пересчете на

100 Н-COH) водного раствора формальдегида. Полученный раствор имеет рН 4,1. Раствор тщательно перемешивают и добавляют 0,225 вес.ч. персульфата аммония. Затем приготовленную массу закачивают насосами в закрепное пространство ствола ниже зоны течи минерализованных вод. При этом поступ 1ение воды в нижележащие горизон ты прекратилось и была достигнута ,надежная гидроизоляция ствола..П р и и е р 4. К 70 вес.ч. рассола, содержащего 23,3Х хлористого натрия и 10 хлористого калия, добавляют при перемешивании 10 вес.ч. акриламида; 0,4 вес.ч. акриловой кислоты; 0,3 вес.ч. параформа 0,2 вес.ч. поливинилового спирта О,! вес.ч. хлористого кальция, рН полученного состава 4,6. Такую смесь тщательно перемешивают в течение 20 мин, затем при работающей мешалке добавляют

0,05 вес.ч. персульфата аммония и

0 015 вес.ч. тиосульфата натрия. Такой состав закачивают в сильвинитовый пласт, из которого предварительно сжатым воздухом вытеснены грунтовые воды.. После полимеризации и поликонденсации состава получили прочную водостойкую систему, не пропускающую грунтовые воды.

883240

0,3-3,0

0 s l-1,0

Формула изобретения

0,2-1,4

1О

4-6

10-30

О, 4-0,6

0,001-0,015

Таким образом, предлагаемый состав позволяет закреплять породы, содержащие руды хлоридного типа — сильвии, сильвинит, галит, а также минерализованную воду.

1. Состав для закрепления преимущественно соленосных пород, включающий насыщенный. водный раствор солей, входящих в состав породы, или минерализованную воду, акриламид и/или . метакриламид, акрилаты, инициатор и ускоритель полимериэации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения гидроизоляционных свойств закрепленндй породы и снижения расхода состава, он дополнительно содержит параформ или формальдегид, хлористый кальций или хлористый магний, неибногенные высокомолекулярцуеаодбрастворимые соединения и регулятор рН при следующем соотношений компонентов, вес. ч.:

Насыщенный водный раствор солей или минерализованная вода 70-90

Акриламид и/или метакриламид

Акрилаты

Инициатор полимеризации 0,01-0,25

Ускоритель полимеризации

Параформ или формальдегид

Хлористый кальций или хлористый магний

Неионогенные высокомолекулярные водорастворимые соединения

Регулятор рН, обеспечивающий получение величины рН

2. Состав по п.l, о т л и ч а ю15 шийся тем, что в качестве неионогенных высокомолекулярных водорастворимых соединений он содержит поливиниловый спирт или полиэтиленоксид.

3. Состав па.пп.1 и 2, о т л и "

20 ч а ю шийся тем, что, в качестве акрилатов он содержит по крайней мере компонент из группы: акриловая кислота, метакриловая кислота, соль акриловой кислоты, соль метакриловой

25 кислоты е

4. Состав по пп.1-3, о т л и ч аю щ и Й с я тем, что при использо.вании в качестве акрилатов акриловой или метакриловой кислоты он содержит щ в качестве регулятора рН щелочь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 534547, кл. Е 02 D 3/12, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 395543, кл. Е 02 D 3/12, 1971.

Составитель В. Горлов

Редактор Т. Киселева Техред О.Легеэа Корректор Г. Назарова

Заказ 10140 41 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4