Геокем - Тампонажные смеси ЛП ,Гидроизоляция,тампонирование скважин

Создание геоэкологических экранов для изоляции источников загрязнения грунтов и грунтовых вод посредством использования современных тампонажных материалов.

        ООО «Геокем» является ведущей компанией в России в области разработок инновационных технологий по возведению гидроизоляционных завес и геоэкологических экранов с применением тампонажных смесей на карьерах, шахтах, хвостохранилищах, техногенных захоронениях различного происхождения.

Устранение зон фильтрации путём инъектирования  тампонажных составов,производимых нашей компанией, гарантирует быстрое и надёжное возведение гидроизоляционных завес в скальных породах со сложной системой трещиноватости; плотных и рыхлых осадочных отложениях; техногенных грунтах различного происхождения. В результате чего:

• значительно повышаетсяустойчивость к размыву горных выработок (стволов шахт, бортов карьеров, стенок скважин) и гидротехнических сооружений;
• обеспечивается надёжность и безопасность дальнейшей эксплуатации горно-геологических объектов за счёт снижения вероятности возникновения опасных ситуаций, способных вызвать катастрофические последствия;
• существенно снижаются экономические затраты на осушение выработок, устранение водопритоков, а также поддержание экологического равновесия землеотводов ....

Возведение геоэкологических экранов с использованием тампонажных смесей при локализации техногенных загрязнений так же доказало свою практическую значимость, обеспечивая защиту почв и грунтовых вод от химического, бактериологического и иных видов загрязнений.

ООО «Геокем» - это разумное слияние научного и производственного потенциала, позволившего в короткие сроки создать уникальный по своим свойствам гидроизолирующий материал – Тампонажная смесь ЛП (различных модификаций) – уверенно зарекомендовавший себя за последние шесть лет на Российском рынке горно-геологической и строительной промышленности.

Тампонажная смесь ЛП-С – это мелкодисперсная порошкообразная сухая смесь, обладающая гидроизолирующими и крепящими свойствами. При взаимодействии с водой увеличивается в объёме от 10 до 50 раз.

Практика показала, что применение тампонажной смеси ЛП даже в комбинации с традиционными материалами способно значительно увеличить гидроизоляционные свойства горных пород и техногенных грунтов.

Преимущество разработанной и запатентованной нашей компанией технологии в её простоте – при выполнении гидроизоляционных работ не требуется специальных дополнительных технических средств. Для возведения противофильтрационных завес достаточно иметь буровой станок, тампонажный сухой концентрат, узел для приготовления смеси и нагнетательный насос высокого давления. При бурении инъекционных скважин в массивах горных пород или на фильтрующих участках гидротехнических сооружений по расчетной сетке или периметру возводимой завесы нагнетается тампонажная смесь. Попадая в обводненный трещиноватый массив смесь, заполняя пустоты, увеличивается в объеме и кольматирует трещины, принимая их форму. В результате чего создаёт непроницаемый гидроизоляционный экран. При возникновении новых трещин и пор (вследствие динамических нагрузок на массив) в зоне уже возведённой завесы вязкопластичныйтампонирующий состав в соприкосновении с водой продолжает увеличиваться в объёме и заполнять образующиеся пустоты, препятствуя появлению новых очагов фильтрации.

Срок службы гидроизоляционных завес практически неограничен. Разрушающее воздействие на тампонажную смесь ЛП могут оказывать лишь агрессивно-минерализованные воды и прямые солнечные лучи (не проникающие сквозь горную породу). Возводимые завесы весьма устойчивы к природной сейсмичности и проведению взрывных работ.

Срок выполнения работ от нескольких недель до нескольких месяцев и зависит от горно-геологических условий и протяженности возводимой завесы.

Стоимость работ не превышает затрат в сравнении с традиционными способами защиты, а в некоторых случаях – гораздо ниже.

Некоторый практический опыт работ ООО «Геокем»:

• изоляция шва плотины на участке Бурейской ГЭС (пос. Талакан, 2005 г.);
• противофильтрационная завеса промежуточного зумпфа Восточного рудника ОАО «Апатит» (г. Кировск, 2004-2005 г.);
• изоляция водоносного горизонта при проходке шахтного ствола СМУ 680 (г. Челябинск,  2006 г.);
• изоляция нулевых мазутных ёмкостей ОАО «Ковдорский ГОК» (г. Ковдор, 2007 г.);
• противофильтрационная завеса перекачной насосной станции карьерного водоотлива ОАО «Апатит» (г. Кировск,  2009 г.).

Испытание тампонажной смеси ЛП

 на Коашвинском карьере Восточного рудника

ОАО «Апатит»

Главный технолог, зам. ген. директора, к.т.н.                       Цыгельнюк Е.Ю. ООО «Геокем»

Главный горняк по открытым работам                                  Рыжков А.Н. ОАО «Апатит»

Начальник Восточного рудника                                                 Кравцов А.В.  ОАО «Апатит»

Большинство месторождений полезных ископаемых нашей страны характеризуется высокой обводненностью разрабатываемых горных массивов.   Освоение высокообводненных месторождений связано с комплексом работ по их осушению, причем капитальные затраты на осушение достигают 20%, а эксплуатационные затраты на осушение достигают 15% от общей себестоимости сырья.

Сложные гидрогеологические условия месторождений характеризуются высокими фильтрационными свойствами горных пород и высоким гидростатическим напором трещинных вод. Немаловажным фактором, влияющим на обводненность горных выработок, являются и циклические динамические нагрузки, возникающие при ведении взрывных работ.

Основными методами борьбы с обводненностью месторождений являются: бурение водопонижающих скважин, бурение дренажных скважин, строительство противофильтрационных завес гидроизолирующим материалом которых служат цементы и смолы.

 Строительство противофильтрационных завес (ПФЗ), с использованием в качестве гидроизолирующего материала цемента с добавками ускорителей схватывания, наиболее распространено, по причине доступности и невысокой стоимости материала. Однако, несмотря на кажущуюся экономичность использования цементов для гидроизоляции, расход его для цементирования одной скважины завесы достигает десятков тонн при максимальном радиусе распространения смеси 3-4 м. Создание гидроизоляции массива с высокими фильтрационными свойствами пород и значительным гидростатическим напором по вышеуказанной методике, зачастую, неэффективно. Цементный камень имеет микропористую структуру даже в идеальных условиях его твердения, а в сложных гидродинамических условиях большая часть цементной смеси вымывается потоком трещинных вод, а затвердевшая масса  не выполнят функцию гидроизолирующего материала.

Наиболее приемлемым материалом для создания ПФЗ является нетвердеющая гидрофильная масса, заполняющая пустоты и трещины массива, и способная многократно увеличиваться в объеме при соприкосновении с водой. Такими свойствами обладает тампонажная  смесь ЛП.

Тампонажные смеси ЛП
 экологически безопасны и относятся к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76 (мало опасные вещества). Экономичность и эффективность применения смеси ЛП для гидроизоляции в сложных гидрогеологических условиях горных выработок несомненна. Апробация данной технологии произведена при создании скважин ПФЗ промежуточного зумпфа на Коашвинском карьере «Восточного рудника» ОАО «Апатит».

 Коашвинский карьер – расположен у склона

горы Коашва в долине реки  Вуонннемйок. Характеризуется  сложными гидрогеологическими условиями отработки, связанными с распространением на площади месторождения мощных (до 70 м) разнородных по составу и происхождению рыхлых отложений и приуроченных к ним водоносных верхне-четвертичных осташковского и подпорожского водно-ледниковых горизонтов, а так же наличием трещинных и трещинно-жильных вод палеозойского комплекса кристаллических пород с  максимальными водопритоками по карьеру до 12 тыс.м³/час.

 Промежуточный зумпф расположен на отметке +165 м в кристаллических породах с сильно развитой системой трещиноватости. Объем фильтрата составляет около 500 м³/час или 12000 м³/сутки. Гидростатический напор фильтрационного потока составляет 55 м. Скорость фильтрации не определялась. По данным «Отчета о дополнительной разведке и пересчету запасов Коашвинского месторождения», составленного в 1972 г, среднее значение коэффициента фильтрации трещинных вод составляло 0,24 м/сут, фактическое значение коэффициента фильтрации на момент проведения работ составило от 1,0 м/сут до 5,0 м/сут.

ООО «Геокем» проведены испытания смеси для создания противофильтрационной завесы промежуточного зумпфа. Основной целью испытательных работ являлось определение радиуса распространения смеси, однако, в процессе производства работ принято решение об усложнении задачи,  а именно - снижении интенсивности фильтрации в зоне гидроизоляционных работ.

 Водопроявления из борта карьера в районе расположения промежуточного зумпфа выявлены в двух основных зонах, а именно в западной и восточной его частях, непосредственно под зумпфом. Ширина видимого фильтрационного потока из борта карьера в зоне производства работ (восточная часть) составляла порядка 22-24м. Видимая фильтрация была представлена в виде сплошного водного потока изливающегося, в основном, из горизонтальной трещины мощностью около 5см. 

Пробурено три нагнетательные скважины и одна контрольная скважина. Расстояние между нагнетательными скважинами составляло 14м. По окончании нагнетания в скважины, ширина фильтрационного потока сократилась до 20м, водный поток из сплошного трансформировался в дискретный,  с осушением центральных участков трещины. По окончании бурения и нагнетания в скважины №1н, №2н, №3н между скважинами №2н и №3н пробурена контрольная скважина, по результатам бурения сделан вывод о радиусе распространения смеси, составившем более 7м.

В октябре-ноябре 2004 г. работниками гидрогеологического участка Восточного рудника был проведен анализ вышеуказанной  противофильтрационной завесы. По составленной балансовой  схеме водоотведения из основного и промежуточного зумпфов Коашвинского карьера определено снижение объема фильтрации на 150м³/час или на 30%. Можно говорить, что даже несовершенная противофильтрационная завеса дает положительные результаты и повышает уровень безопасного производства работ.

Способность тампонажной смеси выдерживать высокое давление при сохранении гидроизолирующих свойств позволяет использовать смесь в сложных гидродинамических условиях большинства месторождений. Помимо этого перспективным направлением использования ЛП является гидроизоляция бортов карьера представленных не только скальными породами, но и четвертичными отложениями. Работы в этом направлении продолжаются.